¿De dónde salieron las lunas de Marte? La misión MMX a Fobos

El martes 20 de octubre, a las 4:41 de la madrugada en Japón, un cohete H3 despegó de la isla de Tanegashima. Setenta y un minutos después soltó su carga: la nave MMX (Martian Moons eXploration), de la agencia espacial japonesa JAXA, que ya va camino de Marte.

No va a posarse en Marte. Va a Fobos, la más grande de sus dos lunas. Según JAXA, llegará a Marte en 2027, pondrá un pequeño rover sobre Fobos, aterrizará, recogerá al menos 10 gramos de su suelo y volverá con ellos a la Tierra en 2031. Diez gramos: lo que pesan un par de cucharaditas de azúcar. Ninguna nave ha traído nunca nada del sistema de Marte.

Cinco años de viaje para un par de cucharaditas de polvo. Si te parece poco, piensa que ese polvo puede responder una pregunta que llevamos casi 150 años sin poder contestar:

¿De dónde salieron las lunas de Marte?

¿Qué son Fobos y Deimos?

Fobos y Deimos son dos lunas diminutas, oscuras y con forma de papa. Fobos mide 27 por 22 por 18 kilómetros, según la NASA; Deimos tiene unos 12 kilómetros de diámetro. Nuestra Luna mide 3.474. Fobos, de punta a punta, es más corto que una maratón.

Son tan pequeñas que su gravedad casi no existe. En Fobos, una persona de 70 kilogramos pesaría lo que pesa en la Tierra una pelota de golf, unos 40 gramos. Para escapar de su gravedad basta salir hacia arriba a unos 40 kilómetros por hora, la velocidad de un ciclista en una bajada. Imagina dar un buen salto y quedarte en el aire varios minutos. Por eso el rover de la misión, llamado IDEFIX y construido por Francia y Alemania, avanzará a pocos milímetros por segundo: allí cada empujón cuenta.

Las encontró Asaph Hall en agosto de 1877, con el telescopio de 66 centímetros del Observatorio Naval de Estados Unidos, en Washington, entonces el refractor más grande del mundo. Recibieron los nombres de los hijos de Ares, el dios griego de la guerra: Fobos, el miedo, y Deimos, el terror.

Y desde entonces nadie ha sabido explicar bien cómo llegaron ahí.

¿Por qué es tan difícil atrapar una luna?

Si miras un mapa del sistema solar, la explicación más obvia salta a la vista: eran asteroides que pasaban cerca y Marte los atrapó. El cinturón de asteroides está justo al lado, y Fobos tiene el color de muchos de ellos: casi negro, parecido a unos meteoritos ricos en carbono que llamamos condritas carbonáceas. Si parece un asteroide, quizá lo es.

El problema es que atrapar algo con la gravedad es mucho más difícil de lo que parece.

Piensa en una canica que rueda por una mesa y cruza un hoyo poco profundo. Baja, gana velocidad en el fondo, sube por el otro borde y sigue rodando por la mesa con la misma rapidez que traía. El hoyo la desvía, pero no la retiene: llegó desde afuera con energía de sobra para salir. Un asteroide que se acerca a Marte hace lo mismo. Cae hacia el planeta, gana velocidad, lo rodea y vuelve a alejarse con la misma energía con la que llegó. Es lo que hizo el cometa 3I/ATLAS con el Sol: pasó, dio la vuelta y se fue.

Para quedarse, el asteroide tiene que perder energía justo en el momento preciso. Una atmósfera marciana mucho más densa que la de hoy podría haberlo frenado, como un trapo húmedo en el fondo del hoyo frenaría la canica. Pero aun así queda otro problema. Las capturas suelen dejar órbitas alargadas e inclinadas, y las de Fobos y Deimos son casi círculos perfectos y van casi exactamente sobre el ecuador de Marte. Eso es raro para dos objetos atrapados por separado.

¿Y si salieron de un golpe contra el propio Marte?

La segunda explicación es violenta. Hace miles de millones de años, un objeto grande chocó contra Marte y lanzó al espacio una nube de roca fundida y polvo. Esos escombros quedaron girando alrededor del planeta en un disco, chocaron entre sí y se fueron juntando en lunas. Es, por cierto, la idea más aceptada para el origen de nuestra propia Luna.

Esa historia explica de inmediato las órbitas. Un disco de escombros gira en el plano del ecuador y en círculos, como el agua que da vueltas en el fondo de un lavamanos. Las lunas que nacen de él heredan esa forma.

En 2016, un equipo liderado por Pascal Rosenblatt, del Real Observatorio de Bélgica, simuló ese choque en la revista Nature Geoscience. En su modelo, a los pocos miles de años Marte tenía una decena de lunas pequeñas y una enorme cerca del planeta. En unos pocos millones de años casi todas cayeron sobre Marte, incluida la grande. Solo sobrevivieron dos: Fobos y Deimos.

Así que ya ves la contradicción. Por su color, Fobos parece un asteroide atrapado. Por su órbita, parece hija de un choque. Una de las dos pistas engaña, y desde la Tierra no podemos saber cuál.

Y hay un dato más que casi nunca sale en esta conversación, y para mí es el más bonito de todos: Fobos se está cayendo.

¿Por qué Fobos se está cayendo sobre Marte?

Fobos se acerca a Marte unos 1,8 metros por siglo, según la NASA. Dentro de unas decenas de millones de años (la NASA calcula unos 50) chocará contra el planeta o se romperá y formará un anillo alrededor de Marte, como los de Saturno. La mayoría de los estudios apuntan a lo segundo.

La causa son las mareas. Cuando una luna tira de su planeta, lo estira un poco y le levanta un abultamiento del lado que la mira (y otro en el lado opuesto). En la Tierra lo vemos en el mar, pero también ocurre en la roca. El detalle importante es que ese abultamiento no apunta exactamente hacia la luna: el planeta gira y se lo lleva un poco hacia adelante o lo deja un poco atrás.

En la Tierra, el planeta gira una vez al día y la Luna tarda casi un mes en darle la vuelta. La Tierra gira más rápido, así que arrastra el abultamiento por delante de la Luna. Ese bulto adelantado tira de la Luna hacia adelante, la empuja a una órbita más alta y la aleja 3,8 centímetros por año. Por eso el día ya no dura 24 horas exactas: la Tierra paga ese empujón frenándose.

Con Fobos pasa al revés. Está tan cerca de Marte, a unos 6.000 kilómetros de su superficie, que le da una vuelta completa en 7 horas y 39 minutos. Marte, en cambio, tarda 24 horas y 37 minutos en girar sobre sí mismo. Fobos va más rápido que el planeta que tiene debajo. Desde el suelo marciano se lo vería salir por el oeste y ponerse por el este, al revés que el Sol.

Como Fobos le gana a Marte, el abultamiento que levanta se queda atrás. Imagina que corres en una pista y alguien que trota más lento te va agarrando de la camiseta por detrás. Cada tirón te quita un poco de energía. Una luna que pierde energía no se detiene: baja a una órbita más cercana, donde, curiosamente, gira todavía más rápido. Deimos, que está más lejos y tarda unas 30 horas en dar la vuelta, va más lento que Marte y se aleja muy despacio, como nuestra Luna.

La misma física que aleja la Luna de nosotros está tirando a Fobos hacia Marte.

Y aquí está lo que me parece extraordinario. Cuando Fobos baje lo suficiente, Marte tirará de su cara cercana con bastante más fuerza que de la lejana. Esa diferencia será mayor que la débil gravedad que mantiene unido a Fobos, que según varios estudios es poco más que un montón de escombros con polvo encima. Se deshará como un puñado de arena seca cuando abres la mano. Según los cálculos de Benjamin Black y Tushar Mittal, entonces en la Universidad de California en Berkeley, publicados en 2015 en Nature Geoscience, eso ocurriría en unos 20 a 40 millones de años y el anillo duraría entre uno y cien millones de años más.

Si el modelo de Rosenblatt tiene razón, esto ya pasó antes: Marte tuvo otras lunas y se las tragó. Fobos sería simplemente la siguiente en caer. Vamos a estudiar una luna con fecha de vencimiento.

¿Qué puede decidir un puñado de polvo?

Diez gramos de Fobos pueden inclinar la balanza de dos maneras.

Si son restos de un choque contra Marte, deberían tener mucho material marciano mezclado con el del objeto que chocó, y poca agua: el calor del impacto la habría evaporado. Si Fobos es un asteroide atrapado, su polvo debería parecerse a meteoritos que ya conocemos y conservar más agua y otros compuestos que se evaporan fácil. En los laboratorios se medirán los minerales, las proporciones de isótopos (versiones de un mismo elemento con distinto peso, que funcionan como una huella digital de dónde se formó una roca) y la edad de los granos.

Y aquí viene un regalo que quizá no esperabas. Cada vez que algo grande choca contra Marte, salen disparados trozos del planeta y algunos caen en Fobos. Un equipo japonés liderado por Ryuki Hyodo calculó en 2019, en Scientific Reports, que en 10 gramos de suelo de Fobos debería haber al menos unas decenas de granos que vienen de Marte, de todas las épocas de su historia. Sin aterrizar en Marte, MMX podría traer pedacitos de Marte.

Ahora, la parte honesta, y quiero que la tengas presente. Que traigamos el polvo no garantiza la respuesta. En 2025, Jacob Kegerreis y su equipo, de la NASA y la Universidad de Durham, propusieron una tercera vía en la revista Icarus: un asteroide que pasó demasiado cerca, Marte lo despedazó con sus mareas y los trozos formaron un disco del que nacieron las lunas. Esa idea mezcla las dos: material de asteroide con órbitas de disco. Tampoco sabemos bien cómo es Fobos por dentro, y lo que se recoja en la superficie puede no representar al resto.

En mi opinión, lo más probable es que MMX descarte una de las hipótesis con claridad y deje las otras dos discutiendo un buen tiempo. Eso también es avanzar.

Qué puedes hacer tú, hoy

• Mirar a Marte en febrero. El 19 de febrero de 2027 Marte estará en oposición: alineado con la Tierra y el Sol, y visible toda la noche como un punto rojizo muy brillante. Sus lunas no se ven con telescopios caseros, pero sabrás que MMX va a mitad de camino: llega a mediados de 2027.
• Seguir la misión. JAXA publica las novedades en la página oficial de MMX, y la Agencia Espacial Europea, que pone las antenas de comunicación, también informa.
• Leer sobre el planeta. Si te quedó la curiosidad de por qué Marte es hoy un desierto frío, te lo conté en por qué Marte perdió su atmósfera.
• Guardar la fecha de 2031. La cápsula con el polvo de Fobos caerá en el desierto de Australia. Japón ya hizo eso dos veces: en 2020, la sonda Hayabusa2 trajo 5,4 gramos del asteroide Ryugu.

Angeline Stickney y el cráter que lleva su nombre

En agosto de 1877, Asaph Hall estaba a punto de rendirse. Buscaba lunas alrededor de Marte sin encontrar nada, y él mismo escribió después que la probabilidad de hallarlas le parecía muy pequeña. Quien lo animó a seguir fue su esposa, Angeline Stickney, que había sido su profesora de geometría. Siguió buscando. El 12 de agosto apareció Deimos; seis días después, Fobos.

Hoy el cráter más grande de Fobos, de unos 9 kilómetros, se llama Stickney. Es una cicatriz enorme para una luna de 27.

Me gusta esa historia porque es la del equipo de MMX contada en otra escala. Casi ciento cincuenta años después, ingenieras, ingenieros y científicos de Japón, Francia, Alemania, Estados Unidos y el resto de Europa van a pasar cinco años cuidando una nave para traer un par de cucharaditas de polvo. Nadie les garantiza la respuesta. Lo intentan porque alguien, en algún momento, les dijo «sigue buscando». Tú también puedes ser esa persona para alguien.

¿A quién conoces que necesita escuchar eso hoy?