Ventana al Espacio (LVI)

La nebulosa Trífida (M20), desde el Gran Telescopio de Canarias.

Aventureras del sistema solar: Venera 7

Tras diversas misiones ya con éxito después de Venera 4, el siguiente paso era el de alcanzar la superficie venusina y transmitir información desde allí. Como pusieron de relieve todos los vehículos anteriores, el diseño debía ser reforzado para poder sobrevivir, al menos durante unos minutos, y así relatarnos las condiciones que existen en tan hostil entorno. De esta manera, aprovechando el diseño de las misiones anteriores, la base se aprovechó para incrementar el grosor de los paneles externos. Con esto se confiaba en conseguir los objetivos de la misión.

Con la designación 3V (V-70), tanto el diseño del bus como el del lander se basaban en el de las misiones precedentes: la fase de crucero se centraba en una estructura cilíndrica de cuyos lados nacían dos paneles solares que alimentaban las baterías tanto del bus como del lander. Durante el viaje estaba estabilizado en sus tres ejes usando un sensor solar, un sensor terrestre y un sensor estelar. También equipaba la propulsión para las correcciones de rumbo, los sistemas de comunicaciones y el ordenador de vuelo. En cuanto la cápsula de aterrizaje, aunque visiblemente resultaba idéntica a las de las lanzadas anteriormente, se rediseñó para soportar hasta 180 atmósferas terrestres y 540ºC. Disponía de todo lo necesario para funcionar (ordenador, sistema de comunicaciones), un sistema para mantener el interior lo suficientemente frío, y por supuesto el paracaídas de descenso. En cuanto a la instrumentación,

resultaba escaso. El bus solo estaba equipado con dos experimentos: un detector del viento solar y un detector de rayos cósmicos. Por su parte, el lander también disponía de dos sistemas, los básicos para conocer las condiciones en la superficie: un termómetro de resistencia y un barómetro. Esta información era importante para ayudar a diseñar los siguientes vehículos. Una vez el conjunto quedaba unido y preparado para el despegue, el conjunto desplazaba una masa de 1180 kg.

Como los proyectos anteriores, se construyeron dos vehículos idénticos, por si fallaba una la segunda cumpliría la misión. El vehículo de lanzamiento para cada misión era el Molniya de tres etapas. La primera de las dos sondas fue elevada sin problemas el 17 de agosto de 1970, conociéndose posteriormente en Venera 7. La segunda nave no tuvo tanta suerte: la etapa superior falló, y el vehículo (nombrado como Kosmos 359) quedó en órbita terrestre, y días después reentró en la atmósfera. Total, los esfuerzos se centraron en la restante.

Tras dos maniobras de corrección de rumbo (2 de octubre y 17 de noviembre), la sonda alcanzó Venus el 15 de diciembre. Antes de ser liberado, el interior del lander fue enfriado a temperatura bajo cero para asegurar su funcionamiento ya en superficie. Después de ser expulsada, la cápsula entró en contacto con la atmósfera venusina a 135 km. de altitud sobre su superficie. El rozamiento atmosférico eliminó gran parte de la velocidad, y la densidad de la atmósfera hizo lo propio hasta que el paracaídas se desplegó a unos 60
km. de altitud, momento en el cual Venera 7 comenzó a transmitir, y así lo hizo durante los 35 minutos que duró el descenso. A 10 metros de la superficie, el cable del paracaídas se rompió, y la sonda cayó a la superficie, perdiéndose así la señal. Después de intentarlo todo, se perdió la esperanza de recuperar algo de la sonda.

Varias semanas después, se decidió investigar el ruido de fondo grabado tras el aterrizaje de Venera 7. Como los grabadores habían estado encendidos durante bastante tiempo, se esperaba encontrar alguna señal que pudiera indicar que la sonda había sobrevivido. Los resultados fueron positivos. Tras pasar las cintas por un complejo procesado por ordenador, encontraron que Venera 7 había transmitido datos durante otros 22 minutos 58 segundos hasta que sucumbió al entorno venusino. La señal no era más que un 1% de la señal esperada desde la antena de media ganancia de la sonda (probablemente porque había rebotado y caído sobre un lado), aunque por suerte incluía la información de su instrumental. Venera 7 había aterrizado en el lado nocturno de Venus, y aún así la temperatura era de 475ºC (con un margen de más/menos 20 ºC) y había una presión atmosférica de 90 (más/menos 15) atmósferas terrestres. Esta información confirmaba todo lo que sondas como Mariner 2 y 5 (en 1962 y 1967) habían registrado desde el espacio. Las coordenadas aproximadas de aterrizaje de la sonda son 5º latitud sur, 351º longitud este.

Si el objetivo era el de hacer ciencia comprensible en la superficie de Venus, la información que proporcionó Venera 7 resultó crucial. Dos años después, con Venera 8 se obtuvo nueva información de vital importancia, ya que no solo aterrizó en la cara solar, incorporaba un fotómetro que confirmó que había suficiente luz como para que se pudieran tomar fotografías de la zona de aterrizaje. De esta manera, todo esto allanó el camino para que en 1975 se obtuvieran las primeras imágenes claras desde la superficie de otro planeta.

Summer in the Solar System

No tenemos miedo en reconocerlo: No soportamos el verano. No soportamos el agobiante calor, las aglomeraciones, y otras cosas que conlleva esta época del año. Pero en fin, existe mucha gente que no solo lo aguantan, sino que desean más que cualquier otra cosa que llegue. Si fuera por nosotros, agarraríamos el petate y, cuando comenzara esta estación, iríamos al hemisferio sur, es decir, donde es invierno, para así evitar el asfixiante calor y la inaguantable humedad que tiende a existir en la costa. Eso sí, comparado con otros rincones del sistema solar, nuestro planeta es más bien un lugar templado. Así que, acérrimos del calor, os vamos a dar una pequeña guía sobre los mejores lugares en los que pasar un verano con algo de calor, aunque con un protector solar con un factor de millones.

Antes de empezar, nos gustaría corregir una falsa creencia que corre por aquí. Aunque parezca extraño, cuando es verano aquí en el hemisferio norte de la Tierra, es la época en la que nuestro planeta se encuentra más lejos de Helios. Aunque la órbita terrestre no es de las más excéntricas del sistema solar, tiene más que ver con como caen los rayos del Sol, en este caso perpendicularmente, recalentando la atmósfera y aumentando la temperatura, provocando los anticiclones. Tenerlo presente.

Pero en fin, metámonos en el tema. Si queréis el lugar con un máximo calor, el Sol es vuestro lugar. Aunque el pobre Anaxágoras afirmó que “no es más que una roca ardiente más grande que el Peloponeso” (por lo que tuvo que salir echando leches de Atenas porque si no lo despachaban) nuestra estrella es realmente un gigantesco reactor nuclear de fusión, que genera la energía, como bien dice el término, fusionando dos átomos de hidrógeno (creando helio en su lugar) y generando en el proceso inmensas cantidades de energía. Por ello, su interior está a millones de grados, y a medida que nos vamos alejando de su interior, la temperatura desciende, hasta llegar a la superficie donde allí, en la fotosfera, la temperatura es de apenas 6000ºC. Son muchos los misterios que encierra, ya que cuando uno empieza a alejarse de la fotosfera rumbo al espacio, la temperatura vuelve a ascender, alcanzando la corona (su atmósfera) decenas de miles de grados. Agradable, ¿verdad? Vale, puede que sea una opción un pelo extrema.

A aproximadamente 58 millones de km. de Helios, nos encontramos a Mercurio. A juicio de este humilde cronista, uno de los lugares más bellos del sistema solar, aunque es un lugar bastante particular. Lo es principalmente por la resonancia de sus movimientos. Recordemos que tarda 88 días en rodear nuestra estrella, y 58.7 en girar sobre sí mismo. Lo que ocurre es que cuando el planeta ha completado dos traslaciones, ha rotado prácticamente tres veces, lo que se suele decir que posee una resonancia 2:3. Por lo tanto, debido a una absurda convención, se dice que el día de Mercurio dura 176 días, lo que no es exacto. Lo que ocurre realmente es que hay zonas que tardan, dado lo peculiar de sus movimientos, exactamente ese tiempo en volver a recibir la luz solar. A causa de esto, la temperatura en la cara que ofrece al Sol se tuesta hasta alcanzar 427ºC, principalmente por el material de su superficie, formado principalmente por materiales volcánicos, lo que provoca que retenga mucha radiación solar. Por supuesto, si queréis tomar el sol desde allí, no os vendría mal una buena sombrilla, realizada con materiales cerámicos, y algo de agua, porque es un lugar algo sequillo. Otra de las claves, obvia, por la que acumula tanto calor en su superficie es precisamente su lenta rotación. Ya que ofrece durante bastante tiempo la misma cara al Sol, la temperatura sube y sube, y no para hasta que al final está fuera de su vista. Claro, que si os cansáis de tanta luz, dando dos pasos mal contados llegaréis a su cara nocturna y refrescaros algo. Ahora, no recomiendo un vuelta y vuelta, acabaréis no rojos como los turistas que no se protegen adecuadamente, sino negros como la carbonilla. Una pequeña pega. Esto añade al término tostarse al sol un nuevo significado.

Aunque la imaginación desbocada de los escritores de ciencia-ficción (y buena parte de la comunidad científica) pensó que Venus no era más que un paraíso tropical, tampoco es mal lugar para pasar un veranillo agradable. Bueno, tenemos que puntualizar, ya que el segundo planeta al Sol por distancia (108 millones de km.) se parece más a una sauna que a otra cosa. Allí tomar el sol, tomar el sol, pues como que no, porque el planeta posee una densa capa de nubes que no deja que nuestra estrella caliente su superficie, pero no existe impedimento para que los amantes de las temperaturas algo elevadas pasen una temporada… siempre y cuando poseas una casa hecha de las planchas de titanio más resistente, además de necesitar un traje como el de los buzos (solo que más fuerte y resistente), y probablemente un adecuado sistema de aire acondicionado. Gracias a todas las sondas que hemos enviado allá, la temperatura en superficie alcanza unos 480ºC aproximadamente, sea cual sea la zona en la que estés, ya sea en el ecuador, en los polos, en la zona diurna o en la nocturna. La clave de tal registro (es la temperatura de la fusión del plomo) es precisamente su capa de nubes y su atmósfera de dióxido de carbono. Venus es, después del Sol y la Luna, el astro más brillante del firmamento, a causa de que la luz solar es reflejada efectivamente por la capa superior de nubes del planeta. En cuanto a la radiación infrarroja (o energía calorífica) es poca la que consigue atravesar los 60 km. de espesor de las nubes de Venus, la pega es que esa radiación no vuelve a salir, lo que provoca un incremento, lento pero estable de las temperaturas. Y si no estuvieran las nubes, el propio dióxido de carbono que constituye la inmensa mayoría de su atmósfera provocaría un efecto similar. Esto es el efecto invernadero, solo que ligeramente exacerbado. Y si a la receta le añadimos que las nubes están cargadas con gotas de ácido sulfúrico, una presión atmosférica como la que hay a aproximadamente 1 km. bajo los océanos terrestres, y unos vientos de aproximadamente 300 km/h (lo que causa que las nubes rodeen el planeta por completo en cuatro días) tenemos un lugar un tanto exótico, aunque con suficiente claridad, la misma que en un día nublado de verano en Moscú. El paraíso del calor.

Si no os gusta viajar demasiado lejos, a unos 384.000 km. de nosotros en línea recta tenemos a nuestro satélite. Si los científicos calificaron a Mercurio como otra Luna, no fue por casualidad. Un cuerpo gris, plagado de cráteres, casi sin atmósfera. Pero si os habéis sentido agobiados con las temperaturas del primer planeta, una estancia en Selene os parecerá que estáis en invierno. Las condiciones de un cuerpo celeste y otro son similares: lenta rotación, material volcánico en su superficie, carencia de atmósfera. Por ello, y gracias a su mayor distancia al Sol, posee temperaturas más bajas: a plena insolación en las regiones ecuatoriales, el mercurio alcanzará 105ºC. Comparado con los anteriores destinos, a lo mejor os entran ganas de agarrar un plumas, no sabemos, aunque es agradable, y alcanza tal valor a causa de lo que tarda en girar sobre sí mismo, unos 28 días, lo mismo que en dar una vuelta alrededor nuestro. Han sido 12 los astronautas que dejaron sus huellas allí, y qué mejores referencias sobre cuál debe ser el sitio ideal para pasar un verano interesante. Porque allí hay de todo para ser el perfecto turista: restos de sondas orbitales, vehículos de aterrizaje estáticos y hasta cinco coches con los que poder recorrer la superficie lunar sin apenas cansarse. Todo facilidades, vamos.

El calor puede venir de dos fuentes: del mismo Helios, o del interior del cuerpo celeste. Si hay

vulcanismo en la Tierra es a causa de este calor interno atrapado. Y esto causa que un lugar, aunque se encuentra lo suficientemente lejano al Sol como para no calentarse en exceso, posea unas temperaturas, digamos, altas. Se trata del enigmático y sorprendente satélite de Júpiter Io, el más cercano de los cuatro galileanos. Aunque es algo mayor que nuestra Luna, nadie pensaba encontrar lo que las sondas Voyager divisaron: volcanes enormemente violentos por todas partes. Al telescopio (un telescopio corriente y sencillo) Io no es más que un punto de un color rojo más intenso que el de Marte, aunque a corta distancia su superficie va del amarillo al naranja, aunque posee otros tonos intrigantes. Sin cráteres de impacto a la vista, estamos ante una de las superficies más espectaculares del sistema solar. Su superficie está cubierta por los restos de las erupciones que se han producido a lo largo de los siglos, por lo que la inmensa mayoría del suelo del satélite está cubierto por una capa de azufre congelado. Ahora os preguntaréis: ¿no es esta una entrada acerca de lugares caldeados del sistema solar? Pues sí, porque aunque la temperatura superficial de Io no sube de los -130ºC, los lagos de lava en las cimas de los volcanes están a unos 1610ºC. Un buen baño tonificante. Esta es la temperatura más alta del sistema solar (exceptuando al Sol, por supuesto), y con esta no necesitas lumbre para asar unas salchichas, unas tiras de bacon o preparar un huevo frito. Aunque bueno, sufrirás algunas incomodidades. No solo tendrás que escalar montañas más altas que el Everest, sino que tendrás que hacerlo con una dosis diaria de radiación algo respetable, unos 3600 rems al día. Minucias. En fin, como ya explicamos en una anterior entrada, este calor interno es provocado tanto por la extrema gravedad de Júpiter por un lado, como por las órbitas de resonancia y las masas de los dos satélites galileanos inmediatamente exteriores.

Por opciones que no queden, y en esta pequeña guía nos hemos dejado en el tintero a los asteroides NEO’s, ya que alguno de ellos se acerca al Sol lo suficiente como para poder entrar aquí, pero es poco lo que sabemos de ellos, y no es cuestión de elucubrar. Pues nada, si la Tierra se os queda pequeña, o si queréis sentir el verdadero calor en vuestras carnes, estas son nuestras propuestas.

Ventana al Espacio (LV)

La galaxia NGC 6744, desde GALEX.

Aventureras del sistema solar: Venera 4

Tras el milagroso éxito de la NASA en Venus con Mariner 2 en 1962, la presión que caía sobre los científicos e ingenieros soviéticos se incrementó. Desde 1960 llevaban intentando situar sondas en camino al segundo planeta, pero, o fallaban por el lanzador, o la transmisión fallaba. Después de Mariner 2, decidieron cambiar de estrategia. Había que conseguir la manera de ir más allá de esta nave y sus mediciones.

La solución fue la de tratar de cruzar la atmósfera venusina para poder así analizarla. Para ello, se embarcaron en un programa de diseño muy complejo. En total, cada sonda tendría dos partes: una fase de crucero, y la cápsula de descenso. Como fue tradicional, no pararon de lanzar hasta alcanzar el éxito.

Para la ventana venusina de 1967, se prepararon dos vehículos gemelos. El plan era el de costumbre: si se podían obtener los datos con las dos, mejor, pero si fallaba una, al menos la otra podría cumplir la tarea. Las sondas fueron designadas V-67 (1V y 2V), para posteriormente ser nombradas tras el lanzamiento. Como hemos dicho, estaban compuestas por dos vehículos. La fase de crucero era un cilindro de cuatro metros de alto, y de ella salían varios apéndices. Dos paneles solares nacían de cada lado, totalizando 2.5 metros cuadrados de superficie captadora de energía, y proporcionando una envergadura de 4 metros. Una antena parabólica extensible estaba situada en uno de los laterales, para contactar con Tierra. En uno de los finales de la fase de crucero estaba la cápsula de descenso. En la opuesta, un motor cohete de combustible líquido, para poder realizar cambios de rumbo camino del planeta. El bus contenía el ordenador de vuelo, que era capaz de ejecutar hasta 127 comandos distintos. Fue dotada con instrumental científico: un magnetómetro al final de una prolongación de dos metros, un detector de iones, otro de rayos cósmicos y un espectrómetro ultravioleta especializado para detectar hidrógeno y oxígeno atmosféricos. Por su parte, la cápsula de descenso era una estructura casi esférica, de 1 metro de diámetro, que equipaba en su interior lo necesario para funcionar. Se basaba en diseños

anteriores que habían fracasado por causas ajenas a ella, e incluía varias mejoras. Entre ellas, recibió un escudo de reentrada compuesto de un material capaz de resistir temperaturas de hasta 11.000º C. Otra mejora era la sustitución de un sistema de refrigeración por líquido por otro más sencillo y fiable mediante gas. En la parte superior, una tapa se soltaba para permitir el despliegue del paracaídas (que resistía hasta 450º C) y que el equipo científico cumpliera su labor. Cargaba una batería recargable (vía paneles solares de la fase de crucero) con capacidad de funcionar durante 100 minutos. Entre los sistemas principales, estaba dotada de un altímetro, ordenador, dos transmisores (ratio de descarga de datos 1 bit por segundo) que emitían cada 48 segundos. Los instrumentos analíticos (termómetro, barómetro, hidrómetro, altímetro e instrumentos de análisis de gases) y el equipo de a bordo se encendían tras el despliegue del paracaídas. Incluía detalles curiosos: fue diseñada para flotar, en el caso (un poco optimista) de que las cápsulas cayeran en algún líquido, y por ello, se colocó un sellante de azúcar en el compartimento de las antenas para que, en el caso de amerizar sobre agua, éste se disolviera para abrir este contenedor. Para eliminar las vibraciones, se incorporó un sistema de amortiguación de vibraciones, para evitar daños producidos durante el despegue o tras el despliegue del paracaídas en la atmósfera venusina. La cápsula pesaba 383 kg., y una vez juntas ambas partes declaraban una masa de 1.106 kg.

Sobre la base de los datos recogidos por Mariner 2, la cápsula de descenso fue sometida a pruebas de resistencia muy agresivas, tanto, que parte del equipo electrónico se dañó y tuvo que ser sustituido. Poco antes del lanzamiento, y como medida de seguridad, el conjunto entero fue esterilizado a base de someterlo a altas temperaturas. Tras eso, fue enviada a Baikonur para su lanzamiento.

Las dos sondas del programa V-67 fueron lanzadas en junio de 1967, utilizando lanzadores tipo Molniya. El día 12, la sonda 1V (V-67) fue elevada de manera exitosa rumbo a Venus. Dos días después, la NASA situó en el espacio a su Mariner 5. Competencia pura. El 17, la 2V, y debido a un fallo de la última etapa del lanzador, quedó varada en órbita terrestre, cayendo sin remisión hacia la atmósfera, donde reentró 8 días después. Esta recibió la designación Kosmos 167.

En camino hacia el nuboso planeta la 1V (o Venera 4, como se la conoce) completó su única maniobra de corrección el 29 de julio. Fue tan precisa que la segunda prevista fue cancelada. Las dos sondas (la soviética y la americana) fueron de la mano, prácticamente, y alcanzaron Venus con apenas un día de diferencia. Venera 4 llegó al planeta el 18 de octubre, y la cápsula de descenso fue soltada, mientras que la fase de crucero se quemó en la atmósfera. El interior de la cápsula fue enfriada a -8º C para poder sobrevivir al duro ambiente venusino, y soportó durante la reentrada 300 G de presión. Tras esto, se desplegó el paracaídas, iniciando así la tarea. Un problema con el altímetro provocó que la misión comenzara a mayor altitud que la prevista. Empezó a analizar este entorno a 52 km. de altitud, y descendió 26 km., hasta que dejó de funcionar a unos 26 km. del suelo. Esto provocó un error: se pensó originalmente que el contacto con la superficie había acabado con ella, pero fue peor. No pudo soportar la presión y la temperatura, y de esta manera no pudo transmitir desde la superficie. De esta manera, alcanzó la superficie venusina muda, pasando a la historia por ser el primer objeto fabricado por el ser humano en alcanzar el suelo de otro planeta. Sin embargo, recolectó información muy interesante para las ciencias planetarias. Un día después, Mariner 5 sobrevoló el planeta, ampliando la visión proporcionada por su antecesora de 1962.

Venera 4 pudo funcionar el tiempo suficiente para informar del entorno que le rodeaba. A 52 km. de altitud, la temperatura era de 33º C, y la presión menor a 1 atmósfera. Al final de su descenso, la temperatura había ascendido a unos abrasadores 262º C y soportaba una presión de 22 atmósferas. El estudio de la composición atmosférica reveló cosas curiosas. Tal y como fue medida, estaba formada por 90-93% de dióxido de carbono, 7% nitrógeno, 0.1-1.6% de vapor de agua y 0.4-0.8% de oxígeno. De esta manera, el ratio proporcional entre dióxido de carbono y nitrógeno era de 13, corrigiendo de esta manera al alza (muy al alza) este valor. No se encontró nada de humedad, dando por lo tanto el dato de que si alguna vez hubo agua líquida en Venus, ya hace mucho que se fue. Entre los datos obtenidos por la fase de crucero, detectó un magnetismo de 3.000 veces más débil el valor terrestre. Los análisis ultravioleta no mostraron oxígeno molecular. Un último detalle, fue que no se detectó ningún cinturón de radiación alrededor del planeta.

Es justo decir que la misión se consideró un éxito. A pesar de que muchos de esos datos se discutieron, información posterior mostró lo correcto de los datos. Esta misión proporcionó el impulso que necesitaba el programa venusino soviético, y a cada vuelo, iban aumentando las apuestas. Tras nuevos vuelos para aumentar los registros atmosféricos, los ingenieros y científicos empezaron a planear las siguientes sondas: su objetivo, la superficie.

Ventana al Espacio (LIV)

La galaxia M81, desde XMM-Newton.

Aventureras del sistema solar: Mariner 4

El siguiente destino del programa Mariner, después de elegir Venus como estación término para sus primeras sondas, no fue otro que Marte. Este era un lugar simbólico, y sobre él se depositaron las mayores esperanzas de poder encontrar rastros de vida fuera de nuestro planeta. Gracias a todas las observaciones, y a las elucubraciones generadas por ellas, se llegó a afirmar, incluso antes del comienzo de la era espacial, que el planeta rojo era una especie de jardín regado por el agua que los marcianos transportaban desde los polos al resto del globo mediante los canales que se continuaban observando. Sin embargo, para muchos, las imágenes telescópicas no eran lo suficientemente claras como para aventurar conclusiones definitivas. De esta manera, cuando la NASA empezó a preparar las sondas del proyecto Mariner-Mars 1964 en 1962, decidió que estas naves serían las primeras de la agencia destinadas a otro planeta que cargarían sistemas de adquisición de imágenes.

Tras los fracasos soviéticos en 1960 y 1962, en cuanto a sondas marcianas se refiere, la NASA apostó fuerte por este destino. Como el anterior proyecto, el Mariner-Mars 1964 estaba formado por dos sondas. La medida se había mostrado acertada, y repitieron el esquema (en realidad, en nombre de este proyecto se fabricaron tres, y ésta última no era más que un repuesto en caso de que las otras dos fallaran por alguna causa u otra). En ellas se aplicaron los últimos avances en materia informática, e incorporaron elementos que no eran más que las lecciones aprendidas tras el vuelo de Mariner 2 hacia Venus.

Las sondas del Mariner-Mars 1964 estaban estructuradas de manera idéntica: el núcleo de la nave estaba constituido por un bus de forma octogonal elaborado en magnesio, de 1.27 metros de longitud y 46 centímetros de altura. Dentro almacenaba los componentes electrónicos, sistemas de control y propulsión, algunos de los experimentos y los elementos del control termal. En la parte superior se montaban los sistemas de transmisión, y en la inferior se colocó una plataforma de escaneo. El ordenador era una versión actualizada del montado en las anteriores Mariner, y disponía de elementos de funcionamiento similares. El subsistema de comandos (CC&S, Ordenador de Comandos y Secuenciador) podía ejecutar cualquiera de las 29 palabras de comandos directos, o tres palabras cuantitativamente en las épocas de enorme demanda. La información de los sistemas y experimentos se guardaban en un grabador de cinta magnética de 91 metros. Las comunicaciones eran gestionadas por dos transmisores en banda-S, y un receptor de radio permitía así una comunicación bidireccional con el centro de control, usando la antena de baja ganancia omnidireccional (en lo alto de un mástil de 2.23 metros de largo que nacía de la parte superior del bus) o la antena parabólica de alta ganancia, de 1.2 metros de diámetro, colocada al lado del mástil de la de baja ganancia. A diferencia de Mariner 2, equipaban cuatro paneles solares, en cuyo final se encontraban cuatro placas de presión que funcionaban como velas solares, que proporcionaban, una vez extendidos, una envergadura de 6.88 metros. En total, entre las cuatro placas se contabilizaban 28.224 células solares, que proporcionaban la energía suficiente para los sistemas de a bordo, y alimentaban una batería de plata-zinc. El sistema de propulsión era en esencia idéntico a sus primas hermanas. Una tobera de cuatro agujeros, colocada en uno de los laterales del bus, proporcionaba el empuje necesario para los cambios de trayectoria, mientras que 12 pequeños propulsores mediante chorros de gas de nitrógeno, colocados en los finales de los paneles solares, controlaban la actitud de la nave, estabilizada en sus tres ejes. Complementando a este sistema, los elementos para el control de actitud estaban formados por giróscopos, cuatro sensores solares, un sensor de referencia terrestre, otro idéntico para Marte, y por primera vez en una sonda de la NASA, incorporaba un escáner estelar que fijaría su atención en la estrella Canopus. Era esta la primera vez que un vehículo espacial usaba una referencia externa al sistema solar como ayuda de navegación, y Canopus, una de las más brillantes estrellas del firmamento, cumplía los requisitos como fuente a la que apuntar. El control termal de la sonda se garantizaba mediante las ventanillas ajustables electrónicamente, mantas aislantes multicapa, escudos de aluminio pulimentado y otros tratamientos a las superficies de la nave. Los experimentos, o 

al menos muchos de ellos, eran mejoras respecto a los montados en Mariner 2. Para empezar, para mediciones del campo magnético interplanetario, y para averiguar si Marte poseía el suyo propio, disponía de un Magnetómetro de Helio, que era un sensor vectorial de bajo campo, colocado en la mitad del mástil de la antena omnidireccional. Un Detector de Rayos Cósmicos, formado por una cámara de ionización y detectores Geiger-Müller, medía la intensidad y distribución de partículas de alta energía en el espacio interplanetario y en el entorno marciano, estando situado en el nacimiento del mástil de la antena de baja ganancia. En el cuerpo de la sonda se montaban los demás: TRD, Detector de Radiación Atrapada, usaba tres detectores Geiger-Müller unidos a sensores de estado sólido, se encargaba de estudiar la intensidad y dirección de las partículas cargadas de baja energía; SPP, Sonda de Plasma Solar, colocada de manera que observaba al Sol, medía el flujo de partículas de muy baja energía provenientes de Helios; CRT, Telescopio de Rayos Cósmicos, colocado en posición antisolar, para medir el espectro energético y dirección de las partículas Alfa y los protones; y CCD, Detector de Polvo Cósmico, integrado por una placa de aluminio enganchada a dos detectores, destinado a medir la densidad, velocidad, distribución y dirección de las partículas de polvo interplanetario durante el camino hacia Marte y en sus cercanías. Las novedades en cuanto a equipo científico empezaban aquí. Por un lado, fue la primera sonda en realizar un Experimento de Mecánica Celeste para refinar las efemérides planetarias (traslación, rotación, inclinación del eje de rotación, cálculo de la unidad astronómica), basadas en el seguimiento del vehículo a medida que viajaba por el sistema solar. Por el otro, en ella se montó el primer sistema mediante el cual usando la señal de radio se podía obtener información científica, llamado Experimento de Ocultación. En este caso, lo que se buscaba, mediante la distorsión de la señal por la atmósfera marciana, era obtener perfiles de temperatura y presión para saber cuánta atmósfera poseía el planeta rojo. Y por último, la gran joya de la misión: TVS, Subsistema de Televisión. Montada en el centro de la parte inferior del cuerpo de la nave, en la llamada Plataforma de Escaneo (junto a un par de sensores de ángulo cercano y campo ancho para ayudar a detectar el planeta), se montó la primera cámara digital de la historia de la exploración espacial, compuesta por un telescopio de 305 milímetros de longitud focal y un tipo de sensor especial, llamado Vidicon, que era un sistema optimizado para poder adquirir imágenes en condiciones de muy baja luminosidad, formado por un tubo de televisión finalizado en un chip digital que recogía la luz que entraba por la óptica. Además de la óptica y el Vidicon, delante del sensor se incorporó una rueda de filtros con tres posiciones: filtro claro, filtro rojo y filtro verde. De esta manera, se iniciaba un complejo proceso: el objetivo de la cámara obtenía una imagen del planeta, magnificando el índice de luminosidad mediante el Vidicon, para dirigirlo hacia un sensor que recogía la luz para convertirlo en información digital, y así almacenarlo en el grabador de cinta magnética. Luego, cuando la sonda transmitía estos códigos binarios, unos ordenadores especiales situados en el centro de control transformaban ese código binario en una imagen útil. Una vez quedaba cargada de combustible, cada sonda declaraba una masa de 261 kg.

Las Mariner-Mars 1964, en comparación con sus contrapartidas soviéticas, resultaban diminutas. Sin embargo, la diferencia estaba en las tripas: cada sonda estaba compuesta por nada menos que 134.000 piezas, demostrando el gran dominio en la miniaturización de los componentes electrónicos. Sin embargo, eso no significaba que el rendimiento fuera mejor, o que fuera menos propensa a los fallos.

Llegado el mes de noviembre de 1964, las Mariner 3 y 4 se encontraban listas para su lanzamiento. Cada una usaría un Atlas-Agena para abandonar la Tierra hacia el planeta rojo, y cuando el 5 de noviembre Mariner 3 se lanzó, la gran maldición, también conocida como el Drama Marciano, llegó puntual a su cita. La cofia protectora del cohete, elaborada en fibra de vidrio, no se había separado, por

lo que la nave no podía desplegar sus paneles solares. Después de grandes esfuerzos, Mariner 3 se dio por perdida. Fue necesario construir una nueva cofia, esta vez de metal, para el lanzamiento de Mariner 4, que se produjo exitosamente el día 28.

Tras desplegar los paneles solares, las primeras tareas eran fijar los sensores para su orientación. El primero fue el sensor solar, luego le tocó turno al escáner estelar. La búsqueda de Canopus se mostró difícil, cuanto menos. Al estar programada para fijar cualquier objeto celeste de menos de ocho veces la luminosidad de Canopus podía fijar varios astros que coincidían con las condiciones de esta estrella. Así, durante un día entero fue pasando de objeto en objeto (había hasta siete que cumplían con esta característica), cambiando alternativamente por la Tierra, Alderamin, Regulus, Naos y Gamma Velorum, hasta que al fin llegó a Canopus. Así empezó la travesía de crucero, de algo más de siete meses.

Durante las primeras semanas de vuelo, comenzaron a ocurrir pequeños errores transitorios en el control de balanceo, provocando que se perdiera la fijación en Canopus. Esto ocurrió a lo largo de las tres primeras semanas, teniendo que ordenar a la sonda hasta seis veces que adquiriera de nuevo la estrella. Tras estudiar el problema, se decidió eliminar el límite de luminosidad de los esquemas de programación, y a partir del 17 de diciembre, ya no volvió a perder a Canopus, a pesar de que continuó experimentando balanceos transitorios durante todo el crucero. Días antes había realizado la maniobra principal de corrección de rumbo, por lo que Mariner 4 estaba en el rumbo correcto para alcanzar al planeta rojo.

Una sonda soviética, Zond 2, había sido lanzada casi a la vez que la Mariner. Ésta no era más que un demostrador tecnológico para probar un nuevo sistema de propulsión que abandonaba los combustibles químicos usuales. A pesar del buen rendimiento del sistema, la pérdida de funcionamiento de los paneles solares propició que la sonda se desactivara, sin poder hacer ninguna exploración cerca del planeta rojo.

Una resistencia colocada en la SSP provocó una degradación en el rendimiento del sistema, sin embargo, no supuso una pérdida de la recogida de datos debido a una recalibración teniendo en cuenta este pequeño problema. En febrero, el tubo Geiger-Müller asociado a la cámara de ionización también falló, y esta vez sí provocó una pérdida apreciable de sensibilidad del aparato. Problemas menores. A pesar de estos contratiempos, Mariner 4 continuó su camino hacia Marte, donde hizo historia el 14 de julio de 1965.

Tras cambiar el modo de funcionamiento, de crucero a ciencia planetaria, la cámara se puso en marcha, y pasando a 9.846 km. de la superficie marciana, adquirió 21 imágenes completas y 21 líneas de una vigesimosegunda secuencia cada 48 segundos. Tras la secuencia de la toma de instantáneas (recibiendo en tierra dos señales opuestas, indicando una el fin correcto del proceso de grabado y la otra la detención prematura de la secuencia de grabado), se preparó para la ocultación por el planeta, que se extendió durante 54 minutos. Tras esto, cambió de nuevo a modo de crucero, manteniéndose en órbita solar. Ocho horas y media después, comenzó la transmisión de los datos recogidos. El proceso de envío de todo el juego de datos duró hasta el 3 de agosto, debido a que se repitió la secuencia por si en la primera transmisión, alguno de los datos se había corrompido, como se sospechaba tras la recepción de la señal de anomalía en el grabador. Además, el efecto de la masa del planeta alteró considerablemente la órbita de la sonda, pasando a durar 587 días (antes 529), y modificando la inclinación, de estar en la eclíptica a 21.5º.

En total, habían sido 634 KB de datos, la mayoría correspondían a las imágenes. La cobertura fotográfica se extendía desde los 40º N, 190º W hasta los 35º S 160º W. Sin embargo, no todas eran útiles: las cuatro primeras fueron deslumbradas por la fuerte iluminación por parte del planeta, y las tres últimas ya se encontraban en la zona de sombra de Marte. Por lo tanto, quedaron 17 válidas, que fueron de una calidad bastante pobre, causadas por la entrada de un exceso de luz en el objetivo. Eso sí, fueron lo suficientemente claras como para causar la confusión y la depresión a la comunidad científica. Prácticamente, lo único que mostraban eran cráteres, de diversos tamaños, de entre 4 y 120 km. de diámetro. La resolución conseguida apenas llegaba a los tres kilómetros. La revelación de que en Marte existía tamaña concentración de cráteres (un primer cálculo indicó que habría al menos una densidad de craterización semejante a la de la Luna) no hacía más que mostrarnos que aquel lugar era terreno muerto, y para agravar las cosas, otros dos experimentos mostraron más ingredientes decepcionantes. Por un lado, el magnetómetro no detectó campo magnético alrededor del planeta, y el experimento de radio ocultación aplicado a la atmósfera nos reveló que la presión atmosférica era ridícula en comparación con la de la Tierra: entre 4.1 y 7 milibares, por los 1000 milibares medios de la atmósfera terrestre. Además, la temperatura superficial, de unos -100º C, nos mostraba un panorama hostil para la vida. Allí donde se esperaba encontrar alguna clase de “bicho”, los datos entregados por la sonda nos informaban que era imposible que existiera siquiera ni un microorganismo. Fue tal la decepción de muchos científicos, que gran parte de ellos propusieron cerrar la exploración marciana, ya que consideraban que el planeta carecía de características interesantes en las cuales arriesgar presupuestos y sondas espaciales.

Tras el encuentro marciano, Mariner 4 había estado transmitiendo datos sobre el entorno interplanetario hasta el 1 de octubre, cuando la lejanía de la sonda y la orientación de la antena imposibilitaron la transmisión de telemetría. A mediados de 1967, la señal de Mariner 4 se volvió a adquirir, y se tuvo la posibilidad de hacer ciencia interplanetaria en conjunción con su sonda hermana, Mariner 5, es decir, la nave de repuesto del proyecto Mariner-Mars 1964, altamente modificada para funcionar en el entorno de la órbita venusina, pero con los mismos instrumentos, salvo la cámara. Al estar situadas en la misma región del sistema solar, pudieron estudiar a la vez el viento solar y el campo magnético interplanetario, confirmando una los datos de la otra. Al tiempo, se hicieron una serie de pruebas tecnológicas. El 15 de septiembre ocurrió un hecho curioso, cuando Mariner 4 recibió 17 impactos en el detector de polvo en menos de 15 minutos. Se supuso que la nave pasó por una lluvia de micrometeoritos, provocando una pérdida temporal de orientación.

Ya en diciembre, el suministro de nitrógeno para los propulsores de control de actitud se acabó, pero la sonda todavía enviaba una señal fuerte al centro de control. Esto cambió cuando otra aparente lluvia de micrometeoritos alcanzó a Mariner 4, contabilizando hasta 83 impactos en el detector. Todo esto provocó que la sonda perdiera la orientación entre el 10 y el 11 de ese mes, degradando la señal, hasta perderla para siempre. El día 20 se declaró así el fin de misión.

El legado de Mariner 4 fue un planeta muerto y congelado, con una atmósfera mínima, incapaz de retener vida. Los pesimistas no deseaban volver a ese planeta, por lo que muchos no quisieron saber nada sobre Marte. Sin embargo, el resto se había dado cuenta que este pequeño y breve examen no era definitivo. Para empezar, la sonda solo había adquirido imágenes de un 1% de la superficie total del planeta, y un estudio en profundidad de las fotografías indicaba que la densidad de cráteres en Marte era menor que la de la Luna. El mayor cráter marciano divisado recibió de nombre Mariner, en honor a la sonda que lo había visto. Otros, centraron la vista en los polos, ya que brillantes formaciones seguían indicando que debía existir hielo aún en Marte. En realidad, Mariner 4 cerró en falso uno de los más famosos debates: el de la vida en el planeta rojo. Eso sí, provocó la extensión del debate sobre el origen de los cráteres a la superficie marciana, aunque este ya agonizaba. Serian las misiones posteriores las que acabarían dando luz a la oscuridad que ocultaba Marte en 1965. 

Además, Mariner 4 fue la primera en muchas cosas: en sobrevolar exitosamente Marte, en adquirir imágenes de su superficie, sin embargo, si la recordamos es porque ella nos proporcionó las primeras vistas de la superficie de un planeta distinto de la Tierra.

Por cierto, poniendo sobre un mapa actual la trayectoria y la secuencia de imágenes de Mariner 4, resulta que la nave pasó por las dos regiones volcánicas de Marte, Elysium y el domo Tharsis, e incluso pasó por encima del gigantesco Valles Marineris. Pero esos descubrimientos fueron reservados para una de las gigantes de la exploración espacial.