Hoy la NASA ha lanzado con éxito Perseverance, su cuarto gran rover o vehículo de exploración espacial en Marte y la misión número 46 que la humanidad envía al planeta rojo para seguir desentrañando sus misterios. Por primera vez en la historia, lleva acoplado un pequeño dron, Ingenuity,  equipado con su propia cámara y dos micrófonos. En unos meses, podríamos estar viendo la primera fotografía del planeta rojo capturada desde una aeronave.

Ingenuity. Fuente: NASA

Marte es un planeta observado desde la antigüedad. Identificable a simple vista, es probable que los hombres de las cavernas ya supiesen de su existencia y que las primeras civilizaciones ya conociesen este astro y estudiasen sus movimientos.

Puesto que las civilizaciones antiguas ya conocían el complejo movimiento de Marte en el cielo y dado que es imposible observar detalles en su superficie sin instrumental especializado, poco o nada se supó sobre Marte durante los primeros 1600 años d.C. Esto cambiaría con la aparición del primer telescopio. En 1609, Galileo Galilei diseña y construye el primer telescopio con utilidad astronómica y comienza a utilizarlo para estudiar los planetas. Sus registros muestran que empezó a observar Marte en el año 1610, pero con un instrumento tan primitivo como el suyo, no logró hacer grandes descubrimientos. Con el paso de los años se construyeron mejores instrumentos y otros astrónomos se aventuraron a observar el planeta e identificar elementos en su superficie. En 1644, Daniello Bartoli afirmó haber distinguido dos manchas oscuras; en 1651, 1653 y 1655, Giovanni Battista Riccioli y Francesco Maria Grimaldi advirtieron zonas de distinta reflectividad (albedo) y en 1659, Christiaan Huygens dejo constancia de dos regiones que posteriormente serían identificadas como el “Syrtis Major Planum” y uno de los casquetes polares. Huygens fue además el primero en dejar un registro visual de su observación y sus esquemas pasarían a la historia como los primeros garabatos de Marte.

Tras estos precedentes, docenas de astrónomos continuaron observando el planeta con mejores telescopios. Poco a poco se identificaron nuevos elementos en su superficie y se descubrieron distintos fenómenos que afectaban a la apariencia del planeta, como las tormentas de arena globales o el avance y retroceso estacional de los casquetes polares. Muchos de los astrónomos que observaban el planeta siguieron el ejemplo de Huygens y dejaron sus propios registros visuales, pudiendo recopilarse hoy toda una colección de garabatos y dibujos del planeta rojo datados en los siglos XVII, XVIII, XIX y XX.

De izquierda a derecha y de arriba a abajo, ilustraciones del planeta Marte creadas por: Christiaan Huygens en 1659, Giovanni Cassini en 1666, Giacomo Maraldi en 1719, William Herschel en 1783, Johann von Mädler y Guillaume Beer en 1840, Warren De la Rue en 1856, Leopold Trouvelot en 1877, Nathaniel Everett Green en 1877 y Camille Flammarion en 1884.

A medida que mejoraban los telescopios y se distinguían nuevos elementos en la superficie del planeta, las técnicas de dibujo también evolucionaban y los astrónomos ponían más esfuerzo en sus representaciones, que pasaron de ser rápidos bosquejos a auténticas obras de arte. Quizás destaca especialmente la de Leopold Trouvelot. Leopold era artista además de astrónomo. Sus ilustraciones astronómicas son sorprendentemente fieles a la realidad y cautivadoras. Antes de la popularización de la astrofotografía, su obra ya transmitía al público lo que un astrónomo percibe en sus noches de observación.

Encontrándose ya la historia del arte de Marte a las puertas del s. XX, se podría pensar que la costumbre de imaginar leyendas a partir de las observaciones astronómicas había quedado atrás. En 1877, Giovanni Schiaparelli observó el planeta Marte y publicó sus dibujos como parte de la investigación que estaba llevando a cabo. En ellos, la superficie del planeta se ve poblada por varios elementos largos y estrechos que él llamo “canali”. A lo largo de su carrera, Schiaparelli continuó observando el planeta y llegó a identificar y nombrar muchas de estas estructuras. Influenciado por el trabajo de Schiaparelli, el astrónomo estadounidense Percival Lowell financió y construyo su propio observatorio en Arizona con el objetivo de estudiar en detalle estos “canales”. Lowell no solo observó las mismas estructuras que Schiaparelli en el planeta, sino que además se convenció a si mismo de que eran construcciones artificiales, canales de irrigación ideados por una civilización superior para transportar el agua de los casquetes polares hacia los desiertos del planeta. Si bien muchos astrónomos discutían la existencia de estos canales, otros muchos los identificaron en sus propias observaciones independientes. Aunque hoy en día parezca inverosímil, en aquella época, las afirmaciones de Lowell causaron gran impacto en el público, alcanzando la portada de periódicos de tirada nacional como el New York Times y dejando huella en la cultura popular. De hecho, la historia de los canales de Lowell fue en parte la responsable del auge de la ciencia ficción. Inspirados por las teorías de Lowell, cientos de autores escribieron obras ambientadas en el planeta rojo. “Two Planets” (Kurd Lasswitz, 1897), por ejemplo, cuenta la historia de varios exploradores que encuentran una base marciana en el polo norte terrestre. Los marcianos, amistosos en un principio, llevan algunos de ellos a visitar su planeta, repleto de canales artificiales.

Ilustraciones Marte en las que pueden identificarse los “canali” de Schiaparelli y Lowell.
Fila superior, Giovanni Schiaparelli entre 1878 y 1888; fila inferior, Percival Lowell entorno a 1894.

Los canales no eran reales. En 1909, con un telescopio de 83 cm y bajo unas condiciones de observación excepcionales, Eugène Antoniadi advirtió que los canales se resolvían en varias estructuras independientes dispersas por la superficie del planeta. Varios estudios probaron que, en efecto, el ojo humano interpreta erróneamente como líneas rectas una sucesión de pequeñas manchas difusas alineadas y vistas desde una gran distancia. No obstante, la creencia de que en Marte existía una civilización avanzada estaba largo extendida en nuestra cultura, y a pesar de las evidencias científicas, esta tardaría en desaparecer. Cuando en 1938 Orson Welles narró en la radio una adaptación de “La Guerra de los Mundos” (George Wells, 1898), muchos estadounidenses creyeron realmente que los marcianos estaban atacando la Tierra y entraron en pánico, huyendo de la supuesta invasión. Con el paso de los años, la teoría de los canales marcianos desaparecería por completo y la idea de una posible invasión abandonó los temores de la población.

“A city on Mars”, por Frank R. Paul. Una de las muchas ilustraciones que inundaron las revisas durante el boom de la ciencia ficción en la primera mitad del siglo pasado.

Entre tanto, la fotografía había estado recorriendo su propia historia de forma independiente. En torno a 1816, Nicéphore Niépce desarrolla un procedimiento para capturar imágenes (negativos) en un papel bañado con cloruro de plata. Había inventado la fotografía. En 1822, ya dominaba un nuevo procedimiento que le permitía crear imágenes directamente en positivo y permanentes (las anteriores se velaban con el tiempo). Consistía en untar placas en betún y aceite de lavanda y así dio a conocer la fotografía al mundo. Niépce se convertía en el primero de una larga sucesión de químicos que comenzaron a inventar y patentar nuevas y mejores técnicas para capturar la realidad de forma más cómoda y rápida.

La fotografía, popular entre los científicos contemporáneos, no tardó en encontrarse con la astronomía. En 1829, Louis Daguerre inventa el daguerrotipo, una de las técnicas fotográficas más exitosas y extendidas de la época y se convertiría en el primer astrofotógrafo de la historia al intentar obtener un daguerrotipo de la Luna. Daguerre, calculó mal el tiempo de exposición y quemó su imagen por completo, pero apenas un año después, William Draper, tomaría la primera foto de la Luna en la que podían apreciarse algunos detalles de la superficie del satélite.

Daguerrotipo de la Luna tomado en 1840 por William Draper.
Fuente: Prof. Baryd Still, NYU Archives

Aunque mucho más grandes, los planetas se encuentran a una gran distancia de la Tierra y su tamaño aparente en el cielo es mucho menor que el de la Luna. Es por esto que las fotografías planetarias permanecieron varios años a la espera. La primera, un daguerrotipo tomado en 1951 por John Adams Whipple, la protagonizó Júpiter. No mucho después, el daguerrotipo se abandonó en favor del más eficiente procedimiento de colodión húmedo. Con este nuevo proceso, Whipple mejoró sus resultados capturando de nuevo Júpiter en 1957. Warren de la Rue retrataría Saturno pocos meses después.

Las primeras fotografías de Marte de las que se tiene constancia las realizó Asaph Hall en 1875. Estas, supusieron el primero de los tres grandes hitos en lo que a fotografía de Marte se refiere. Igual que sucedió con la Luna años atrás, las primeras imágenes fueron poco relevantes por no mostrar ningún detalle de la superficie del cuerpo celeste. Habitualmente, se consideran las fotografías de Benjamin Apthor de 1879 como las primeras en presentar algún detalle apreciable. En cualquier caso, ninguna de estas imágenes ha sido digitalizada o, si lo ha sido, dichos archivos no son de acceso público. La imagen accesible más antigua del planeta Marte es la tomada por Edward S. Holden en 1888. Tras procesarla, en ella pueden apreciarse regiones de distinto albedo.

Tempranas imágenes del planeta Marte.
De izquierda a derecha: (1) imagen por Edward S. Holden en 1888 (restaurada y realzada por Ted Stryk y Alejandro Romar), (2) imagen tomada con el telescopio de 60’’ del Mount Wilson Observatory en 1905 y (3) imagen por Robert Leighton en 1956 con el mismo telescopio que la anterior.  
Fuente: “Catchers of the Light” por Stefan Hughes

Como siempre sucede con los pioneros, otros astrónomos siguieron a estos, y durante 90 años hasta 1965, se tomaron cientos de fotografías de Marte a través de telescopios. En los años posteriores se continuaría fotografiando a Marte desde distintos observatorios, pero estas imágenes pasaron a segundo plano después de que en 1965 se alcanzase un segundo gran hito que daría lugar a toda una nueva línea de fotografía marciana en la era de la exploración espacial.

Recordemos que, tras el fin de la Segunda Guerra Mundial, la patente tensión entre los Estados Unidos y la Unión Soviética se materializó en la conocida como Guerra Fría. Oriente y occidente rivalizaban por alcanzar hitos históricos, siendo uno de ellos la “conquista” del espacio. En 1957, la Unión Soviética fue la primera en alcanzar un logro destacable en la Carrera Espacial al poner en órbita el Sputnik 1, el primer satélite artificial. A ésta, la siguieron otras muchas “primeras veces” que marcaron la indiscutible superioridad de la URSS. Como respuesta, el presidente americano JFK potenció el programa Apollo de la NASA, que en 1969 llevaría los primeros humanos a la Luna. Entre tanto y con un presupuesto mucho más reducido, la NASA estaba probando nuevas tecnologías con el programa Mariner de sondas espaciales. La Mariner 1 fue destruida poco después de despegar, pero la Mariner 2 se convertiría en el primer objeto fabricado por el ser humano en sobrevolar un planeta distinto a la Tierra (Venus) y retransmitir datos desde allí. La Mariner 3 se quedó sin energía pocas horas tras el despegue, pero la Mariner 4 fue de nuevo un éxito rotundo y es esta precisamente la misión relevante para nuestra historia.

Sonda espacial Mariner 4
Fuente: NASA

En noviembre de 1964, la NASA lanzaba la Mariner 4 con destino a Marte. Tras varias maniobras para corregir el rumbo y algún que otro susto, la sonda se acercó a las vecindades del planeta en julio de 1965 y su cámara comenzó a funcionar. Hasta entonces, en sus misiones a la Luna, la NASA retransmitía imágenes mediante un sistema de televisión, muy similar a los utilizados en Tierra, pero algo más potente. Estando Marte a una distancia mínima de noventa millones de kilómetros, aquel sistema no iba a funcionar por muy potente que fuese la señal, de modo que los ingenieros de la NASA se vieron obligados a buscar un sistema alternativo algo más complejo. Su solución pasó por implantar una cinta de grabación magnética. Aunque de aplicación compleja, la idea de funcionamiento era sencilla: la cámara tomaría imágenes del mismo modo que cualquier otra cámara de televisión en los sesenta, de forma analógica, pero en vez de transmitirlas en directo como venía siendo habitual, las imágenes se transformarían en una señal digital. Durante el proceso de fotografiado, que duraba poco más de un minuto por toma, la Mariner 4 digitalizaba la captura en tiempo real y guardaba las imágenes, transformadas en una serie de números, en la cinta magnética. Terminada la sesión fotográfica, que duró unos 25 minutos y durante la cual se guardaron 21 imágenes, la Mariner se tomaba su tiempo (unas diez horas) para enviar cada imagen, número a número, a las antenas en Tierra.

Podría parecer que con esto termina la odisea, llegada la señal a los ordenadores de la NASA, estos la interpretarían y los operadores podrían visualizarla en sus pantallas. Hoy en día esto habría sido así, pero los ordenadores de antaño no eran capaces de tales hazañas, al menos no en un intervalo de tiempo razonable. Mientras a máxima potencia las computadoras trataban de procesar la primera de las imágenes, los operarios, impacientes, buscaron la manera de ver, por primera vez, la que sería la primera imagen de otro planeta capturada desde el espacio. En parte por su impaciencia y en parte para comprobar el correcto funcionamiento de la cámara, el control de misión solicitó imprimir en estrechas tiras de papel cada columna de la imagen, con el valor de cada “pixel” representado por un número. Pegando todas las tiras una junto a otra, se construía la imagen gigante formada por miles de cifras. Como aquellas actividades infantiles de “colorear por números”. Los trabajadores se acercaron a la tienda más cercana para comprar unas pinturas pastel y fueron pintando, a mano, cada número con su color correspondiente. Es así como la que fue la primera imagen digital transmitida desde el espacio y la primera imagen que mostraba la superficie de Marte de cerca, se convirtió, sin quererlo, en una pintura al pastel.

Fotografías de Marte tomadas por la Mariner 4.
En la primera fila, de izquierda a derecha: (1) La primera imagen capturada por la Mariner 4 pintada a mano, número a número, (2) Empleado de la NASA coloreando las columnas de “pixels” que conformaban la imagen preliminar y (3) la misma imagen en su versión definitiva, procesada por ordenador. En la imagen definitiva (rotada 180º con respecto a las coloreadas), se aprecia la superficie del planeta (mitad brillante inferior) y el oscuro del espacio (mitad oscura superior), en la interfase entre espacio y planeta se aprecian algunas nubes en la tenue atmósfera marciana. En la segunda fila, cuatro imágenes posteriores de la misma sesión fotográfica, tomadas minutos después y retransmitidas a la Tierra a lo largo de los próximos días.
Fuente: Mariner 4, NASA.

La primera imagen no mostraba muchos detalles en la superficie del planeta, pero en las capturadas poco después sí podían identificarse numerosos cráteres sobre los desiertos de Marte y con ellas se abría la veda para fotografiar el planeta rojo desde su vecindad. Tras la Mariner 4, fueron la 6, 7 y 9 además de seis misiones “Mars” soviéticas.

El último gran hito en fotografía de Marte, lo marcó la americana Viking 1 en 1976. Tras cinco intentos fallidos de la URSS, la Viking 1 fue la primera sonda espacial que conseguía aterrizar suavemente sobre la superficie de Marte y retransmitir datos desde allí. La primera imagen enviada por la Viking 1 tras su aterrizaje se convirtió al instante en la primera imagen tomada desde la superficie del planeta. En ella, se distinguen con facilidad rocas y arena no muy distintas a las de la Tierra. Con la Viking 1 (y la Viking 2, que fue lanzada pocos días después,) comenzó la actual era de fotografía marciana en la que la humanidad es ya capaz de retratar este planeta desde su propia superficie.

Imágenes de Marte tomadas por la Viking 1.
Arriba a la izquierda, la primera imagen retransmitida por la sonda tras su aterrizaje, a su derecha, la primera a color y abajo, la primera panorámica (300º).
Fuente: Viking, NASA.

Algunos departamentos de las agencias espaciales se han especializado en el desarrollo de sondas viajeras que recorren el Sistema Solar para explorar distintos cuerpos celestes, entre tanto, otra parte de los esfuerzos se ha dedicado a la construcción de satélites artificiales que no se alejan demasiado de nuestro planeta, unos pocos cientos o miles de kilómetros, y que permanecen en órbita para realizar diferentes estudios. Algunos de estos satélites son los llamados “observatorios espaciales”, similares a los observatorios astronómicos a los que estamos acostumbrados en tierra, pero adaptados para funcionar en el frío vacío del espacio. La utilidad de mandar telescopios al espacio es doble. En primer lugar, permite observar el cosmos en las longitudes de onda que la atmósfera terrestre absorbe o refleja y que por lo tanto no llegan a la superficie de nuestro planeta (como puedan ser los rayos X o la radiación ultravioleta). Por otra parte, independientemente del tipo de radiación que se observe, permite librarse de los efectos de la atmósfera, cuyas turbulencias “emborronan” todas las imágenes tomadas por los observatorios astronómicos en tierra.

El primero de los observatorios espaciales fue Cosmos 215, lanzado por la URSS en 1968 con ocho telescopios a bordo. Por su puesto, muchos le siguieron en los años sucesivos. La técnica ha evolucionado mucho desde entonces y en la actualidad estamos acostumbrados a observatorios espaciales de un único telescopio, pero mucho más grandes y duraderos que aquel primer intento. el telescopio espacial más famoso de todos es el Hubble Space Telescope (HST), conocido por ser el primero y único capaz de fotografiar los más débiles objetos de espacio profundo (nebulosas y galaxias) en el espectro visible. Es por esto que la gran mayoría de astrofotografías que pueden encontrarse en internet son obra del HST. Aprovechando las oposiciones del planeta Marte, que se suceden aproximadamente cada dos años, los operadores de la NASA han utilizado con frecuencia el HST para observar a nuestro planeta vecino. A día de hoy, estas imágenes del Hubble son las mejores fotografías de Marte tomadas desde la Tierra y sus alrededores.

Imágenes del planeta Marte tomadas con el Telescopio Espacial Hubble en 1997. Se fijó un intervalo de varias horas entre una foto y otra, permitiendo que el planeta rotase y mostrase sus distintas caras. Fuentes: HST, NASA-ESA.

Entre tanto, el legado dejado por las Mariner fue evolucionando y las misiones de exploración que las siguieron, no solo sobrevolaron al planeta, sino que lograron insertarse en la órbita de éste, convirtiéndose en sus primeros satélites artificiales. Estos modernos satélites, equipados con numerosas cámaras de distinta distancia focal, estaban capacitados para tomar más fotografías, de mejor calidad y con encuadres mucho más variados. Gracias a ellos, en la actualidad disponemos de fotos de Marte como éstas, difíciles de distinguir de animaciones por ordenador creadas para una película de ciencia ficción.

Imágenes capturadas en las últimas décadas. A la izquierda (1), el Monte Olimpo, un volcán inactivo y la montaña más alta de todo el Sistema Solar, capturada por la misión de la ESA, Mars Express. Las tres siguientes son obra de la Mars Global Surveyor de la NASA. De izquierda a derecha: (2) Amanecer en Marte, (3) Vista completa del planeta con varias tormentas en activo y (4) Zoom-in del Polo Norte.

Al orbitar el planeta durante años (el récord actual lo ostenta Mars Odyssey, que lleva en órbita continuada desde 2001), estas misiones de larga duración tienen tiempo de sobra para mapear el planeta, tomando decenas de miles de imágenes de alta resolución para cada porción de su superficie. Proyectando estas imágenes sobre una esfera virtual, pueden reconstruirse gigantescos mosaicos digitales de áreas enormes e incluso de la superficie del planeta al completo.

Tres mosaicos de distintas regiones de Marte, cada uno constituido por más de cien imágenes individuales capturadas por los orbitadores Viking. Fuente: NASA

Algunas de las más impresionantes imágenes que hemos recibido de nuestro planeta vecino son capturas individuales, procesadas digitalmente para realzar el contraste de color y mostrar en su máximo esplendor la gran variedad de paisajes que el Sistema Solar tiene que ofrecer.

De izquierda a derecha, de arriba a abajo: Colinas en Arabia Terra; Cráter Korolev; Cráter con dunas en Acidalia Planitia; “Remolinos como de un capuccino” en el polo Sur; Cráter reciente creado sobre el hielo del invierno; estructura de terreno por capas en el cráter Gale; Cráter en una región polar; cunas en el polo Norte; Depósito de hielo por capas junto al polo Norte; Cráter Lowell; dunas sorteando la piedra; Rupes Tenuis; Dunas atrapadas en un cráter de Noachis Terra; terreno resquebrajado en Utopia Planitia; Nectaris Montes. Fuentes: MRO, NASA, ESA

El legado de los aterrizadores Viking evolucionó, y hoy en día no solo es posible posar misiones suavemente sobre la superficie de nuestro planeta vecino, si no que estas misiones son rover, vehículos autónomos capaces de recorrer la superficie del planeta estudiando todo aquello que encuentran. Además del pequeño Pathfinder (un vehículo de pruebas), a día de hoy la NASA ha posado ya tres grandes rover exploradores sobre la superficie de Marte: Spirit, Opportunity y Curiosity, este último aún operativo. Su capacidad de movimiento autónomo los ha convertido en los mejores fotógrafos que han pisado el planeta, inmortalizando paisajes a veces tan distintos y a veces tan similares a los de nuestro planeta Tierra. Como todo fotógrafo del s. XXI, los rover tienen sus propias cuentas en las redes sociales, donde, además de por sus espectaculares fotografías de paisaje, son también famosos por hacerse selfies mientras recorren el planeta.

Fotografías de Marte acompañadas por un selfie del rover que las capturó. Arriba, el Mount Sharp fotografiado por Curiosity; abajo, Spirit of St. Louis Crater fotografiado por Opportunity. Fuente: NASA



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Concepto original y edición:  Sara García-Rodríguez, Editora Jefe de Probeta Mag