Fobos (luna)
Fobos (designación sistemática: Mars I) es el más interno y más grande de los dos satélites naturales de Marte, el otro es Deimos. Las dos lunas fueron descubiertas en 1877 por el astrónomo estadounidense Asaph Hall. Lleva el nombre de Fobos, el dios griego del miedo y el pánico, hijo de Ares (Marte) y hermano gemelo de Deimos.
Phobos es un objeto pequeño de forma irregular con un radio medio de 11 km (7 mi). Phobos orbita a 6000 km (3700 mi) de la superficie marciana, más cerca de su cuerpo principal que cualquier otra luna planetaria conocida. Está tan cerca que orbita a Marte mucho más rápido de lo que gira Marte, y completa una órbita en solo 7 horas y 39 minutos. Como resultado, desde la superficie de Marte parece salir por el oeste, moverse por el cielo en 4 horas y 15 minutos o menos, y ponerse por el este, dos veces cada día marciano.
Fobos es uno de los cuerpos menos reflectantes del Sistema Solar, con un albedo de solo 0,071. Las temperaturas de la superficie oscilan entre -4 °C (25 °F) en el lado iluminado por el sol y -112 °C (-170 °F) en el lado sombreado. La característica de la superficie definitoria es el gran cráter de impacto, Stickney, que ocupa una proporción sustancial de la superficie de la luna. La superficie también alberga muchos surcos, y existen numerosas teorías sobre cómo se formaron estos surcos.
Las imágenes y los modelos indican que Fobos puede ser un montón de escombros que se mantiene unido por una fina corteza que está siendo desgarrada por las interacciones de las mareas. Fobos se acerca a Marte unos 2 cm por año, y se prevé que dentro de 30 a 50 millones de años colisionará con el planeta o se romperá en un anillo planetario.
Descubrimiento
Fobos fue descubierto por el astrónomo Asaph Hall el 18 de agosto de 1877 en el Observatorio Naval de los Estados Unidos en Washington, D.C., aproximadamente a las 09:14 hora del meridiano de Greenwich. (Las fuentes contemporáneas, utilizando la convención astronómica anterior a 1925 que comenzaba el día al mediodía, dan como fecha de descubrimiento el 17 de agosto a las 16:06 hora del meridiano de Washington, lo que significa 18 de agosto a las 04:06 en la convención moderna). Hall había descubierto a Deimos, la otra luna de Marte, unos días antes, el 12 de agosto de 1877, aproximadamente a las 07:48 UTC. Los nombres, originalmente escritos Phobus y Deimus respectivamente, fueron sugeridos por Henry Madan (1838–1901), maestro de ciencias en Eton College, basados en la mitología griega, en la que Phobos es compañero del dios Ares.
A finales de la década de 1950 y 1960, las características orbitales inusuales de Fobos dieron lugar a especulaciones de que podría ser hueco.
Alrededor de 1958, el astrofísico ruso Iosif Samuilovich Shklovsky, al estudiar la aceleración secular del movimiento orbital de Fobos, sugirió una "lámina de metal delgada" estructura para Phobos, una sugerencia que condujo a especulaciones de que Phobos era de origen artificial. Shklovsky basó su análisis en estimaciones de la densidad de la atmósfera marciana superior y dedujo que para que el débil efecto de frenado pudiera explicar la aceleración secular, Fobos tenía que ser muy ligero: un cálculo arrojó una esfera de hierro hueca 16 kilómetros (9,9 mi) de ancho pero menos de 6 cm de espesor. En una carta de febrero de 1960 a la revista Astronautics, Fred Singer, entonces asesor científico del presidente estadounidense Dwight D. Eisenhower, dijo sobre la teoría de Shklovsky:
Si el satélite está realmente en espiral hacia adentro como deducido de la observación astronómica, entonces hay poca alternativa a la hipótesis de que es hueco y por lo tanto Marciano hecho. El gran 'si' se encuentra en las observaciones astronómicas; bien pueden estar en error. Dado que se basan en varios conjuntos independientes de medidas tomadas décadas por diferentes observadores con diferentes instrumentos, los errores sistemáticos pueden haber influido en ellos.
Posteriormente, se descubrió que existían los errores de datos sistemáticos que predijo Singer, y se puso en duda la afirmación, y las mediciones precisas de la órbita disponibles en 1969 demostraron que la discrepancia no existía. La crítica de Singer se justificó cuando se descubrió que estudios anteriores habían utilizado un valor sobreestimado de 5 cm/año para la tasa de pérdida de altitud, que luego se revisó a 1,8 cm/año. La aceleración secular ahora se atribuye a los efectos de las mareas, que crean un arrastre en la luna y, por lo tanto, la hacen girar hacia adentro.
La densidad de Fobos ahora ha sido medida directamente por una nave espacial y es de 1,887 g/cm3. Las observaciones actuales son consistentes con que Fobos sea un montón de escombros. Además, las imágenes obtenidas por las sondas Viking en la década de 1970 mostraban claramente un objeto natural, no artificial. Sin embargo, el mapeo realizado por la sonda Mars Express y los cálculos de volumen posteriores sugieren la presencia de vacíos e indican que no se trata de un trozo sólido de roca sino de un cuerpo poroso. Se calculó que la porosidad de Phobos era del 30% ± 5%, o de un cuarto a un tercio vacío.
Características físicas
Phobos tiene unas dimensiones de 27 km × 22 km × 18 km y retiene muy poca masa para redondearse por su propia gravedad. Fobos no tiene atmósfera debido a su baja masa y baja gravedad. Es uno de los cuerpos menos reflectantes del Sistema Solar, con un albedo de alrededor de 0,071. Los espectros infrarrojos muestran que tiene material rico en carbono que se encuentra en las condritas carbonáceas, y su composición muestra similitudes con la de Mars' superficie. La densidad de Fobos es demasiado baja para ser roca sólida y se sabe que tiene una porosidad significativa. Estos resultados llevaron a la sugerencia de que Fobos podría contener una importante reserva de hielo. Las observaciones espectrales indican que la capa de regolito superficial carece de hidratación, pero no se descarta el hielo debajo del regolito.
A diferencia de Deimos, Fobos tiene muchos cráteres, y uno de los cráteres cerca del ecuador tiene un pico central a pesar del pequeño tamaño de la luna. El más destacado de ellos es el cráter Stickney, un gran cráter de impacto de unos 9 km (5,6 mi) de diámetro, que ocupa una proporción sustancial de la superficie de la luna. Al igual que con el cráter Herschel de Mimas, el impacto que creó Stickney casi debe haber destrozado a Phobos.
Muchos surcos y rayas también cubren la superficie de forma extraña. Los surcos suelen tener menos de 30 metros (98 pies) de profundidad, 100 a 200 metros (330 a 660 pies) de ancho y hasta 20 kilómetros (12 millas) de largo, y originalmente se supuso que eran el resultado de la misma impacto que creó Stickney. Sin embargo, el análisis de los resultados de la nave espacial Mars Express reveló que los surcos no son, de hecho, radiales a Stickney, sino que están centrados en el vértice principal de Fobos en su órbita (que no está lejos de Stickney).. Los investigadores sospechan que han sido excavados por material expulsado al espacio por impactos en la superficie de Marte. Los surcos se formaron así como cadenas de cráteres, y todos ellos se desvanecieron a medida que se acercaba al vértice final de Fobos. Se han agrupado en 12 o más familias de diferentes edades, que presumiblemente representan al menos 12 eventos de impacto marciano. Sin embargo, en noviembre de 2018, luego de un análisis de probabilidad computacional adicional, los astrónomos concluyeron que los muchos surcos en Phobos fueron causados por rocas expulsadas por el impacto del asteroide que creó el cráter Stickney. Estas rocas rodaron en un patrón predecible en la superficie de la luna.
Desde hace mucho tiempo se han predicho débiles anillos de polvo producidos por Fobos y Deimos, pero los intentos de observar estos anillos han fracasado hasta la fecha. Imágenes recientes de Mars Global Surveyor indican que Phobos está cubierto con una capa de regolito de grano fino de al menos 100 metros de espesor; se supone que fue creado por impactos de otros cuerpos, pero no se sabe cómo el material se adhirió a un objeto casi sin gravedad.
Se ha planteado la hipótesis de que el singular meteorito Kaidun que cayó sobre una base militar soviética en Yemen en 1980 es un fragmento de Fobos, pero esto ha sido difícil de verificar porque se sabe poco sobre la composición exacta de Fobos.
Una persona que pesa 68 kilogramos-fuerza (150 libras) en la Tierra pesaría alrededor de 40 gramos-fuerza (2 onzas) de pie en la superficie de Fobos.
Características geológicas nombradas
Las características geológicas de Fobos llevan el nombre de astrónomos que estudiaron Fobos y personas y lugares de Los viajes de Gulliver de Jonathan Swift.
Cráteres en Phobos
Se han nombrado varios cráteres y se enumeran en la siguiente tabla.
| Crater | Coordinaciones | Diámetro (km) | Aprobación Año | Eponym | Ref. | Mapa anotado |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Clustril | 60°N 91°W / 60°N 91°W / 60; -91 (Clustril) | 3.4 | 2006 | Personaje en Lilliput quien informó a Flimnap que su esposa había visitado Gulliver en privado en la novela de Jonathan Swift Viajes de Gulliver | WGPSN |   SKYRESH FLIMNAP GRILDRIG RELDRESAL CLUSTRIL GULLIVER DRUNLO STICKNEY LIMTOC KEPLER DORSUM ¿LaPUTA REGIO? ¿LaGADO PLANITIA? SHKLOVSKY? ¿WENDELL? Öpik |
| D'Arrest | 39°S 179°W / 39°S 179°W / -39; -179 (D'Arrest) | 2.1 | 1973 | Heinrich Louis d'Arrest; astrónomo alemán/doméstico (1822-1875) | WGPSN | |
| Drunlo | 36°30′N 92°00′W / 36.5°N 92°W / 36.5; -92 (Drunlo) | 4.2 | 2006 | Personaje en Lilliput quien informó a Flimnap que su esposa había visitado Gulliver en privado Viajes de Gulliver | WGPSN | |
| Flimnap | 60°N 10°E / 60°N 10°E / 60; 10 (Flimnap) | 1,5 | 2006 | Tesorero de Lilliput en Viajes de Gulliver | WGPSN | |
| Grildrig | 81°N 165°E / 81°N 165°E / 81; 165 (Grildrig) | 2.6 | 2006 | Nombre dado a Gulliver por la hija del granjero Glumdalclitch en el país de los gigantes Brobdingnag en Viajes de Gulliver | WGPSN | |
| Gulliver | 62°N 163°W / 62°N 163°W / 62; -163 (Gulliver) | 5,5 | 2006 | Lemuel Gulliver; capitán cirujano y viajero en Viajes de Gulliver | WGPSN | |
| Hall | 80°S 150°E / 80°S 150°E / -80; 150 (Hall) | 5.4 | 1973 | Asaph Hall; American astronomer Discoverer of Phobos and Deimos (1829–1907) | WGPSN | |
| Limtoc | 11°S 54°W / 11°S 54°W / -11; -54 (Limtoc) | 2 | 2006 | General en Lilliput que preparó artículos de impeachment contra Gulliver en Viajes de Gulliver | WGPSN | |
| Öpik | 7°S 63°E / 7°S 63°E / -7; 63 (Öpik) | 2 | 2011 | Ernst J. Öpik, astrónomo estonio (1893-1985) | WGPSN | |
| Reldresal | 41°N 39°W / 41°N 39°W / 41; -39 (Reldresal) | 2.9 | 2006 | Secretario de Asuntos Privados en Lilliput; amigo de Gulliver Viajes de Gulliver | WGPSN | |
| Roche | 53°N 177°E / 53°N 177°E / 53; 177 (Roche) | 2.3 | 1973 | Édouard Roche; astrónomo francés (1820-1883) | WGPSN | |
| Sharpless | 27°30′S 154°00′W / 27.5°S 154°W / -27.5; -154 (Sharpless) | 1.8 | 1973 | Bevan Sharpless; astrónomo americano (1904-1950) | WGPSN | |
| Shklovsky | 24°N 112°E / 24°N 112°E / 24; 112 (Shklovsky) | 2 | 2011 | Iosif Shklovsky, astrónomo soviético (1916-1985) | WGPSN | |
| Skyresh | 52°30′N 40°00′E / 52,5°N 40°E / 52,5; 40 (Skyresh) | 1,5 | 2006 | Skyresh Bolgolam; Almirante del Consejo de Lilliput que se opuso a la petición de libertad de Gulliver y lo acusó de ser un traidor en Viajes de Gulliver | WGPSN | |
| Stickney | 1°N 49°W / 1°N 49°W / 1; -49 (Stickney) | 9 | 1973 | Angeline Stickney (1830-1892); esposa del astrónomo americano Asaph Hall (arriba) | WGPSN | |
| Todd | 9°S 153°W / 9°S 153°W / -9; -153 (Todd) | 2.6 | 1973 | David Peck Todd; astrónomo americano (1855-1939) | WGPSN | |
| Wendell | 1°S 132°W / 1°S 132°W / -1; -132 (Wendell) | 1.7 | 1973 | Oliver Wendell; astrónomo americano (1845-1912) | WGPSN |
Otras características nombradas
Hay uno llamado regio, Laputa Regio, y otro llamado planitia, Lagado Planitia; ambos llevan el nombre de lugares de Los viajes de Gulliver (la ficticia Laputa, una isla voladora, y Lagado, la capital imaginaria de la nación ficticia Balnibarbi). La única cresta con nombre en Fobos es Kepler Dorsum, llamada así por el astrónomo Johannes Kepler.
Características orbitales
El movimiento orbital de Fobos se ha estudiado intensamente, lo que lo convierte en "el satélite natural mejor estudiado del Sistema Solar" en términos de órbitas completadas. Su órbita cercana alrededor de Marte produce algunos efectos inusuales. Con una altitud de 5989 km (3721 mi), Fobos orbita a Marte por debajo del radio de la órbita síncrona, lo que significa que se mueve alrededor de Marte más rápido de lo que gira el propio Marte. Por lo tanto, desde el punto de vista de un observador en la superficie de Marte, sale por el oeste, se mueve relativamente rápido por el cielo (en 4 h 15 min o menos) y se pone por el este, aproximadamente dos veces cada día marciano (cada 11 h 6 min). Debido a que está cerca de la superficie y en una órbita ecuatorial, no se puede ver por encima del horizonte desde latitudes superiores a 70,4°. Su órbita es tan baja que su diámetro angular, visto por un observador en Marte, varía visiblemente con su posición en el cielo. Visto en el horizonte, Fobos tiene unos 0,14° de ancho; en el cenit mide 0,20°, un tercio del ancho de la Luna llena vista desde la Tierra. En comparación, el Sol tiene un tamaño aparente de unos 0,35° en el cielo marciano. Las fases de Fobos, en la medida en que pueden observarse desde Marte, tardan 0,3191 días (período sinódico de Fobos) en seguir su curso, apenas 13 segundos más que el período sideral de Fobos.
Tránsitos solares
Un observador situado en la superficie marciana, en posición de observar Fobos, vería tránsitos regulares de Fobos a través del Sol. Varios de estos tránsitos han sido fotografiados por el Mars Rover Opportunity. Durante los tránsitos, la sombra de Fobos se proyecta sobre la superficie de Marte; un evento que ha sido fotografiado por varias naves espaciales. Fobos no es lo suficientemente grande como para cubrir el disco del Sol, por lo que no puede causar un eclipse total.
Destrucción prevista
La desaceleración de las mareas está disminuyendo gradualmente el radio orbital de Fobos en aproximadamente dos metros cada 100 años, y con la disminución del radio orbital aumenta la probabilidad de ruptura debido a las fuerzas de las mareas, estimada en aproximadamente 30 a 50 millones de años, según un estudio.;s estima que es de unos 43 millones de años.
Durante mucho tiempo se pensó que los surcos de Phobos eran fracturas causadas por el impacto que formó el cráter Stickney. Otros modelos sugeridos desde la década de 1970 respaldan la idea de que los surcos son más como "estrías" que ocurren cuando Fobos se deforma por las fuerzas de las mareas, pero en 2015, cuando se calcularon las fuerzas de las mareas y se usaron en un nuevo modelo, las tensiones eran demasiado débiles para fracturar una luna sólida de ese tamaño, a menos que Fobos sea un montón de escombros rodeado por una capa de regolito en polvo de unos 100 m (330 pies) de espesor. Las fracturas por tensión calculadas para este modelo se alinean con las ranuras de Phobos. El modelo se apoya en el descubrimiento de que algunos de los surcos son más jóvenes que otros, lo que implica que el proceso que produce los surcos está en curso.
Dada la forma irregular de Fobos y asumiendo que es un montón de escombros (específicamente un cuerpo de Mohr-Coulomb), eventualmente se romperá debido a las fuerzas de marea cuando alcance aproximadamente 2.1 radios de Marte. Cuando Phobos se rompa, formará un anillo planetario alrededor de Marte. Este anillo predicho puede durar de 1 millón a 100 millones de años. La fracción de la masa de Fobos que formará el anillo depende de la estructura interna desconocida de Fobos. El material suelto y débilmente unido formará el anillo. Los componentes de Fobos con una fuerte cohesión escaparán de la ruptura de las mareas y entrarán en la atmósfera marciana.
Origen
El origen de las lunas marcianas sigue siendo controvertido. Fobos y Deimos tienen mucho en común con los asteroides carbonosos de tipo C, con espectros, albedo y densidad muy similares a los de los asteroides de tipo C o D. Basándose en su similitud, una hipótesis es que ambas lunas pueden ser asteroides del cinturón principal capturados. Ambas lunas tienen órbitas muy circulares que se encuentran casi exactamente en el plano ecuatorial de Marte y, por lo tanto, un origen de captura requiere un mecanismo para circularizar la órbita inicialmente muy excéntrica y ajustar su inclinación en el plano ecuatorial, muy probablemente mediante una combinación de arrastre atmosférico y fuerzas de marea, aunque no está claro que haya suficiente tiempo disponible para que esto ocurra para Deimos. La captura también requiere disipación de energía. La atmósfera marciana actual es demasiado delgada para capturar un objeto del tamaño de Fobos mediante el frenado atmosférico. Geoffrey A. Landis ha señalado que la captura podría haber ocurrido si el cuerpo original fuera un asteroide binario que se separó bajo las fuerzas de las mareas.
Phobos podría ser un objeto del Sistema Solar de segunda generación que se unió en órbita después de que se formó Marte, en lugar de formarse simultáneamente a partir de la misma nube de nacimiento que Marte.
Otra hipótesis es que Marte alguna vez estuvo rodeado por muchos cuerpos del tamaño de Fobos y Deimos, quizás expulsados a su órbita a su alrededor por una colisión con un planetesimal grande. La alta porosidad del interior de Fobos (basado en la densidad de 1,88 g/cm3, se estima que los huecos comprenden del 25 al 35 por ciento del volumen de Fobos) no es consistente con un origen asteroidal.. Las observaciones de Fobos en el infrarrojo térmico sugieren una composición que contiene principalmente filosilicatos, que son bien conocidos en la superficie de Marte. Los espectros son distintos de los de todas las clases de meteoritos de condrita, nuevamente apuntando hacia un origen asteroidal. Ambos conjuntos de hallazgos respaldan un origen de Fobos a partir de material expulsado por un impacto en Marte que se reacretó en la órbita marciana, similar a la teoría predominante sobre el origen de la luna de la Tierra.
Algunas áreas de la superficie han resultado ser de color rojizo, mientras que otras son azuladas. La hipótesis es que la atracción de la gravedad de Marte hace que el regolito rojizo se mueva sobre la superficie, exponiendo material relativamente fresco, no meteorizado y azulado de la luna, mientras que el regolito que lo cubre con el tiempo se ha desgastado debido a la exposición a la radiación solar. Debido a que la roca azul difiere de la roca marciana conocida, podría contradecir la teoría de que la luna se formó a partir de material planetario sobrante después del impacto de un objeto grande.
Más recientemente, Amirhossein Bagheri (ETH Zurich), Amir Khan (ETH Zurich), Michael Efroimsky (Observatorio Naval de EE. UU.) y sus colegas propusieron una nueva hipótesis sobre el origen de las lunas. Al analizar los datos sísmicos y orbitales de Mars InSight Mission y otras misiones, propusieron que las lunas nacieron de la interrupción de un cuerpo principal común hace alrededor de 1 a 2,7 mil millones de años. El progenitor común de Phobos y Deimos probablemente fue golpeado por otro objeto y se hizo añicos para formar Phobos y Deimos.
Exploración
Misiones lanzadas
Fobos ha sido fotografiado en primer plano por varias naves espaciales cuya misión principal ha sido fotografiar Marte. El primero fue Mariner 7 en 1969, seguido de Mariner 9 en 1971, Viking 1 en 1977, Phobos 2 en 1989 Mars Global Surveyor en 1998 y 2003, Mars Express en 2004, 2008, 2010 y 2019, y Mars Reconnaissance Orbiter en 2007 y 2008. El 25 de agosto de 2005, el El rover Spirit, con un exceso de energía debido al viento que sopla el polvo de sus paneles solares, tomó varias fotografías de corta exposición del cielo nocturno desde la superficie de Marte y pudo fotografiar con éxito tanto a Fobos como a Deimos.
La Unión Soviética emprendió el programa Phobos con dos sondas, ambas lanzadas con éxito en julio de 1988. Phobos 1 se cerró accidentalmente por un comando erróneo del control de tierra emitido en septiembre de 1988 y se perdió mientras la nave todavía estaba en camino. Phobos 2 llegó al sistema de Marte en enero de 1989 y, después de transmitir una pequeña cantidad de datos e imágenes, pero poco antes de comenzar su examen detallado de la superficie de Phobos, la sonda interrumpió abruptamente la transmisión debido a a la falla de la computadora de a bordo o del transmisor de radio, ya funcionando con la energía de respaldo. Otras misiones a Marte recopilaron más datos, pero no se ha realizado ninguna misión de retorno de muestra dedicada.
La Agencia Espacial Rusa lanzó una misión de retorno de muestra a Fobos en noviembre de 2011, llamada Fobos-Grunt. La cápsula de regreso también incluyó un experimento de ciencias de la vida de The Planetary Society, llamado Living Interplanetary Flight Experiment, o LIFE. Un segundo contribuyente a esta misión fue la Administración Nacional del Espacio de China, que suministró un satélite topográfico llamado 'Yinghuo-1', que habría sido lanzado en la órbita de Marte, y un sistema de molienda y tamizado de suelo para la carga útil científica del módulo de aterrizaje Phobos. Sin embargo, después de alcanzar la órbita terrestre, la sonda Fobos-Grunt no pudo iniciar los encendidos posteriores que la habrían enviado a Marte. Los intentos de recuperar la sonda no tuvieron éxito y se estrelló contra la Tierra en enero de 2012.
El 1 de julio de 2020, el orbitador de Marte de la Organización de Investigación Espacial de la India pudo capturar fotos del cuerpo desde 4200 km de distancia.
Misiones consideradas
En 1997 y 1998, la misión Aladdin fue seleccionada como finalista en el Programa Discovery de la NASA. El plan era visitar Fobos y Deimos y lanzar proyectiles a los satélites. La sonda recogería la eyección mientras realizaba un sobrevuelo lento (~1 km/s). Estas muestras serían devueltas a la Tierra para su estudio tres años después. El investigador principal fue el Dr. Carle Pieters de la Universidad de Brown. El costo total de la misión, incluido el vehículo de lanzamiento y las operaciones, fue de 247,7 millones de dólares. En última instancia, la misión elegida para volar fue MESSENGER, una sonda a Mercurio.
En 2007, se informó que la filial aeroespacial europea EADS Astrium había estado desarrollando una misión a Fobos como demostrador de tecnología. Astrium participó en el desarrollo de un plan de la Agencia Espacial Europea para una misión de retorno de muestras a Marte, como parte del programa Aurora de la ESA, y el envío de una misión a Fobos con su baja gravedad se consideró una buena oportunidad para probar y probar las tecnologías requeridas para una eventual misión de retorno de muestras a Marte. La misión estaba prevista para comenzar en 2016, iba a durar tres años. La compañía planeó usar una 'nave nodriza', que sería propulsada por un motor de iones, lanzando un módulo de aterrizaje a la superficie de Phobos. El módulo de aterrizaje realizaría algunas pruebas y experimentos, recolectaría muestras en una cápsula, luego regresaría a la nave nodriza y regresaría a la Tierra, donde las muestras se desecharían para recuperarlas en la superficie.
Misiones propuestas
En 2007, la Agencia Espacial Canadiense financió un estudio de Optech y el Mars Institute para una misión no tripulada a Phobos conocida como Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration (PRIME). Un lugar de aterrizaje propuesto para la nave espacial PRIME es el 'monolito Phobos', un objeto prominente cerca del cráter Stickney. La misión PRIME estaría compuesta por un orbitador y un módulo de aterrizaje, y cada uno llevaría 4 instrumentos diseñados para estudiar varios aspectos de la geología de Fobos.
En 2008, el Centro de Investigación Glenn de la NASA comenzó a estudiar una misión de retorno de muestra de Fobos y Deimos que usaría propulsión eléctrica solar. El estudio dio lugar al "Hall" concepto de misión, una misión de clase New Frontiers bajo estudio adicional a partir de 2010.
Otro concepto de una misión de retorno de muestra de Phobos y Deimos es OSIRIS-REx II, que utilizaría tecnología heredada de la primera misión OSIRIS-REx.
En enero de 2013, se está desarrollando una nueva misión Phobos Surveyor en colaboración con la Universidad de Stanford, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y el Instituto de Tecnología de Massachusetts. La misión se encuentra actualmente en las fases de prueba, y el equipo de Stanford planea lanzar la misión entre 2023 y 2033.
En marzo de 2014, se propuso una misión de clase Discovery para colocar un orbitador en la órbita de Marte para 2021 a fin de estudiar Fobos y Deimos a través de una serie de sobrevuelos cercanos. La misión se llama Phobos And Deimos & Ambiente de Marte (PADME). Otras dos misiones de Phobos que se propusieron para la selección del Discovery 13 incluyeron una misión llamada Merlin, que sobrevolaría Deimos pero en realidad orbitaría y aterrizaría en Phobos, y otra es Pandora que orbitaría tanto a Deimos como a Fobos.
La Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) dio a conocer el 9 de junio de 2015 la Exploración de lunas marcianas (MMX), una misión de retorno de muestra dirigida a Fobos. MMX aterrizará y recolectará muestras de Fobos varias veces, además de realizar observaciones de sobrevuelo de Deimos y monitorear el clima de Marte. Mediante el uso de un mecanismo de muestreo corer, la nave espacial tiene como objetivo recuperar una cantidad mínima de 10 g de muestras. La NASA, ESA, DLR y CNES también participan en el proyecto y proporcionarán instrumentos científicos. EE. UU. contribuirá con el Neutron y el Gamma-Ray espectrómetro (NGRS) y Francia, el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRS4/MacrOmega). Aunque la misión ha sido seleccionada para su implementación y ahora está más allá de la etapa de propuesta, la aprobación formal del proyecto por parte de JAXA se pospuso luego del percance de Hitomi. El desarrollo y las pruebas de los componentes clave, incluido el muestreador, están actualmente en curso. A partir de 2017, MMX está programado para ser lanzado en 2024 y regresará a la Tierra cinco años después.
Rusia planea repetir la misión Fobos-Grunt a fines de la década de 2020, y la Agencia Espacial Europea está evaluando una misión de devolución de muestras para 2024 llamada Phootprint.
Misiones humanas
Fobos ha sido propuesto como uno de los primeros objetivos de una misión humana a Marte. La teleoperación de exploradores robóticos en Marte por parte de humanos en Fobos podría llevarse a cabo sin un retraso de tiempo significativo, y las preocupaciones de protección planetaria en la exploración temprana de Marte podrían abordarse mediante dicho enfoque.
Fobos se ha propuesto como uno de los primeros objetivos de una misión tripulada a Marte porque un aterrizaje en Fobos sería considerablemente menos difícil y costoso que un aterrizaje en la superficie de Marte. Un módulo de aterrizaje con destino a Marte tendría que ser capaz de entrar en la atmósfera y regresar posteriormente a la órbita sin ninguna instalación de apoyo, o requeriría la creación de instalaciones de apoyo in situ. En cambio, un módulo de aterrizaje con destino a Fobos podría basarse en equipos diseñados para aterrizajes lunares y de asteroides. Además, debido a la gravedad muy débil de Fobos, el delta-v requerido para aterrizar en Fobos y regresar es solo el 80% del requerido para un viaje hacia y desde la superficie de la Luna.
Se ha propuesto que las arenas de Fobos podrían servir como material valioso para el aerofrenado durante un aterrizaje en Marte. Una cantidad relativamente pequeña de combustible químico traído de la Tierra podría usarse para levantar una gran cantidad de arena desde la superficie de Fobos hasta una órbita de transferencia. Esta arena podría liberarse frente a una nave espacial durante la maniobra de descenso provocando una densificación de la atmósfera justo frente a la nave espacial.
Si bien la exploración humana de Fobos podría servir como catalizador para la exploración humana de Marte, podría ser científicamente valiosa por derecho propio.
Fobos como ascensor espacial para Marte
Phobos está orbitando sincrónicamente a Marte, donde la misma cara permanece frente al planeta a 6000 km (3700 mi) sobre la superficie marciana. Un ascensor espacial podría descender desde Fobos hasta Marte a 6000 km, a unos 28 kilómetros de la superficie, y justo fuera de la atmósfera de Marte. Un cable de ascensor espacial similar podría extenderse 6000 km en la dirección opuesta que contrarrestaría a Fobos. En total, el ascensor espacial se extendería más de 12 000 km, lo que estaría por debajo de la órbita aroestacionaria de Marte (17 032 km). Todavía sería necesario el lanzamiento de un cohete para llevar el cohete y la carga al comienzo del ascensor espacial a 28 km sobre la superficie. La superficie de Marte gira a 0,25 km/s en el ecuador y la parte inferior del ascensor espacial giraría alrededor de Marte a 0,77 km/s, por lo que solo se necesitarían 0,52 km/s de delta-v para llegar al espacio. ascensor. Fobos orbita a 2,15 km/s y la parte más exterior del ascensor espacial giraría alrededor de Marte a 3,52 km/s.
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