Jorge Pla-García: "De la noche a la mañana me vi envuelto en cuatro proyectos de NASA al Planeta Rojo"

Jorge Pla-García:

La entrevista de hoy es muy especial por varios motivos. Uno de ellos es que se trata de un amigo, un buen amigo; otro es que los dos empezamos a trabajar en el Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA) prácticamente al mismo tiempo; y un tercer motivo es que viene con una exclusiva que enseguida la descubrirán. He podido comprobar cómo la carrera científica del entrevistado de hoy ha ido creciendo de manera exponencial y aunque su cabeza esté más en Marte que en nuestro planeta, sus pies están muy bien plantados en la Tierra. Hoy tengo el placer de entrevistar a Jorge Pla-García, una persona de la que aprendo.

No sé si recordarán que hace unos días hablé del despegue de la misión InSight. Jorge participa en esta misión, concretamente en el instrumento TWINS instalado en la sonda. Hablaremos de ello y de más temas interesantes. Otra cosa más: siempre he tratado “de usted” a los entrevistados. Sin embargo, hoy, y sin que sirva de precedente, lo trataré “de tú”. ¡Disfruten de la entrevista!

En primer lugar, quiero felicitarte por tu reciente paternidad y por tu reciente doctorado. Tu trayectoria ha hecho que te conviertas en uno de los mayores expertos en el conocimiento de la climatología marciana. ¿Qué es lo que más te llama la atención del clima marciano?

Muchísimas gracias. No me considero un experto porque mi carrera acaba de comenzar. Intento arrimarme y aprender lo máximo posible de las personas que mejor conocimiento tienen en el mundo sobre la atmósfera de Marte. La verdad es que formar parte del Consejo de Atmósferas de las próximas misiones de NASA a Marte ayuda mucho porque puedo aprender de los mayores expertos a nivel mundial como Scot Rafkin, Aymeric Spiga, Dan Tyler, Michael Mischna, David Kass, Stephen Lewis….

Lo que más me ha llamado la atención de la atmósfera de Marte son sus similitudes y diferencias con la atmósfera de nuestro propio planeta. Marte presenta muchos de los fenómenos meteorológicos que se producen en la Tierra como la circulación atmosférica meridional, estaciones asociadas a la oblicuidad planetaria, frentes en superficie, nubes de condensación de hielo de agua y de hielo de dióxido de carbono, circulaciones diurnas, tormentas y remolinos de polvo conocidos como dust devils, etc…

Sin embargo las diferencias con la Tierra, como la menor irradiación solar, la baja densidad atmosférica (cien veces más delgada que la terrestre), la compleja topografía y la alta variabilidad en la cantidad de aerosoles también me impresionaron y es algo que debe tenerse en cuenta a la hora de modelar numéricamente la atmósfera de Marte.

A los lectores les prometí una exclusiva. Allá va: hace unos minutos en la revista Science habéis publicado una investigación referente a Marte. ¿De qué se trata?

Este nuevo estudio presenta, por primera vez, la detección de un ciclo estacional en las concentraciones de metano marciano. Ha sido posible gracias a las medidas realizadas durante cinco años con el espectrómetro TLS-SAM (Tunable Laser Spectrometer – Sample Analysis at Mars) a bordo del rover Curiosity de la NASA, que se encuentra en el cráter Gale en Marte desde agosto de 2012.

La concentración promedio del metano de fondo en la atmósfera es muy baja, alrededor de 0,4 ppb (partes por mil millones). Las medidas presentan una fuerte y repetida variabilidad estacional de entre 0,3 y 0,7 ppb. Alcanza concentraciones mínimas de metano en los solsticios y máximas antes del equinoccio de primavera del hemisferio sur, que es donde se encuentra el cráter Gale. Esto no debe confundirse con los altos picos de metano detectados durante el primer año del Curiosity en Marte.

Eres coautor del artículo que expone esta reciente investigación. ¿De qué manera has participado?

Mi aportación en este paper de Science titulado “Background Levels of Methane in Mars’ Atmosphere Show Strong Seasonal Variations” ha consistido en una batería de simulaciones atmoféricas marcianas que incluyen gases trazadores atmosféricos emitidos desde el suelo en fuentes puntuales y continuas en el tiempo, tanto dentro como fuera del cráter, y para todas las estaciones del año. De este modo se intentan resolver preguntas relacionadas con las detecciones de metano realizadas por TLS-SAM como por ejemplo, dónde se encontraría la fuente de emisión o durante cuanto tiempo se estuvo emitiendo metano.

Estas preguntas son muy difíciles de explicar utilizando modelos atmosféricos globales de circulación general ya que las circulaciones en el cráter Gale son extremadamente complejas y la meteorología local juega un papel importante, por eso es conveniente utilizar sofisticados modelos meteorológicos marcianos de área más limitada. Uno de estos modelos, concretamente el MRAMS (Mars Regional Atmospheric Modeling System), es el que estoy utilizando en el Centro de Astrobiología para estudiar la evolución, el transporte y la mezcla de metano emitido desde ubicaciones específicas.

El modelo MRAMS fue validado en un trabajo anterior en el que contrastamos las simulaciones meteorológicas realizadas con el modelo frente a datos in situ de alta calidad que nos proporciona la estación medioambiental española REMS (Rover Environmental Monitoring Station), también a bordo del rover Curiosity. La buena concordancia simulaciones-observaciones nos da la confianza para utilizar el modelo a la hora de investigar, tanto el entorno meteorológico de toda la región del cráter Gale, como la evolución del metano detectado por TLS-SAM.

 

rover Curiosity

Autorretrato del rover Curiosity || Créditos: NASA.

Los resultados de nuestra aportación señalan que las masas de aire del interior del cráter se mezclan con las del exterior en menos de un día marciano, por lo que necesitamos en nuestro modelo fuentes de metano que emitan de forma continua desde el suelo para que contrarresten esa rapidísima mezcla atmosférica.

Un aumento de la temperatura o una disminución de la presión pueden conducir a la disociación de los hielos de clatratos, dando como resultado la emisión de metano atrapado. Bajo las condiciones climáticas actuales, estos clatratos podrían volverse inestables y liberar metano de forma esporádica en determinadas épocas del año. Estudios previos indican que las condiciones actuales en el subsuelo marciano son favorables para la presencia de clatratos aunque es fundamental enfatizar que los clatratos en Marte no han sido descubiertos hasta la fecha.

Algunos astrobiólogos defienden que, si el metano fuera liberado por microorganismos metanógenos se debería apreciar una variación a lo largo del año marciano, ya que la actividad biológica tiene un comportamiento estacional. Desde nuestro punto de vista, una explicación no biológica es más plausible, pero se necesitaremos más investigaciones para corroborarlo. Sea como fuere, en los próximos meses el orbitador TGO de la misión ExoMars de la ESA resolverá por fin el misterio del metano marciano.

Tu titulación básica es la de Ingeniero Superior en Informática por la Universidad Pontificia de Salamanca. Ahora tienes un instrumento en Marte midiendo las condiciones ambientales en el Curiosity y otro que va otro de camino en InSight. ¿Cuál ha sido su trayectoria para llegar hasta aquí?

Ha sido un camino muy largo, pero apasionante. Cuando terminé Ingeniería Superior en Informática en 2006 no me sentía realizado con mi labor de programación, aunque más adelante me ha servido como excelente herramienta. Como me gustaba mucho el espacio, decidí estudiar un postgrado en Comunicaciones por Satélite en la Universidad Politécnica de Madrid, dando palos de ciego, en 2007. Este postgrado me habilitó para aplicar a las plazas de Operador de Telescopio en el Observatorio del Teide (IAC), con el Dr. Alejandro Oscoz como supervisor, la primera persona que confió en mí. ¡Fueron dos años inolvidables!

XXIII CEA

El IAC además me dio la oportunidad de estudiar el máster en Astrofísica en la Universidad de la Laguna (ULL). Ese Máster lo terminé en la Universidad Internacional de Valencia (VIU) en 2012. Como Trabajo Fin de Máster en Astrofísica realicé diversos estudios en atmósferas de exoplanetas comparando sus espectros con los obtenidos en simulaciones de la atmósfera de la Tierra primitiva. Siempre me apasionaron los exoplanetas y no descarto algún día retomar este campo de investigación.

Antes de finalizar mi aventura en las islas Canarias tuve la gran suerte de participar en la Escuela Avanzada de Postgrado en Instrumentación Astrofísica (IScAI-IAC) en 2009. Cuando terminamos la IScAI, nos ofrecieron la oportunidad de realizar tres meses de prácticas en el centro de investigación que eligiéramos. Me puse en contacto con Benjamín Montesinos del Centro de Astrobiología para pedirle consejo. Benja, sin conocerme de nada, me invitó a visitar las instalaciones de ESAC y me asesoró sobre los siguientes pasos a seguir. Tuve mucha suerte y se lo agradeceré toda la vida.

Fue en ese momento cuando me decanté por realizar las prácticas como becario en el Centro de Astrobiología, asociado al NASA Astrobiology Institute, en el proyecto RLS (Raman Laser Spectrometer) de la misión ExoMars2020 (ESA) con Fernando Rull como investigador, Eva Díaz Catalá como Project Manager y Jesús Sobrado como jefe de laboratorio de cámaras de simulación. Con Jesús realicé mis primeras tareas en el CAB, mejorando y actualizando la cámara de simulación de Marte.

Unos meses después, a mediados de 2010, el proyecto RLS-ExoMars2020 me contrató para diseñar el protocolo de comunicaciones entre el instrumento RLS y el rover ExoMars2020 durante más de dos años. Aunque era una tarea apasionante, no colmaba mis expectativas, y decidí estudiar un Máster en Ciencia y Tecnología desde el Espacio en la Universidad de Alcalá de Henares, lo que terminó de encender mi vocación científica.

Jorge Pla García

Recreación artística del rover ExoMars || Créditos: ESA/ATG medialab.

En otoño de 2012 el Dr. Scot Rafkin me ofreció la oportunidad de estudiar la atmósfera de Marte en los EE.UU. siendo su alumno de doctorado. Pasé el mejor año de mi vida, 2013, en Boulder (Colorado, EE.UU.) aprendiendo con Scot todos los secretos de la atmósfera del Planeta Rojo. Le estaré eternamente agradecido. Al mismo tiempo, y como estudiante de doctorado de Scot, Jose Antonio Rodríguez-Manfredi y Javier Gómez-Elvira ambos del Centro de Astrobiología, confiaron en mí para que pasara a formar parte del equipo científico de la estación meteorológica REMS a bordo del rover Curiosity de la NASA.

Scot Rafkin me sugirió en 2014 que para poder sobrevivir en este competitivo ambiente científico internacional debía estudiar meteorología. Dicho y hecho: en septiembre de ese mismo año comencé a estudiar el Máster en Meteorología en la Universidad Complutense de Madrid, terminándolo en 2016 con un Trabajo Fin de Máster sobre la meteorología del cráter Gale a través de observaciones reales (REMS) y de simulaciones con el modelo MRAMS, del que ya he comentado algo más arriba.

En 2016 el Space Science Institute de Boulder en Colorado (EE.UU.) me incorporó como investigador asociado para aprovechar mi fuerte vínculo con Boulder. Poco después me incorporé a los equipos científicos de las estaciones meteorológicas españolas para Marte TWINS, dentro de la misión de NASA InSight y MEDA, dentro de la misión de NASA Mars2020. Además NASA contactó conmigo para entrar a formar parte del Consejo de Atmósferas (CoA) del equipo EDL (Entrada, Descenso y Aterrizaje).

Jorge Pla García

Jorge Pla-García en el Gran Cañón del Colorado (EE.UU.) || Créditos: J. Pla-García.

De la noche a la mañana me vi envuelto en cuatro proyectos de NASA al Planeta Rojo. Un sueño impensable años atrás. Lo más reciente fue el 27 de abril, día en el que defendí mi tesis doctoral en la Universidad Complutense de Madrid con el título “Modelado meteorológico mesoescalar de los entornos de misiones a Marte”.

Uno de los pilares del XXIII CEA es la ciencia ciudadana, que pone la ciencia más puntera al alcance del ciudadano. ¿De qué manera se puede emplear la ciencia ciudadana para explorar el planeta Marte?

Las observaciones realizadas por astrónomos aficionados han sido fundamentales para la comprensión del Planeta Rojo. Hoy en día se utilizan muchas de las observaciones que estos astrónomos realizan para realizar estudios en escalas temporales largas de procesos atmosféricos como tormentas globales de polvo, ciclos de CO2 en deshielos de casquetes polares, formación de cinturón de nubes de hielo de agua durante el afelio, etc…

Potenciar la ciencia ciudadana es una apuesta segura para el retorno de nuevos descubrimientos científicos, no solo en Marte, sino en muchos otros cuerpos celestes.

Cuando diste tu charla en el Ciclo de Conferencias “La Diversidad de la Astronomía” de 2017, sacaste tiempo para visitar el Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha, sede del XXIII CEA. ¿Qué destacarías de este lugar?

Honestamente, me impresionó muchísimo. Me pregunté ¿cómo puede ser que una ciudad con los habitantes de Cuenca tenga un Museo de Ciencias mucho mejor que la mayoría de las capitales de provincia? Aluciné con la calidad de las exposiciones y la implicación y dedicación de los divulgadores. ¡Muy cuidado y muy recomendable!

Marte

El planeta Marte, destacando la región de Schiaparelli || Créditos: USGS

Puedes presumir de operar habitualmente el instrumento REMS del rover Curiosity en Marte. Es algo que está al alcance de muy poca gente. ¿Cuál es la rutina de tu trabajo cuando te toca ponerte a los mandos?

Poder operar/manejar/telecomandar un instrumento que está en otro planeta es un auténtico orgullo y privilegio. Somos un equipo de unos 12 operadores en el instrumento REMS y estamos de guardia cada uno alrededor de una semana cada dos meses. La tarea consiste en programar cada uno de los instrumentos, nosotros concretamente REMS, para que realice actividades al día siguiente. Básicamente consiste en asistir a una serie de reuniones que suelen comenzar a las 08:00 de la mañana hora de California, las 17:00 en horario peninsular español, en las que se completa la agenda de actividades a realizar por el rover al día siguiente. Como el rover es autónomo, basta con programarlo el día anterior para que realice sus actividades.

Debido a las restricciones de potencia del rover a pesar de que utiliza una pila de plutonio para recargar sus baterías, está dormido la mayor parte del día marciano. Como hay instrumentos que consumen más potencia que otros y como hay instrumentos que no pueden funcionar al mismo tiempo que otros y como hay tareas que no se pueden realizar cuando el rover está dormido, es importante gestionar y organizar toda la agenda con todas las actividades de todos los instrumentos del día siguiente, algo realmente complejo y bastante estresante por cierto, ya que un error puede dejar a tu instrumento inoperativo al día siguiente.

La sonda InSight medirá terremotos en Marte o “martemotos”. Como decíamos antes, a bordo está TWINS, la aportación española a la misión. ¿Cómo funciona este instrumento?

El instrumento TWINS es una versión reducida y mejorada del instrumento REMS. Se compone de los dos mismos mástiles de REMS situados de forma diametralmente opuesta. Cada uno de los dos mástiles de TWINS se compone de sensor de temperatura del aire y sensor de viento en cuanto a velocidad y dirección. Sus objetivos principales son tres:

1) Durante la fase de commissioning, que se extenderá hasta los primeros 40-60 soles, TWINS caracterizará el entorno térmico y patrones de viento para determinar las mejores condiciones y momento para realizar el despliegue de los instrumentos SEIS y HP3.

2) Tras el despliegue, TWINS registrará los vientos descartando falsos positivos en eventos sísmicos. SEIS es tan extraordinariamente sensible que podría interpretar los movimientos de toda la plataforma de InSight cuando soplen vientos por encima de 5 m/s como falsos terremotos o martemotos. Aquí radica la importancia de TWINS, descartar falsos positivos de martemotos en las medidas de SEIS.

3) Comparar y correlacionar los datos ambientales registrados con los obtenidos por REMS en el cráter Gale, situado a 600 Km al sur del lugar de aterrizaje de InSight, permitiendo validar modelos ambientales a diferentes escalas, y entendiendo mejor los procesos atmosféricos marcianos.

InSight

Recreación de la sonda InSight || Créditos: NASA.

¿Cuándo comenzó tu interés por la ciencia?

De pequeñito. Mi padre, no sé si de forma consciente o inconsciente, dejaba libros de divulgación por la casa, documentales de Astronomía, como el Cosmos de Carl Sagan, metidos en el video VHS preparados para que yo le diera al play. Recuerdo que hacia 1986 las primeras películas que alquiló en el videoclub fueron las de Star Wars.

¿Cuál ha sido para ti el científico más relevante de la historia y por qué?

Es muy difícil responder a esta pregunta. De pequeño me apasionaba Leonardo da Vinci por su transdisciplinariedad. Sin duda el que más me influyó fue Carl Sagan por saber transmitir la pasión de la ciencia como nadie. Creo que Sagan sigue viviendo en muchísimos investigadores que hoy en día lo son gracias a él.

¿Qué es lo más valioso de un astrónomo aficionado?

Su pasión y su incansable trabajo. Hacen que sus observaciones sean utilizadas en multitud de investigaciones científicas, de hecho, muchas investigaciones son lideradas completa o parcialmente por astrónomos aficionados. También transmiten la pasión por la ciencia y son el hilo conductor fundamental para que todo el engranaje funcione.

El XXIII CEA es una reunión de astrónomos aficionados al que pueden asistir todo tipo de personas que sientan cualquier tipo de interés por la Astronomía. ¿Qué argumento le darías al que todavía tenga dudas de asistir?

Que se arrepentirá durante mucho tiempo de no haber asistido. Alucinaría con la ciencia que son capaces de hacer los astrónomos aficionados y de la multitud de proyectos espaciales que lidera nuestro país en todas las agencias espaciales mundiales.

Jorge Pla-García (Madrid, 1980) es investigador en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y miembro del Consejo de Atmósferas de la NASA.

Antonio Pérez Verde
Responsable de Comunicación del XXIII CEA

Imagen de cabecera

Créditos: Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

 

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