Phoenix (nave espacial)

Fénix

Impresión artística de la nave espacial Phoenix cuando aterriza en Marte.
Tipo de misión	Módulo de aterrizaje estacionario
Operador	NASA JPL Universidad de Arizona
Identificación de COSPAR	2007-034A
N.º SATCAT	32003
Sitio web	phoenix.lpl.arizona.edu
Duración de la misión	90 soles marcianos (planificados) 157 soles marcianos (reales) 1 año, 2 meses, 29 días (desde el lanzamiento hasta el último contacto)
Propiedades de las naves espaciales
Fabricante	Sistemas espaciales de Lockheed Martin
Lanzamiento masivo	670 kg (1477 libras) [1]
Masa de aterrizaje	350 kilogramos (770 libras)
Fuerza	450 W , panel solar / batería NiH 2
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento	4 de agosto de 2007 09:26 UTC [2] (hace 17 años, 2 meses y 11 días) ( 04-08-2007 )
Cohete	Delta II 7925
Sitio de lanzamiento	Cabo Cañaveral SLC-17
Contratista	Sistemas espaciales de Lockheed Martin
Fin de la misión
Declarado	24 de mayo de 2010
Último contacto	2 de noviembre de 2008 (hace 15 años, 11 meses y 13 días) ( 2 de noviembre de 2008 )
Módulo de aterrizaje en Marte
Fecha de aterrizaje	25 de mayo de 2008 23:53:44 UTC MSD 47777 01:02 AMT MSD 47776 16:35 LMST (Sol 0) (hace 16 años, 4 meses y 17 días) ( 25-05-2008 )
Lugar de aterrizaje	Valle Verde , Vastitas Borealis , Marte 68°13′08″N 125°44′57″O / 68.2188°N 125.7492°W / 68.2188; -125.7492 (Fénix)
Instrumentos REAL ACADEMIA DE BELLAS ARTES Brazo robótico Rac Cámara de brazo robótico TEGA Analizador térmico y de gases evolucionados MARTES Cámara de imágenes del descenso a Marte CONOCÍ Estación meteorológica SSI Generador de imágenes estéreo de superficie MECA Analizador de microscopía, electroquímica y conductividad
Logotipo de la misión Phoenix Mars Lander Programa de exploración de Marte

Phoenix fue una sonda espacial no tripulada que aterrizó en la superficie de Marte el 25 de mayo de 2008 y estuvo en funcionamiento hasta el 2 de noviembre de 2008. ^[2] Phoenix estuvo operativa en Marte durante 157 soles (161 días ). Sus instrumentos se utilizaron para evaluar la habitabilidad local e investigar la historia del agua en Marte . La misión fue parte del Programa Mars Scout ; su costo total fue de 420 millones de dólares, incluido el costo del lanzamiento. ^[3]

El programa multiagencia fue dirigido por el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona , con la gestión del proyecto a cargo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA . Los socios académicos e industriales incluyeron universidades de los Estados Unidos, Canadá, Suiza, Dinamarca, Alemania, el Reino Unido, la NASA, la Agencia Espacial Canadiense , el Instituto Meteorológico Finlandés , Lockheed Martin Space Systems , MacDonald Dettwiler & Associates (MDA) en asociación con Optech Incorporated ( Optech ) y otras empresas aeroespaciales. ^[4] Fue la primera misión de la NASA a Marte dirigida por una universidad pública. ^[5]

Phoenix fue el sexto aterrizaje exitoso de la NASA en Marte, de siete intentos, y el primero en la región polar de Marte. El módulo de aterrizaje completó su misión en agosto de 2008 y realizó una última y breve comunicación con la Tierra el 2 de noviembre, cuando la energía solar disponible disminuyó con el invierno marciano. La misión se declaró concluida el 10 de noviembre de 2008, después de que los ingenieros no pudieron volver a contactar con la nave. ^[6] Después de los intentos fallidos de contactar con el módulo de aterrizaje por parte del orbitador Mars Odyssey hasta y después del solsticio de verano marciano el 12 de mayo de 2010, el JPL declaró que el módulo de aterrizaje estaba inactivo. El programa se consideró un éxito porque completó todos los experimentos y observaciones científicas planificados. ^[7]

La misión tenía dos objetivos. Uno era estudiar la historia geológica del agua, la clave para descifrar la historia del cambio climático pasado . El segundo era evaluar la habitabilidad planetaria pasada o potencial en el límite entre el hielo y el suelo. Los instrumentos de Phoenix eran adecuados para descubrir información sobre la historia geológica y posiblemente biológica del Ártico marciano. Phoenix fue la primera misión en enviar datos desde cualquiera de los polos y contribuyó a la principal estrategia de la NASA para la exploración de Marte, " Seguir el agua " .

Se esperaba que la misión principal durara 90 soles (días marcianos), poco más de 92 días terrestres. Sin embargo, la nave superó su vida operativa esperada ^[8] en poco más de dos meses antes de sucumbir al frío y la oscuridad cada vez mayores de un invierno marciano que se acercaba. ^[6] Los investigadores esperaban que el módulo de aterrizaje sobreviviera al invierno marciano para poder presenciar el desarrollo del hielo polar a su alrededor; tal vez podría haber aparecido hasta un metro (3 pies) de hielo de dióxido de carbono sólido. Incluso si hubiera sobrevivido parte del invierno, el frío intenso le habría impedido durar hasta el final. ^[9] Se eligió que la misión fuera un módulo de aterrizaje fijo en lugar de un rover porque: ^[10]

• Los costos se redujeron gracias a la reutilización de equipos anteriores (aunque algunos observadores cuestionan esta afirmación ^[11] );
• Se cree que el área de Marte donde aterrizó Phoenix es relativamente uniforme, por lo que viajar sobre la superficie tiene menos valor; y
• El presupuesto de peso necesario para la movilidad podría utilizarse para más y mejores instrumentos científicos.

Las observaciones de metano en Marte realizadas entre 2003 y 2004 fueron realizadas de forma remota por tres equipos que trabajaban con datos separados. Si el metano está realmente presente en la atmósfera de Marte , entonces algo debe estar produciéndolo en el planeta ahora, porque el gas se descompone por la radiación en Marte en un plazo de 300 años; ^{[12] [13] [14] [15] [16]} por lo tanto, se consideró importante determinar el potencial biológico o la habitabilidad de los suelos del ártico marciano. ^[17] El metano también podría ser el producto de un proceso geoquímico o el resultado de la actividad volcánica o hidrotermal . ^[18]

Mientras se escribía la propuesta para Phoenix , el orbitador Mars Odyssey utilizó su espectrómetro de rayos gamma y encontró la firma distintiva del hidrógeno en algunas áreas de la superficie marciana , y la única fuente plausible de hidrógeno en Marte sería agua en forma de hielo, congelada debajo de la superficie. Por lo tanto, la misión se financió con la expectativa de que Phoenix encontraría hielo de agua en las llanuras árticas de Marte. ^[19] En agosto de 2003, la NASA seleccionó la misión " Phoenix " de la Universidad de Arizona para su lanzamiento en 2007. Se esperaba que esta fuera la primera de una nueva línea de misiones Scout más pequeñas y de bajo costo en el programa de exploración de Marte de la agencia . ^[20] La selección fue el resultado de una intensa competencia de dos años con propuestas de otras instituciones. El premio de la NASA de $ 325 millones es más de seis veces mayor que cualquier otra subvención de investigación individual en la historia de la Universidad de Arizona.

Peter H. Smith, del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, como investigador principal, junto con 24 coinvestigadores, fueron seleccionados para dirigir la misión. La misión recibió el nombre del Fénix , un ave mitológica que renace repetidamente de sus propias cenizas. La nave espacial Fénix contiene varios componentes construidos previamente. El módulo de aterrizaje utilizado fue el Mars Surveyor 2001 Lander modificado (cancelado en 2000), junto con varios de los instrumentos tanto de esa misión como de la anterior fallida Mars Polar Lander . Lockheed Martin , que construyó el módulo de aterrizaje, había mantenido el módulo de aterrizaje casi completo en una sala limpia con control ambiental desde 2001 hasta que la misión fue financiada por el Programa Scout de la NASA . ^[21]

Phoenix fue una asociación de universidades, centros de la NASA y la industria aeroespacial. Los instrumentos científicos y las operaciones fueron responsabilidad de la Universidad de Arizona . El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California , administró el proyecto y proporcionó el diseño y el control de la misión. Lockheed Martin Space Systems construyó y probó la nave espacial. La Agencia Espacial Canadiense proporcionó una estación meteorológica , que incluía un innovador sensor atmosférico basado en láser . ^[22] Las instituciones co-investigadoras incluyeron Malin Space Science Systems (California), Max Planck Institute for Solar System Research (Alemania), NASA Ames Research Center (California), NASA Johnson Space Center (Texas), MacDonald, Dettwiler and Associates (Canadá), Optech Incorporated (Canadá) , SETI Institute , Texas A&M University , Tufts University , University of Colorado , University of Copenhagen (Dinamarca), University of Michigan , University of Neuchâtel (Suiza), University of Texas en Dallas , University of Washington , Washington University en St. Louis y York University (Canadá). Científicos del Imperial College London y la Universidad de Bristol proporcionaron hardware para la misión y fueron parte del equipo que operaba la estación de microscopio. ^[23]

El 2 de junio de 2005, tras una revisión crítica del progreso de la planificación del proyecto y del diseño preliminar, la NASA aprobó que la misión procediera según lo planeado. ^[24] El propósito de la revisión fue confirmar la confianza de la NASA en la misión.

Lanzado en masa

670 kg (1.480 lb) Incluye módulo de aterrizaje, aeroshell (carcasa trasera y escudo térmico), paracaídas y etapa de crucero. ^[1]

Masa del módulo de aterrizaje

350 kilogramos (770 libras)

Dimensiones del módulo de aterrizaje

Mide aproximadamente 5,5 m (18 pies) de largo con los paneles solares desplegados. La plataforma científica por sí sola tiene aproximadamente 1,5 m (4,9 pies) de diámetro. Desde el suelo hasta la parte superior del mástil MET, el módulo de aterrizaje mide aproximadamente 2,2 m (7,2 pies) de alto.

Comunicaciones

Banda X durante toda la fase de crucero de la misión y para su comunicación inicial después de separarse de la tercera etapa del vehículo de lanzamiento . Enlaces UHF , retransmitidos a través de los orbitadores marcianos durante la fase de entrada, descenso y aterrizaje y mientras se opera en la superficie de Marte. El sistema UHF en Phoenix es compatible con las capacidades de retransmisión de Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA y con Mars Express de la Agencia Espacial Europea . Las interconexiones utilizan el protocolo Proximity-1 . ^[25]

Fuerza

La energía para la fase de crucero se genera utilizando dos paneles solares de arseniuro de galio decagonales (área total 3,1 m ² (33 pies cuadrados)) montados en la etapa de crucero, y para el módulo de aterrizaje, a través de dos paneles solares de arseniuro de galio (área total 7,0 m ² (75 pies cuadrados)) desplegados desde el módulo de aterrizaje después del aterrizaje en la superficie marciana. Batería de NiH ₂ con una capacidad de 16 A·h . ^[26]

Los sistemas de aterrizaje incluyen un sistema informático basado en RAD6000 para comandar la nave espacial y manejar datos. ^[27] Otras partes del módulo de aterrizaje son un sistema eléctrico que contiene paneles solares y baterías, un sistema de guía para aterrizar la nave espacial, ocho motores monopropulsantes de hidracina de 4,4 N (1,0 lbf) y 22 N (5,0 lbf) construidos por Aerojet -Redmond Operations para la fase de crucero, doce propulsores monopropulsantes de hidracina de 302 N (68,0 lbf) de Aerojet para aterrizar el Phoenix , elementos mecánicos y estructurales, y un sistema de calefacción para garantizar que la nave espacial no se enfríe demasiado.

Phoenix llevaba versiones mejoradas de las cámaras panorámicas de la Universidad de Arizona y del instrumento de análisis de volátiles del malogrado Mars Polar Lander , así como experimentos que se habían construido para el cancelado Mars Surveyor 2001 Lander , incluido un brazo robótico para excavar trincheras del JPL, un conjunto de laboratorios de química húmeda y microscopios ópticos y de fuerza atómica . La carga útil científica también incluía un generador de imágenes de descenso y un conjunto de instrumentos meteorológicos. ^[28]

Durante el EDL se llevó a cabo el Experimento de Estructura Atmosférica, en el que se utilizaron datos del acelerómetro y del giroscopio registrados durante el descenso del módulo de aterrizaje a través de la atmósfera para crear un perfil vertical de la temperatura, la presión y la densidad de la atmósfera sobre el lugar de aterrizaje en ese momento. ^[29]

El brazo robótico fue diseñado para extenderse 2,35 m (7,7 pies) desde su base en el módulo de aterrizaje, y tenía la capacidad de excavar hasta 0,5 m (1,6 pies) por debajo de una superficie arenosa. Tomó muestras de tierra y hielo que fueron analizadas por otros instrumentos en el módulo de aterrizaje. El brazo fue diseñado y construido para el Laboratorio de Propulsión a Chorro por Alliance Spacesystems, LLC ^[30] (ahora MDA US Systems, LLC) en Pasadena, California. Una herramienta de raspado giratoria ubicada en el talón de la pala se utilizó para cortar el fuerte permafrost. Los recortes de la raspa se expulsaron en el talón de la pala y se transfirieron al frente para su entrega a los instrumentos. La herramienta de raspado fue concebida en el Laboratorio de Propulsión a Chorro. La versión de vuelo de la raspa fue diseñada y construida por HoneyBee Robotics. El 28 de mayo de 2008 se enviaron las órdenes para que se desplegara el brazo, comenzando con el retiro de una cubierta protectora que debía servir como precaución redundante contra la posible contaminación del suelo marciano por formas de vida terrestres. La cámara del brazo robótico (RAC) colocada en el brazo robótico justo encima de la pala pudo tomar fotografías a todo color de la zona, así como verificar las muestras que trajo la pala y examinar los granos de la zona donde el brazo robótico acababa de excavar. La cámara fue fabricada por la Universidad de Arizona y el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar , ^[31] Alemania. ^[32]

La cámara principal del módulo de aterrizaje era la Surface Stereo Imager (SSI). Se trata de una cámara estéreo que se describe como "una mejora de mayor resolución de la cámara utilizada para Mars Pathfinder y Mars Polar Lander ". ^[33] Tomó varias imágenes estéreo del Ártico marciano y también utilizó el Sol como referencia para medir la distorsión atmosférica de la atmósfera marciana debido al polvo, el aire y otras características. La cámara fue proporcionada por la Universidad de Arizona en colaboración con el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar . ^{[34] [35]}

El analizador de gases térmicos y evolucionados (TEGA) es una combinación de un horno de alta temperatura con un espectrómetro de masas . Se utilizó para hornear muestras de polvo marciano y determinar la composición de los vapores resultantes. Tiene ocho hornos, cada uno del tamaño de un bolígrafo grande, que pudieron analizar una muestra cada uno, para un total de ocho muestras separadas. Los miembros del equipo midieron cuánto vapor de agua y gas de dióxido de carbono se emitieron, cuánto hielo de agua contenían las muestras y qué minerales están presentes que pueden haberse formado durante un clima pasado más húmedo y cálido. El instrumento también midió volátiles orgánicos , como metano , hasta 10 partes por mil millones . TEGA fue construido por la Universidad de Arizona y la Universidad de Texas en Dallas . ^[36]

El 29 de mayo de 2008 (sol 4), las pruebas eléctricas indicaron un cortocircuito intermitente en TEGA, ^[37] resultado de una falla en uno de los dos filamentos responsables de ionizar los volátiles. ^[38] La NASA solucionó el problema configurando el filamento de respaldo como el primario y viceversa. ^[39]

A principios de junio, los primeros intentos de introducir tierra en el TEGA no tuvieron éxito porque parecía demasiado "grumosa" para las pantallas. ^{[40] [41]} El 11 de junio, el primero de los ocho hornos se llenó con una muestra de tierra después de varios intentos de pasar la muestra a través de la pantalla del TEGA. ^{[ cita requerida ]} El 17 de junio, se anunció que no se había encontrado agua en esta muestra; sin embargo, dado que había estado expuesta a la atmósfera durante varios días antes de entrar en el horno, cualquier hielo de agua inicial que pudiera haber contenido podría haberse perdido por sublimación . ^{[ cita requerida ]}

El Mars Descent Imager (MARDI) tenía como objetivo tomar fotografías del lugar de aterrizaje durante los últimos tres minutos del descenso. Como se había planeado originalmente, habría comenzado a tomar fotografías después de que el aeroshell se desprendiera, a unos 8 km (5,0 mi) sobre el suelo marciano. ^{[ cita requerida ]}

Antes del lanzamiento, las pruebas de la nave espacial ensamblada descubrieron un posible problema de corrupción de datos con una tarjeta de interfaz que fue diseñada para enviar datos de imágenes MARDI, así como datos de varias otras partes de la nave espacial. El problema potencial podría ocurrir si la tarjeta de interfaz recibiera una imagen MARDI durante una fase crítica del descenso final de la nave espacial, momento en el que se podrían haber perdido los datos de la Unidad de Medición Inercial de la nave espacial ; estos datos eran fundamentales para controlar el descenso y el aterrizaje. Esto se consideró un riesgo inaceptable y se decidió no utilizar MARDI durante la misión. ^[42] Como el defecto se descubrió demasiado tarde para realizar reparaciones, la cámara permaneció instalada en Phoenix , pero no se utilizó para tomar fotografías, ni tampoco se utilizó su micrófono incorporado. ^[43]

Las imágenes de MARDI tenían como objetivo ayudar a determinar exactamente dónde aterrizó el módulo de aterrizaje y, posiblemente, ayudar a encontrar posibles objetivos científicos. También se utilizarían para saber si el área donde aterriza el módulo de aterrizaje es típica del terreno circundante. MARDI fue construida por Malin Space Science Systems . ^[44] Habría utilizado solo 3 vatios de energía durante el proceso de obtención de imágenes, menos que la mayoría de las otras cámaras espaciales. Originalmente había sido diseñada y construida para realizar la misma función en la misión Mars Surveyor 2001 Lander ; después de que se cancelara esa misión, MARDI pasó varios años almacenada hasta que se desplegó en el módulo de aterrizaje Phoenix .

El analizador de microscopía, electroquímica y conductividad (MECA) es un paquete de instrumentos diseñado originalmente para la misión Mars Surveyor 2001 , que fue cancelada . Consiste en un laboratorio de química húmeda (WCL), microscopios ópticos y de fuerza atómica , y una sonda de conductividad térmica y eléctrica . ^[45] El Laboratorio de Propulsión a Chorro construyó el MECA. Un consorcio suizo liderado por la Universidad de Neuchâtel contribuyó con el microscopio de fuerza atómica. ^[46]

Utilizando MECA, los investigadores examinaron partículas de suelo de hasta 16 μm de diámetro; además, intentaron determinar la composición química de los iones solubles en agua en el suelo. También midieron la conductividad eléctrica y térmica de las partículas de suelo utilizando una sonda en la pala del brazo robótico. ^[47]

Este instrumento presenta 6 de los 69 portamuestras en una abertura en el instrumento MECA a la que el brazo robótico entrega las muestras y luego las lleva al microscopio óptico y al microscopio de fuerza atómica. ^[48] El Imperial College de Londres proporcionó los sustratos de muestra del microscopio. ^[49]

El microscopio óptico , diseñado por la Universidad de Arizona , es capaz de tomar imágenes del regolito marciano con una resolución de 256 píxeles/mm o 16 micrómetros/píxel. El campo de visión del microscopio es un portamuestras de 2 mm × 2 mm (0,079 in × 0,079 in) al que el brazo robótico entrega la muestra. La muestra se ilumina mediante 9 LED rojos, verdes y azules o mediante 3 LED que emiten luz ultravioleta . La electrónica para la lectura del chip CCD se comparte con la cámara del brazo robótico, que tiene un chip CCD idéntico .

El microscopio de fuerza atómica tiene acceso a una pequeña área de la muestra entregada al microscopio óptico. El instrumento escanea la muestra con una de las 8 puntas de cristal de silicio y mide la repulsión de la punta hacia la muestra. La resolución máxima es de 0,1 micrómetros . Un consorcio suizo dirigido por la Universidad de Neuchatel contribuyó con el microscopio de fuerza atómica. ^[46]

El conjunto de sensores y la solución de lixiviación del laboratorio de química húmeda (WCL) fueron diseñados y construidos por Thermo Fisher Scientific . ^[50] El conjunto de actuadores del WCL fue diseñado y construido por Starsys Research en Boulder, Colorado. La Universidad de Tufts desarrolló los pellets de reactivo, el ISE de bario y los electrodos ASV, y realizó la caracterización previa al vuelo del conjunto de sensores. ^[51]

El brazo robótico recogió un poco de tierra y la colocó en una de las cuatro celdas de laboratorio de química húmeda, donde se añadió agua y, mientras se revolvía, una serie de sensores electroquímicos midieron una docena de iones disueltos, como sodio , magnesio , calcio y sulfato , que se filtraron del suelo al agua. Esto proporcionó información sobre la compatibilidad biológica del suelo, tanto para posibles microbios autóctonos como para posibles futuros visitantes de la Tierra. ^[52]

Los cuatro laboratorios de química húmeda eran idénticos, cada uno de ellos contenía 26 sensores químicos y un sensor de temperatura. Los electrodos selectivos de iones (ISE) de polímeros pudieron determinar la concentración de iones midiendo el cambio en el potencial eléctrico a través de sus membranas selectivas de iones en función de la concentración. ^[53] Dos electrodos de detección de gases para oxígeno y dióxido de carbono funcionaron según el mismo principio pero con membranas permeables a los gases. Se utilizó una matriz de microelectrodos de oro para la voltamperometría cíclica y la voltamperometría de desprendimiento anódico . La voltamperometría cíclica es un método para estudiar iones mediante la aplicación de una forma de onda de potencial variable y la medición de la curva de corriente-voltaje. La voltamperometría de desprendimiento anódico primero deposita los iones metálicos sobre el electrodo de oro con un potencial aplicado. Después de que se invierte el potencial, se mide la corriente mientras los metales se retiran del electrodo. ^{[ cita requerida ]}

El MECA contiene una sonda de conductividad térmica y eléctrica (TECP). ^[47] La ​​TECP, diseñada por Decagon Devices , ^[47] tiene cuatro sondas que realizaron las siguientes mediciones: temperatura del suelo marciano , humedad relativa, conductividad térmica , conductividad eléctrica , permitividad dieléctrica , velocidad del viento y temperatura atmosférica.

Tres de las cuatro sondas tienen pequeños elementos calefactores y sensores de temperatura en su interior. Una de ellas utiliza elementos calefactores internos para enviar un pulso de calor, registrando el tiempo de envío del pulso y controlando la velocidad a la que el calor se disipa fuera de la sonda. Las agujas adyacentes detectan cuándo llega el pulso de calor. La velocidad a la que el calor se aleja de la sonda, así como la velocidad a la que viaja entre las sondas, permite a los científicos medir la conductividad térmica, el calor específico (la capacidad del regolito para conducir calor en relación con su capacidad para almacenar calor) y la difusividad térmica (la velocidad a la que se propaga una perturbación térmica en el suelo). ^[54]

Las sondas también midieron la permitividad dieléctrica y la conductividad eléctrica , que se pueden utilizar para calcular la humedad y la salinidad del regolito . Las agujas 1 y 2 funcionan en conjunto para medir las sales en el regolito, calentar el suelo para medir las propiedades térmicas (conductividad térmica, calor específico y difusividad térmica) del regolito y medir la temperatura del suelo. Las agujas 3 y 4 miden el agua líquida en el regolito. La aguja 4 es un termómetro de referencia para las agujas 1 y 2. ^[54]

El sensor de humedad TECP es un sensor de humedad relativa, por lo que debe estar acoplado a un sensor de temperatura para medir la humedad absoluta. Tanto el sensor de humedad relativa como el sensor de temperatura están conectados directamente a la placa de circuito del TECP y, por lo tanto, se supone que están a la misma temperatura. ^[54]

La Estación Meteorológica (MET) registró el clima diario de Marte durante el curso de la misión Phoenix . Está equipada con un indicador de viento y sensores de presión y temperatura. La MET también contiene un dispositivo lidar (detección y medición de luz) para muestrear la cantidad de partículas de polvo en el aire. Fue diseñada en Canadá por Optech y MDA , con el apoyo de la Agencia Espacial Canadiense. Un equipo inicialmente dirigido por la profesora Diane Michelangeli de la Universidad de York ^{[55] [56]} hasta su muerte en 2007, cuando el profesor James Whiteway tomó el control, ^[57] supervisó las operaciones científicas de la estación. El equipo de la Universidad de York incluye contribuciones de la Universidad de Alberta , la Universidad de Aarhus (Dinamarca), ^[58] la Universidad de Dalhousie , ^[59] el Instituto Meteorológico Finlandés , ^[60] Optech y el Servicio Geológico de Canadá . El fabricante del Canadarm, MacDonald Dettwiler and Associates (MDA) de Richmond, BC, construyó la MET. ^[61]

Durante la misión también se monitorizaron la velocidad del viento, la presión y la temperatura de la superficie (mediante sensores de presión, temperatura y de indicadores) y se muestra la evolución de la atmósfera con el tiempo. Para medir la contribución del polvo y el hielo a la atmósfera, se empleó un lidar. El lidar recopiló información sobre la estructura dependiente del tiempo de la capa límite planetaria investigando la distribución vertical del polvo, el hielo, la niebla y las nubes en la atmósfera local. ^{[ cita requerida ]}

Hay tres sensores de temperatura ( termopares ) en un mástil vertical de 1 m (3,3 pies) (mostrados en su posición replegada) a alturas de aproximadamente 250, 500 y 1.000 mm (9,8, 19,7 y 39,4 pulgadas) por encima de la plataforma de aterrizaje. Los sensores estaban referenciados a una medición de temperatura absoluta en la base del mástil. Un sensor de presión construido por el Instituto Meteorológico Finlandés está ubicado en la Caja Electrónica de Carga Útil, que se encuentra en la superficie de la plataforma, y ​​alberga la electrónica de adquisición para la carga útil MET. Los sensores de Presión y Temperatura comenzaron a operar en Sol 0 (26 de mayo de 2008) y operaron de manera continua, tomando muestras una vez cada 2 segundos. ^{[ cita requerida ]}

El Telltale es un instrumento conjunto canadiense y danés (derecha) que proporciona una estimación aproximada de la velocidad y la dirección del viento. La velocidad se basa en la cantidad de desviación de la vertical que se observa, mientras que la dirección del viento se proporciona según la dirección en que se produce esta desviación. Se utilizan un espejo, ubicado debajo del indicador, y una "cruz" de calibración encima (como se observa a través del espejo) para aumentar la precisión de la medición. Cualquiera de las cámaras, SSI o RAC, podría realizar esta medición, aunque normalmente se utilizaba la primera. Las observaciones periódicas tanto de día como de noche ayudan a comprender la variabilidad diurna del viento en el lugar de aterrizaje del Phoenix . ^{[ cita requerida ]}

La velocidad del viento oscilaba entre 11 y 58 km/h (6,8 y 36 mph). La velocidad media habitual era de 36 km/h (22 mph). ^[62]

El lidar de orientación vertical fue capaz de detectar múltiples tipos de retrodispersión (por ejemplo, dispersión de Rayleigh y dispersión de Mie ), y el retraso entre la generación del pulso láser y el retorno de la luz dispersada por las partículas atmosféricas determinó la altitud a la que se produce la dispersión. Se obtuvo información adicional de la luz retrodispersada en diferentes longitudes de onda (colores), y el sistema Phoenix transmitió tanto 532 nm como 1064 nm. Esta dependencia de la longitud de onda puede permitir discriminar entre hielo y polvo, y servir como indicador del tamaño efectivo de las partículas. ^{[ cita requerida ]}

El láser del lidar Phoenix era un láser Nd:YAG pasivo conmutado por Q con longitudes de onda duales de 1064 nm y 532 nm. Operaba a 100 Hz con un ancho de pulso de 10 ns. La luz dispersa era recibida por dos detectores (verde e IR) y la señal verde se recolectaba tanto en modo analógico como en modo de conteo de fotones. ^{[63] [64]}

El lidar se puso en funcionamiento por primera vez al mediodía del sol 3 (29 de mayo de 2008), registrando el primer perfil atmosférico extraterrestre de la superficie. Este primer perfil indicó polvo bien mezclado en los primeros kilómetros de la atmósfera de Marte , donde la capa límite planetaria se observó por una marcada disminución de la señal de dispersión. El gráfico de contorno (derecha) muestra la cantidad de polvo en función del tiempo y la altitud, con colores más cálidos (rojo, naranja) indicando más polvo, y colores más fríos (azul, verde), indicando menos polvo. También hay un efecto de instrumentación del calentamiento del láser, lo que hace que la apariencia del polvo aumente con el tiempo. Se puede observar una capa a 3,5 km (2,2 mi) en el gráfico, que podría ser polvo adicional o, menos probable, dada la hora del sol en que se adquirió, una nube de hielo a baja altitud. ^{[ cita requerida ]}

La imagen de la izquierda muestra el láser lidar operando sobre la superficie de Marte, tal como lo observa el SSI mirando hacia arriba; el rayo láser es la línea casi vertical justo a la derecha del centro. Se puede ver polvo en el cielo tanto moviéndose en el fondo como pasando a través del rayo láser en forma de destellos brillantes. ^[65] El hecho de que el rayo parezca terminar es el resultado del ángulo extremadamente pequeño en el que el SSI observa el láser: ve más arriba a lo largo de la trayectoria del rayo que el polvo que refleja la luz hacia abajo. ^{[ cita requerida ]}

El dispositivo láser detectó nieve cayendo de las nubes, algo que no se sabía antes de la misión. ^[66] También se determinó que se formaron cirros en la zona. ^[67]

El Phoenix fue lanzado el 4 de agosto de 2007 a las 5:26:34 am EDT (09:26:34 UTC ) en un vehículo de lanzamiento Delta II 7925 desde la plataforma 17-A de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral . El lanzamiento fue nominal sin anomalías significativas. El módulo de aterrizaje Phoenix fue colocado en una trayectoria de tal precisión que su primera quema de corrección de rumbo de trayectoria, realizada el 10 de agosto de 2007 a las 7:30 am EDT (11:30 UTC), fue de solo 18 m/s. El lanzamiento tuvo lugar durante una ventana de lanzamiento que se extendió del 3 al 24 de agosto de 2007. Debido a la pequeña ventana de lanzamiento, el lanzamiento reprogramado de la misión Dawn (originalmente planeado para el 7 de julio) tuvo que ser lanzado después de Phoenix en septiembre. Se eligió el cohete Delta II debido a su exitoso historial de lanzamientos, que incluye los lanzamientos de los exploradores de Marte Spirit y Opportunity en 2003 y el Mars Pathfinder en 1996. ^[68]

Una nube noctilucente fue creada por los gases de escape del cohete Delta II 7925 utilizado para lanzar el Phoenix . ^[69] Los colores en la nube se formaron a partir del efecto prismático de las partículas de hielo presentes en el rastro de escape.

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El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) realizó ajustes en las órbitas de sus dos satélites activos alrededor de Marte, Mars Reconnaissance Orbiter y Mars Odyssey, y la Agencia Espacial Europea ajustó de manera similar la órbita de su nave espacial Mars Express para que estuviera en el lugar correcto el 25 de mayo de 2008, para observar a Phoenix cuando entró en la atmósfera y luego aterrizó en la superficie. Esta información ayuda a los diseñadores a mejorar los futuros módulos de aterrizaje. ^[70] El área de aterrizaje proyectada era una elipse de 100 por 20 km (62 por 12 mi) que cubría un terreno que se ha denominado informalmente " Valle Verde " ^[71] y que contiene la mayor concentración de hielo de agua fuera de los polos.

Phoenix entró en la atmósfera marciana a casi 21.000 km/h (13.000 mph), y en 7 minutos había reducido su velocidad a 8 km/h (5,0 mph) antes de tocar tierra. La confirmación de la entrada en la atmósfera se recibió a las 4:46 pm PDT (23:46 UTC ). Las señales de radio recibidas a las 4:53:44 pm PDT ^[72] confirmaron que Phoenix había sobrevivido a su difícil descenso y aterrizó 15 minutos antes, completando así un vuelo de 680 millones de km (422 millones de millas) desde la Tierra. ^[73]

Por razones desconocidas, el paracaídas se desplegó unos 7 segundos más tarde de lo esperado, lo que llevó a una posición de aterrizaje a unos 25-28 km (16-17 mi) al este, cerca del borde de la elipse de aterrizaje del 99% prevista . La cámara del Experimento Científico de Imágenes de Alta Resolución (HiRISE) de Mars Reconnaissance Orbiter fotografió a Phoenix suspendida de su paracaídas durante su descenso a través de la atmósfera marciana. Esta fue la primera vez que una nave espacial fotografió a otra en el acto de aterrizar en un planeta ^{[74] [75]} (la Luna no es un planeta, sino un satélite ). La misma cámara también fotografió a Phoenix en la superficie con suficiente resolución para distinguir el módulo de aterrizaje y sus dos conjuntos de células solares. Los controladores de tierra utilizaron datos de seguimiento Doppler de Odyssey y Mars Reconnaissance Orbiter para determinar la ubicación precisa del módulo de aterrizaje como 68°13′08″N 234°15′03″E / 68.218830, -234.250778 . ^{[76] [77]}

Phoenix aterrizó en el Valle Verde de Vastitas Borealis el 25 de mayo de 2008, ^[78] a finales de la primavera del hemisferio norte marciano ( L _s = 76,73), donde el Sol brilló en sus paneles solares durante todo el día marciano. ^[79] En el solsticio de verano del norte marciano (25 de junio de 2008), el Sol apareció en su elevación máxima de 47,0 grados. Phoenix experimentó su primera puesta de sol a principios de septiembre de 2008. ^[79]

El aterrizaje se realizó en una superficie plana, con el módulo de aterrizaje reportando solo 0,3 grados de inclinación. Justo antes del aterrizaje, la nave utilizó sus propulsores para orientar sus paneles solares a lo largo de un eje este-oeste para maximizar la generación de energía. El módulo de aterrizaje esperó 15 minutos antes de abrir sus paneles solares, para permitir que el polvo se asentara. Las primeras imágenes del módulo de aterrizaje estuvieron disponibles alrededor de las 7:00 pm PDT (2008-05-26 02:00 UTC). ^[80] Las imágenes muestran una superficie sembrada de guijarros y cortada con pequeños canales en polígonos de unos 5 m (16 pies) de ancho y 10 cm (3,9 pulgadas) de alto, con la ausencia esperada de grandes rocas y colinas.

Al igual que la nave espacial Viking de la década de 1970, Phoenix utilizó retrocohetes para su descenso final. ^[81] Los experimentos realizados por Nilton Renno, coinvestigador de la misión de la Universidad de Michigan, y sus estudiantes han investigado cuánto polvo de la superficie se levantaría al aterrizar. ^[82] Los investigadores de la Universidad de Tufts, dirigidos por el coinvestigador Sam Kounaves, llevaron a cabo experimentos adicionales en profundidad para identificar el alcance de la contaminación de amoníaco del propulsor de hidracina y sus posibles efectos en los experimentos químicos. En 2007, un informe a la Sociedad Astronómica Estadounidense por el profesor de la Universidad Estatal de Washington Dirk Schulze-Makuch, sugirió que Marte podría albergar formas de vida basadas en peróxido que los módulos de aterrizaje Viking no pudieron detectar debido a la química inesperada. ^[83] La hipótesis se propuso mucho después de que se pudieran realizar modificaciones a Phoenix . Uno de los investigadores de la misión Phoenix , el astrobiólogo de la NASA Chris McKay , afirmó que el informe "despertó su interés" y que se buscarían formas de probar la hipótesis con los instrumentos de Phoenix .

El primer movimiento del brazo robótico se retrasó un día, ya que el 27 de mayo de 2008 no se transmitieron las órdenes de la Tierra al módulo de aterrizaje Phoenix en Marte. Las órdenes se enviaron al Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA como estaba previsto, pero el sistema de radio UHF Electra del orbitador para transmitir órdenes al Phoenix se apagó temporalmente. Sin nuevas órdenes, el módulo de aterrizaje llevó a cabo una serie de actividades de respaldo. El 27 de mayo, el Mars Reconnaissance Orbiter transmitió imágenes y otra información de esas actividades a la Tierra.

El brazo robótico fue una parte fundamental de la misión Phoenix a Marte. El 28 de mayo, los científicos que dirigían la misión enviaron comandos para desplegar el brazo robótico y tomar más imágenes del lugar de aterrizaje. Las imágenes revelaron que la nave espacial aterrizó en un lugar donde pudo excavar un polígono a lo largo del canal y llegar hasta su centro. ^[84]

El brazo robótico del módulo de aterrizaje tocó el suelo marciano por primera vez el 31 de mayo de 2008 (sol 6). Recogió tierra y comenzó a tomar muestras del suelo marciano en busca de hielo después de días de probar sus sistemas. ^[85]

Las grietas poligonales en la zona de aterrizaje se habían observado previamente desde la órbita y son similares a los patrones observados en las áreas de permafrost en las regiones polares y de gran altitud de la Tierra . ^{[86] La cámara del brazo robótico} de Phoenix tomó una imagen debajo del módulo de aterrizaje en el sol 5 que muestra parches de una superficie lisa y brillante descubierta cuando el escape del propulsor voló sobre el suelo suelto superpuesto. ^[87] Más tarde se demostró que era hielo de agua. ^{[88] [89]}

El 19 de junio de 2008 (sol 24), la NASA anunció que en la fosa "Dodo-Ricitos de Oro" excavada por el brazo robótico se habían vaporizado en el transcurso de cuatro días grumos de material brillante del tamaño de un dado , lo que implicaba firmemente que estaban compuestos de hielo de agua que se sublimó tras la exposición. Si bien el hielo seco también sublima, en las condiciones actuales lo haría a un ritmo mucho más rápido que el observado. ^{[90] [91] [92]}

El 31 de julio de 2008 (sol 65), la NASA anunció que la sonda Phoenix había confirmado la presencia de hielo de agua en Marte, tal como había predicho en 2002 la sonda Mars Odyssey . Durante el ciclo inicial de calentamiento de una nueva muestra, el espectrómetro de masas de TEGA detectó vapor de agua cuando la temperatura de la muestra alcanzó los 0 °C. ^[93] El agua líquida no puede existir en la superficie de Marte con su actual baja presión atmosférica, excepto en las elevaciones más bajas durante períodos cortos. ^{[94] [95]}

Con Phoenix en buenas condiciones de funcionamiento, la NASA anunció la financiación operativa hasta el 30 de septiembre de 2008 (sol 125). El equipo científico trabajó para determinar si el hielo de agua se descongela lo suficiente como para estar disponible para los procesos vitales y si hay sustancias químicas que contienen carbono y otras materias primas para la vida.

Además, durante 2008 y principios de 2009 surgió un debate dentro de la NASA sobre la presencia de "manchas" que aparecieron en las fotos de los puntales de aterrizaje del vehículo, que se han descrito de diversas formas como gotas de agua o "grumos de escarcha". ^[96] Debido a la falta de consenso dentro del proyecto científico Phoenix , el tema no se había planteado en ninguna conferencia de prensa de la NASA. ^[96]

Un científico pensó que los propulsores del módulo de aterrizaje arrojaron una bolsa de salmuera desde justo debajo de la superficie marciana sobre el puntal de aterrizaje durante el aterrizaje del vehículo. Las sales habrían absorbido entonces vapor de agua del aire, lo que habría explicado por qué parecieron crecer en tamaño durante los primeros 44 soles (días marcianos) antes de evaporarse lentamente a medida que la temperatura de Marte descendía. ^[96]

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  Las dos primeras trincheras excavadas por Phoenix en suelo marciano. La trinchera de la derecha, llamada informalmente "Baby Bear", es la fuente de las primeras muestras entregadas a bordo de la sonda TEGA y al microscopio óptico para su análisis.
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  Los grupos de material brillante en la fosa ampliada "Dodo-Goldilocks" desaparecieron en el transcurso de cuatro días, lo que implica que estaban compuestos de hielo que se sublimó después de la exposición. ^[90]
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  Versiones en color de las fotografías que muestran la sublimación del hielo, con la esquina inferior izquierda de la fosa ampliada en los recuadros de la parte superior derecha de las imágenes.

El 24 de junio de 2008 (sol 29), los científicos de la NASA lanzaron una serie de pruebas científicas. El brazo robótico recogió más tierra y la entregó a tres analizadores diferentes a bordo: un horno que la horneó y probó los gases emitidos, un generador de imágenes microscópicas y un laboratorio de química húmeda (WCL). ^[97] La ​​pala del brazo robótico del módulo de aterrizaje se colocó sobre el embudo de entrega del Laboratorio de Química Húmeda el sol 29 (el 29.º día marciano después del aterrizaje, es decir, el 24 de junio de 2008). La tierra se transfirió al instrumento el sol 30 (25 de junio de 2008) y Phoenix realizó las primeras pruebas de química húmeda. El sol 31 (26 de junio de 2008) Phoenix devolvió los resultados de la prueba de química húmeda con información sobre las sales en el suelo y su acidez. El laboratorio de química húmeda (WCL) ^[98] era parte del conjunto de herramientas denominado Analizador de Microscopía, Electroquímica y Conductividad (MECA). ^[99]

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  Imagen de la huella del fénix , tomada más de 15 minutos después del aterrizaje para garantizar que todo el polvo levantado se hubiera asentado.
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  Una de las primeras imágenes de la superficie de Phoenix .
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  Vista debajo del módulo de aterrizaje hacia la plataforma de apoyo sur, que muestra exposiciones irregulares de una superficie brillante, posiblemente hielo. ^[88]

Panorama de rocas cerca del Phoenix Lander (25 de mayo de 2008).

Panorama de rocas cerca del Phoenix Lander (19 de agosto de 2008).

Panorama de 360 ​​grados elaborado a partir de imágenes tomadas en los soles 1 y 3 después del aterrizaje. La parte superior se ha estirado verticalmente por un factor de 8 para resaltar los detalles. Visibles cerca del horizonte a máxima resolución son la carcasa trasera y el paracaídas (una mancha brillante sobre el borde derecho del panel solar izquierdo , a unos 300 m (980 pies) de distancia) y el escudo térmico y su marca de rebote (dos rayas oscuras de extremo a extremo sobre el centro del panel solar izquierdo, a unos 150 m (490 pies) de distancia); en el horizonte, a la izquierda del mástil meteorológico, hay un cráter.

El módulo de aterrizaje alimentado con energía solar funcionó dos meses más que su misión principal de tres meses. El módulo de aterrizaje fue diseñado para durar 90 días, y había estado funcionando con tiempo extra desde el final exitoso de su misión principal en agosto de 2008. ^{[8] [101]} El 28 de octubre de 2008 (sol 152), el módulo de aterrizaje entró en modo seguro debido a las limitaciones de energía basadas en la cantidad insuficiente de luz solar que llegaba al módulo de aterrizaje, ^[102] como se esperaba en esta época del año. Se decidió entonces apagar los cuatro calentadores que mantienen caliente el equipo, y al sacar el módulo de aterrizaje del modo seguro , se enviaron comandos para apagar dos de los calentadores en lugar de solo uno como se planeó originalmente para el primer paso. Los calentadores involucrados proporcionan calor al brazo robótico, al instrumento TEGA y a una unidad pirotécnica en el módulo de aterrizaje que no se usaron desde el aterrizaje, por lo que estos tres instrumentos también se apagaron.

El 10 de noviembre, el Centro de Control de la Misión Phoenix informó de la pérdida de contacto con el módulo de aterrizaje Phoenix ; la última señal se recibió el 2 de noviembre. ^[103] La desaparición de la nave se produjo como resultado de una tormenta de polvo que redujo aún más la generación de energía. ^[104] Si bien el trabajo de la nave espacial terminó, el análisis de los datos de los instrumentos estaba en sus primeras etapas.

Aunque no fue diseñado para sobrevivir al gélido invierno marciano, el modo seguro de la nave espacial mantuvo abierta la opción de restablecer las comunicaciones si el módulo de aterrizaje pudiera recargar sus baterías durante la próxima primavera marciana. ^[105] Sin embargo, su lugar de aterrizaje está en un área que suele ser parte de la capa de hielo del polo norte durante el invierno marciano, y se vio al módulo de aterrizaje desde la órbita envuelto en hielo seco . ^[106] Se estima que, en su punto máximo, la capa de hielo de CO2 _en las proximidades del módulo de aterrizaje totalizaría unos 30 gramos/cm2 ^, lo que es suficiente para formar una densa placa de hielo seco de al menos 19 cm (7,5 pulgadas) de espesor. ^[107] Se consideró poco probable que la nave espacial pudiera soportar estas condiciones, ya que sus frágiles paneles solares probablemente se romperían con tanto peso. ^{[107] [108]}

Los científicos intentaron establecer contacto con Phoenix a partir del 18 de enero de 2010 (sol -835), pero no tuvieron éxito. Otros intentos en febrero y abril tampoco lograron captar ninguna señal del módulo de aterrizaje. ^{[105] [106] [109] [110]} El director del proyecto, Barry Goldstein, anunció el 24 de mayo de 2010 que el proyecto se daba por finalizado formalmente. Las imágenes del Mars Reconnaissance Orbiter mostraron que sus paneles solares aparentemente estaban dañados irremediablemente por el peso de la acumulación de hielo seco, lo que provocó que se desprendieran de la nave y cayeran al suelo durante el invierno marciano. ^{[111] [112]}

A diferencia de otros lugares visitados en Marte con módulos de aterrizaje ( Viking y Pathfinder ), casi todas las rocas cerca de Phoenix son pequeñas. Hasta donde alcanza la vista de la cámara, el terreno es plano, pero tiene forma de polígonos de entre 2 y 3 m (6,6 y 9,8 pies) de diámetro y están delimitados por depresiones de entre 20 y 50 cm (7,9 y 19,7 pulgadas) de profundidad. Estas formas se deben a que el hielo en el suelo se expande y se contrae debido a los grandes cambios de temperatura. El microscopio mostró que el suelo sobre los polígonos está compuesto de partículas planas (probablemente un tipo de arcilla) y partículas redondeadas. Además, a diferencia de otros lugares visitados en Marte, el sitio no tiene ondulaciones ni dunas. ^[88] El hielo está presente a unos pocos centímetros por debajo de la superficie en el medio de los polígonos y, a lo largo de sus bordes, el hielo tiene al menos 20 cm (8 pulgadas) de profundidad. Cuando el hielo se expone a la atmósfera marciana, se sublima lentamente . ^[113] Se observaron algunos remolinos de polvo .

Se observó nieve cayendo de nubes cirros. Las nubes se formaron a un nivel en la atmósfera que estaba alrededor de -65 °C (-85 °F), por lo que las nubes tendrían que estar compuestas de hielo de agua, en lugar de hielo de dióxido de carbono (hielo seco) porque, a la baja presión de la atmósfera marciana, la temperatura para la formación de hielo de dióxido de carbono es mucho más baja, menos de -120 °C (-184 °F). Ahora se cree que el hielo de agua (nieve) se habría acumulado más tarde en el año en este lugar. ^[114] Esto representa un hito en la comprensión del clima marciano. Las velocidades del viento oscilaron entre 11 y 58 km/h (6,8 a 36,0 mph). La velocidad media habitual era de 36 km/h (22 mph). Estas velocidades parecen altas, pero la atmósfera de Marte es muy delgada (menos del 1% de la de la Tierra) y, por lo tanto, no ejerció mucha fuerza sobre la nave espacial. La temperatura más alta medida durante la misión fue de -19,6 °C (-3,3 °F), mientras que la más fría fue de -97,7 °C (-143,9 °F). ^[62]

La interpretación de los datos transmitidos desde la nave fue publicada en la revista Science . Según los datos revisados ​​por pares, se ha confirmado la presencia de hielo de agua y que el sitio tuvo un clima más húmedo y cálido en el pasado reciente. El hallazgo de carbonato de calcio en el suelo marciano lleva a los científicos a pensar que el sitio había sido húmedo en el pasado geológico. Durante los ciclos diurnos estacionales o de períodos más largos, el agua puede haber estado presente en forma de películas delgadas. La inclinación u oblicuidad de Marte cambia mucho más que la de la Tierra; por lo tanto, es probable que haya períodos de mayor humedad. ^[115]

Los resultados de la química mostraron que la superficie del suelo era moderadamente alcalina , con un pH de 7,7 ± 0,5. ^{[53] [116]} El nivel general de salinidad es modesto. El análisis de TEGA de su primera muestra de suelo indicó la presencia de agua ligada y CO2 _que se liberaron durante el ciclo de calentamiento final (la temperatura más alta, 1000 °C). ^[117]

Los elementos detectados y medidos en las muestras son cloruro, bicarbonato , magnesio , sodio , potasio , calcio y sulfato . ^[116] Análisis de datos adicionales indicaron que el suelo contiene sulfato soluble (SO ₄ ^2- ) en un mínimo de 1,1% y proporcionaron una formulación refinada del suelo. ^[116]

El análisis del WCL de Phoenix también mostró que el Ca(ClO ₄ ) ₂ en el suelo no ha interactuado con agua líquida de ninguna forma, tal vez durante 600 millones de años. Si lo hubiera hecho, el Ca(ClO ₄ ) ₂ altamente soluble en contacto con agua líquida habría formado solo CaSO ₄ . Esto sugiere un entorno severamente árido, con mínima o ninguna interacción con agua líquida. ^[118] El nivel de pH y salinidad se consideraron benignos desde el punto de vista de la biología.

Perclorato

El 1 de agosto de 2008, Aviation Week informó que " la Casa Blanca ha sido alertada por la NASA sobre los planes de hacer pronto un anuncio sobre importantes nuevos descubrimientos del módulo de aterrizaje Phoenix relacionados con el "potencial de vida" en Marte, según informaron los científicos a Aviation Week & Space Technology " . ^[119] Esto condujo a una moderada especulación de los medios sobre si se había descubierto alguna evidencia de vida pasada o presente. ^{[120] [121] [122]} Para calmar la especulación, la NASA publicó los hallazgos preliminares que indicaban que el suelo de Marte contiene perclorato ( ClO
₄) y por lo tanto puede no ser tan amigable con la vida como se pensaba anteriormente. ^{[123] [124]} La presencia de casi 0,5% de percloratos en el suelo fue un hallazgo inesperado con amplias implicaciones. ^[98]

Una investigación de laboratorio publicada en julio de 2017 demostró que cuando se irradian con un flujo UV marciano simulado, los percloratos se vuelven bactericidas. ^[125] Otros dos compuestos de la superficie marciana, los óxidos de hierro y el peróxido de hidrógeno , actúan en sinergia con los percloratos irradiados para provocar un aumento de 10,8 veces en la muerte celular en comparación con las células expuestas a la radiación UV después de 60 segundos de exposición. ^[125] También se encontró que los silicatos desgastados (cuarzo y basalto) conducen a la formación de especies reactivas de oxígeno tóxicas . ^[126] Los resultados dejan abierta la cuestión de la presencia de compuestos orgánicos, ya que calentar las muestras que contienen perclorato habría descompuesto cualquier compuesto orgánico presente. ^[127] Sin embargo, en el subsuelo frío de Marte, que proporciona una protección sustancial contra la radiación UV, los organismos halotolerantes podrían sobrevivir a concentraciones aumentadas de perclorato mediante adaptaciones fisiológicas similares a las observadas en la levadura Debaryomyces hansenii expuesta en experimentos de laboratorio a concentraciones crecientes de NaClO ₄ . ^[128]

El perclorato (ClO _{4 ) es un} oxidante fuerte , por lo que tiene el potencial de ser utilizado como combustible para cohetes y como fuente de oxígeno para futuras misiones. ^[129] Además, cuando se mezcla con agua, el perclorato puede reducir en gran medida el punto de congelación del agua, de manera similar a cómo se aplica sal a las carreteras para derretir el hielo. Por lo tanto, el perclorato puede estar permitiendo que se formen pequeñas cantidades de agua líquida en la superficie de Marte hoy. Los barrancos , que son comunes en ciertas áreas de Marte, pueden haberse formado a partir del perclorato que derrite el hielo y hace que el agua erosione el suelo en pendientes pronunciadas. ^[130] También se han detectado percloratos en el lugar de aterrizaje del rover Curiosity , más cerca de Marte ecuatorial, y en el meteorito marciano EETA79001, ^[131] lo que sugiere una "distribución global de estas sales". ^{[132] Es probable que solo} los compuestos orgánicos altamente refractarios y/o bien protegidos se conserven en el subsuelo congelado. ^[131] Por lo tanto, el instrumento MOMA que se planea que vuele en el explorador ExoMars en 2022 empleará un método que no se ve afectado por la presencia de percloratos para detectar y medir la materia orgánica del subsuelo. ^[133]

Adjunto a la cubierta del módulo de aterrizaje (junto a la bandera de los EE. UU.) hay un DVD especial compilado por The Planetary Society . El disco contiene Visiones de Marte, una colección multimedia de literatura y arte sobre el Planeta Rojo. Las obras incluyen el texto de la novela de HG Wells de 1897 La guerra de los mundos (y la transmisión de radio de 1938 de Orson Welles ), el libro de Percival Lowell de 1908 Marte como la morada de la vida con un mapa de sus canales propuestos , la novela de Ray Bradbury de 1950 Crónicas marcianas y la novela Marte verde de Kim Stanley Robinson de 1993. También hay mensajes dirigidos directamente a futuros visitantes o colonos marcianos de, entre otros, Carl Sagan y Arthur C. Clarke . En 2006, The Planetary Society recopiló un cuarto de millón de nombres enviados a través de Internet y los colocó en el disco, que afirma, en el frente, ser "la primera biblioteca en Marte". ^[134] Este DVD está hecho de un vidrio de sílice especial diseñado para soportar el entorno marciano y permanecer cientos (si no miles) de años en la superficie mientras espera que lo recuperen futuros exploradores. Su concepto es similar al del Disco de Oro de la Voyager que se envió en las misiones Voyager 1 y Voyager 2 .

El texto justo debajo del centro del disco dice:

Este archivo, proporcionado a la misión Phoenix de la NASA por The Planetary Society, contiene literatura y arte (Visiones de Marte), saludos de visionarios de Marte de nuestros días y nombres de terrícolas del siglo XXI que querían enviar sus nombres a Marte. Este DVD-ROM está diseñado para ser leído en computadoras personales en 2007. La información se almacena en una ranura en espiral en el disco. Un rayo láser puede escanear la ranura cuando está metalizada o se puede utilizar un microscopio. Las protuberancias y los agujeros muy pequeños representan los ceros y unos de la información digital. La ranura tiene aproximadamente 0,74 micrómetros de ancho. Para obtener más información, consulte el documento de normas ECMA-268 (disco DVD de solo lectura de 80 mm). ^[135]

Se supone que una versión anterior en CD fue enviada con la nave espacial rusa Mars 94 , destinada a aterrizar en Marte en el otoño de 1995. ^[136]

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