1.- Observación

Marte siempre ha tentado a la humanidad por sus misterios. En la antigüedad lo diferenciaban por su extraño color: naranja-rojizo como el fuego y nuestros antepasados mediterráneos lo denominaron con el nombre del Dios de la Guerra y siempre sujeto a supersticiones. Hasta el Siglo XVII la motivación para observar Marte radicó en el deseo de pronosticar horóscopos.

Revolución Copernicana

Con la Revolución Copernicana (y que continúa hasta hoy) se empezó a formar una visión de Marte más Naturalista, con cambios en la percepción de Marte que conllevaron a una evolución de las concepciones sobre el Planeta Rojo dando lugar a la Historia del Marte Mítico.

La Revolución de Copérnico es el nombre con el que suele conocerse a la revolución científica que se produce en Europa Occidental, representada en la astronomía por el paso del tradicional sistema ptolemaico geocéntrico (herencia clásica adaptada y conservada por el pensamiento cristiano medieval) al innovador sistema copernicano heliocéntrico, iniciada en el siglo XVI por Nicolás Copérnico (cuya obra De revolutionibus, no alude al tradicional concepto de revolución, sino al de ciclo o trayectoria circular de los cuerpos celestes) y culminada en el siglo XVII por Isaac Newton.

Son 400 años de sueños y teorías a través del avance progresivo de los científicos hacia una verdad que expresa nuestras mejores estimaciones de los que puede ser Marte y que sólo acabará cuando la Humanidad ponga los pies allí y esos mitos queden reemplazados por cruda experiencia.

Nicolás Copérnico (Toruń, Prusia, Polonia, 19 de febrero de 1473 – Frombork, Prusia, Polonia, 24 de mayo de 1543) fue un matemático, astrónomo, jurista, físico, clérigo católico, gobernador, líder militar, diplomático y economista del Renacimiento que formuló la Teoría Heliocéntrica del Sistema Solar, concebida en primera instancia por Aristarco de Samos. Su libro De revolutionibus orbium coelestium (Sobre las revoluciones de las esferas celestes) suele ser considerado como el punto inicial o fundador de la astronomía moderna, además de ser una pieza clave en lo que se llamó la Revolución Científica en la época del Renacimiento.

Las ideas principales de su teoría:

1.     Los movimientos celestes son uniformes, eternos, y circulares o compuestos de diversos ciclos (epiciclos).

2.     El centro del universo se encuentra cerca del Sol.

3.     Orbitando alrededor del Sol, en orden, se encuentran Mercurio, Venus, Tierra y Luna, Marte  Júpiter, Saturno. (Aún no se conocían Urano y Neptuno.)

4.     Las estrellas son objetos distantes que permanecen fijos y por lo tanto no orbitan alrededor del Sol.

5.     La Tierra tiene tres movimientos: la rotación diaria, la revolución anual, y la inclinación anual de su eje.

6.     El movimiento retrógrado de los planetas es explicado por el movimiento de la Tierra.

7.     La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas.

Isaac Newton (4 de enero de 1643 – 31 de marzo de 1727) fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo del cálculo matemático.

Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo del cálculo integral y diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de la matemática, desarrollando el teorema del binomio y las fórmulas de Newton-Cotes.

Entre sus hallazgos científicos se encuentran el descubrimiento de que el espectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII); su argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas; su desarrollo de una ley de convección térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire; sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas. Fue también un pionero de la mecánica de fluidos, estableciendo una ley sobre la viscosidad.

Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas.

LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL nació en 1685 como culminación de una serie de estudios y trabajos iniciados mucho antes donde científicos y filósofos como Descartes y Huygens analizaban el movimiento curvilíneo con la fuerza centrífuga, mientras que Hooke propone componer los movimientos celestes de los planetas a partir de un movimiento rectilíneo a lo largo de la tangente y un movimiento atractivo, hacia el cuerpo central y sugiere que la fuerza centrípeta hacia el Sol varía en razón inversa al cuadrado de las distancias.

Con esta Ley dio a entender los fenómenos físicos más importantes del universo observable, explicando las tres leyes de Kepler.

Dondees la fuerza, es una constante que determina la intensidad de la fuerza, son las masas de dos cuerpos que se atraen entre sí y es la distancia entre ambos cuerpos, siendo el vector unitario que indica la dirección del movimiento.

LA LEYES DE LA DINÁMICA explican el movimiento de los cuerpos así como sus efectos y causas.

·         La primera ley de Newton o Ley de la inercia

"Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado por fuerzas externas a cambiar su estado".

En esta ley, afirma que un cuerpo sobre el que no actúan fuerzas externas (o las que actúan se anulan entre sí) permanecerá en reposo o moviéndose a velocidad constante.

Esta idea, que ya había sido enunciada por Descartes y Galileo, suponía romper con la física aristotélica, según la cual un cuerpo sólo se mantenía en movimiento mientras actuara una fuerza sobre él.

·         La segunda ley de Newton o Ley de la interacción y la fuerza

"El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime".

Esta ley explica las condiciones necesarias para modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. Según Newton estas modificaciones sólo tienen lugar si se produce una interacción entre dos cuerpos, entrando o no en contacto (por ejemplo, la gravedad actúa sin que haya contacto físico). Según la segunda ley, las interacciones producen variaciones en el momento lineal, a razón de

siendo  la fuerza,  el diferencial del momento lineal,   el diferencial del tiempo.

La segunda ley puede resumirse en la fórmula siendo  la fuerza (medida en newtons) que hay que aplicar sobre un cuerpo de masa m para provocar una aceleración.

·         La tercera ley de Newton o Ley de acción-reacción

"Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos".

Esta ley se refleja constantemente en la naturaleza: se tiene una sensación de dolor al golpear una mesa, puesto que la mesa ejerce una fuerza sobre ti con la misma intensidad; el impulso que consigue un nadador al ejercer una fuerza sobre el borde de la piscina, siendo la fuerza que le impulsa la reacción del borde a la fuerza que él está ejerciendo.

Newton y la Luz

Entre 1670 y 1672 trabajó intensamente en problemas relacionados con la óptica y la naturaleza de la luz.

Newton demostró que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por medio de un prisma. Como consecuencia de estos trabajos concluyó que cualquier telescopio refractor sufriría de un tipo de aberración conocida en la actualidad como aberración cromática, que consiste en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente. Para evitar este problema inventó un telescopio reflector (conocido como telescopio newtoniano).

Sus experimentos sobre la naturaleza de la luz le llevaron a formular su teoría general sobre la misma, que, según él, está formada por corpúsculos y se propaga en línea recta y no por medio de ondas. El libro en que expuso esta teoría fue severamente criticado por la mayor parte de sus contemporáneos, entre ellos Hooke (1638-1703) y Huygens, quienes sostenían ideas diferentes defendiendo una naturaleza ondulatoria. Estas críticas provocaron su recelo por las publicaciones, por lo que se retiró a la soledad de su estudio en Cambridge.

En 1704 Newton escribió su obra más importante sobre óptica, Opticks, en la que exponía sus teorías anteriores y la naturaleza corpuscular de la luz, así como un estudio detallado sobre fenómenos como la refracción, la reflexión y la dispersión de la luz.

Aunque sus ideas acerca de la naturaleza corpuscular de la luz pronto fueron desacreditadas en favor de la teoría ondulatoria, los científicos actuales han llegado a la conclusión (gracias a los trabajos de Max Planck y Albert Einstein) de que la luz tiene una naturaleza dual: es onda y corpúsculo al mismo tiempo. Esta es la base en la cual se apoya toda la mecánica cuántica.

Primeras observaciones

Hasta comienzos de 1600 ninguna persona que fijara la vista en Marte veía más que un punto de luz ocre. Entonces unos fabricantes de lentes holandeses inventaron el Telescopio.

Generalmente, se atribuye su invención a Hans Lippershey, un fabricante de lentes alemán, pero recientes investigaciones del informático Nick Pelling divulgadas en la revista británica History Today atribuyen la autoría a un gerundense llamado Juan Roget en 1590, cuyo invento habría sido copiado (según esta investigación) por Zacharias Janssen, quien el día 17 de octubre (dos semanas después de que lo patentara Lippershey) intentó patentarlo. Poco antes, el día 14, Jacob Metius también había intentado patentarlo. Fueron estos hechos los que despertaron las suspicacias de Nick Pelling quien, basándose en las pesquisas de José María Simón de Guilleuma (1886-1965), sugiere que el legítimo inventor fue Juan Roget. En varios países se ha difundido la idea errónea de que el inventor fue el holandés Christian Huygens, quien nació mucho tiempo después.

      Siglo XVII: Kepler, Galileo, Huygens y Cassini

Johannes Kepler (Weil der Stadt, Alemania, 27 de diciembre de 1571 - Ratisbona, Alemania, 15 de noviembre de 1630), figura clave en la revolución científica, astrónomo y matemático alemán; fundamentalmente conocido por sus leyes sobre el movimiento de los planetas en su órbita alrededor del Sol.

En un principio Kepler consideró que el movimiento de los planetas debía cumplir las leyes pitagóricas de la armonía. Esta teoría es conocida como la música o la armonía de las esferas celestes. En su visión cosmológica no era casualidad que el número de planetas conocidos en su época fuera uno más que el número de poliedros perfectos. Siendo un firme partidario del modelo copernicano, intentó demostrar que las distancias de los planetas al Sol venían dadas por esferas en el interior de poliedros perfectos, anidadas sucesivamente unas en el interior de otras. En la esfera interior estaba Mercurio mientras que los otros cinco planetas (Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno) estarían situados en el interior de los cinco sólidos platónicos correspondientes también a los cinco elementos clásicos.

En 1596 Kepler expuso sus ideas en la obra Mysterium Cosmographicum (El misterio cósmico). 

En 1600 acepta la propuesta de colaboración del astrónomo imperial Tycho Brahe, que a la sazón había montado el mejor centro de observación astronómica de esa época. Tycho Brahe disponía de los que entonces eran los mejores datos de observaciones planetarias pero la relación entre ambos fue compleja y marcada por la desconfianza. No será hasta 1602, a la muerte de Tycho, cuando Kepler consiga el acceso a todos los datos recopilados por Tycho, mucho más precisos que los manejados por Copérnico.

A la vista de los datos, especialmente los relativos al movimiento retrógrado de Marte se dio cuenta de que el movimiento de los planetas no podía ser explicado por su modelo de poliedros perfectos y armonía de esferas. Kepler se dedicó con tesón ilimitado a probar con toda suerte de combinaciones de círculos. Cuando se convenció de la imposibilidad de lograrlo con círculos, usó óvalos. Al fracasar también con ellos empleó elipses.

Con ellas desentrañó sus famosas tres leyes (publicadas en 1609 en su obra Astronomia Nova) que describen el movimiento de los planetas. Leyes que asombraron al mundo, le revelaron como el mejor astrónomo de su época, aunque él no dejó de vivir como un cierto fracaso de su primigenia intuición de simplicidad. Sin embargo, tres siglos después, su intuición se vio confirmada cuando Einstein mostró en su Teoría de la Relatividad general que en la geometría tetradimensional del espacio-tiempo los cuerpos celestes siguen líneas rectas. Y es que aún había una figura más simple que el círculo: la recta.

En 1627 publicó las Tabulae Rudolphine, a las que dedicó un enorme esfuerzo, y que durante más de un siglo se usaron en todo el mundo para calcular las posiciones de los planetas y las estrellas. Utilizando las leyes del movimiento planetario fue capaz de predecir satisfactoriamente el tránsito de Venus del año 1631 con lo que su teoría quedó confirmada.

Las tres leyes de Kepler:

Durante su estancia con Tycho le fue imposible acceder a los datos de los movimientos aparentes de los planetas ya que Tycho se negaba a dar esa información. Ya en el lecho de muerte de Tycho y después a través de su familia, Kepler accedió a los datos de las órbitas de los planetas que durante años se habían ido recolectando. Gracias a esos datos, los más precisos y abundantes de la época, Kepler pudo ir deduciendo las órbitas reales planetarias. Afortunadamente, Tycho se centró en Marte, con una elíptica muy acusada, de otra manera le hubiera sido imposible a Kepler darse cuenta de que las órbitas de los planetas eran elípticas. Inicialmente Kepler intentó el círculo, por ser la más perfecta de las trayectorias, pero los datos observados impedían un correcto ajuste, lo que entristeció a Kepler ya que no podía saltarse un pertinaz error de ocho minutos de arco. Kepler comprendió que debía abandonar el círculo, lo que implicaba abandonar la idea de un "mundo perfecto". Finalmente utilizó la fórmula de la elipse, una rara figura descrita por Apolonio de Pérgamo una de las obras salvadas de la destrucción de la biblioteca de Alejandría. Descubrió que encajaba perfectamente en las mediciones de Tycho.

• Primera Ley: los planetas tienen movimientos elípticos alrededor del Sol, estando éste situado en uno de los 2 focos que contiene la elipse.

 Después de ese importante salto, en donde por primera vez los hechos se anteponían a los deseos y los prejuicios sobre la naturaleza del mundo. Kepler se dedicó simplemente a observar los datos y sacar conclusiones ya sin ninguna idea preconcebida. Pasó a comprobar la velocidad del planeta a través de las órbitas llegando a la segunda ley:

• Segunda Ley: las áreas barridas por los radios de los planetas son proporcionales al tiempo empleado por estos en recorrer el perímetro de dichas áreas.

 Durante mucho tiempo, Kepler solo pudo confirmar estas dos leyes en el resto de planetas. Aun así fue un logro espectacular, pero faltaba relacionar las trayectorias de los planetas entre sí. Tras varios años, descubrió la tercera e importantísima ley del movimiento planetario:

• Tercera Ley: el cuadrado de los períodos de la órbita de los planetas es proporcional al cubo de la distancia promedio al Sol

Esta ley, llamada también ley armónica, junto con las otras leyes permitía ya unificar, predecir y comprender todos los movimientos de los astros.

Galileo Galilei (Pisa, 15 de febrero de 1564 - Florencia, 8 de enero de 1642)  fue un astrónomo, filósofo, matemático y físico italiano que estuvo relacionado estrechamente con la revolución científica. Eminente hombre del Renacimiento, mostró interés por casi todas las ciencias y artes (música, literatura, pintura). Sus logros incluyen  la mejora del telescopio, gran variedad de observaciones astronómicas, la primera ley del movimiento y un apoyo determinante para el copernicanismo. Ha sido considerado como el «padre de la astronomía moderna», el «padre de la física moderna» y el «padre de la ciencia».

En 1609, Galileo mostró el primer telescopio astronómico registrado [conocido hasta entonces como la lente espía, el nombre «telescopio» fue propuesto por el matemático griego Giovanni Demisiani el 14 de abril de 1611, durante una cena en Roma en honor de Galileo]. Gracias a él hizo grandes descubrimientos en astronomía, entre los que destaca la observación, el 7 de enero de 1610, de cuatro de las lunas de Júpiter girando en torno a ese planeta.

Demostró que la Luna no era un orbe sobrenatural sino un "mundo" como la Tierra con montañas y llanuras.

En cuanto a Marte, consiguió divisar poco más de un pequeño disco rojizo.

Christiaan Huygens (La Haya, 14 de abril de 1629 - La Haya, 8 de julio de 1695)  fue un astrónomo, horólogo, matemático y físico holandés, alumno de René Descartes. En 1656 creó el primer reloj de péndulo. Conoció a Isaac Newton en sus últimos años.

Aficionado a la astronomía desde pequeño, pronto aprendió a tallar lentes (especialidad de Holanda desde la invención del telescopio, hacia el año 1608) y junto a su hermano llegó a construir varios telescopios de gran calidad. Por el método de ensayo y error comprobaron que los objetivos de gran longitud focal proporcionaban mejores imágenes, de manera que se dedicó a construir instrumentos de focales cada vez mayores: elaboró un sistema especial para tallar este tipo de lentes, siendo ayudado por su amigo el filósofo Spinoza, pulidor de lentes de profesión. El éxito obtenido animó a Johannes Hevelius a fabricarse él mismo sus telescopios.

En 1655 terminó un telescopio de gran calidad: apenas tenía 5 cm de diámetro aunque medía más de tres metros y medio de longitud, lo que le permitía obtener unos cincuenta aumentos: con este aparato vio que en torno al planeta Saturno existía un anillo (descubierto por Galileo con anterioridad que no pudo identificarlo claramente) y la existencia de un satélite, Titán, el 25 de marzo de ese año. Después de seguirlo durante varios meses, para estar seguro de su período y órbita, dio a conocer la noticia en 1656.

Realizó importantes descubrimientos en el campo de la astronomía gracias a la invención de una nueva lente ocular para el telescopio. Estudió la Nebulosa de Orión (conocida también como M42), descubriendo que en su interior existían estrellas diminutas. En 1658 diseñó un micrómetro para medir pequeñas distancias angulares, con el cual pudo determinar el tamaño aparente de los planetas o la separación de los satélites planetarios.

Continuó con la fabricación y pulido de lentes con focales cada vez mayores: después de obtener objetivos de cinco, diez y veinte metros de focal (que probó en telescopios aéreos, sin tubo) terminó un telescopio con una focal de 37 metros. Instalado sobre largos postes, sostenido por cuerdas para evitar el alabeo de la madera, con él llegó a obtener una imagen muy clara de los anillos de Saturno, llegando a divisar la sombra que arrojaban sobre el planeta. También estudió el cambio en la forma e iluminación de los anillos a medida que el planeta giraba alrededor del Sol.

En cuanto a Marte, en 1659 dibujó con precisión el rasgo más manifiesto: un triangulo oscuro que hoy se conoce como Syrtis Major.

A partir de 1670 comenzó a detectar los relucientes casquetes blancos de los polos.

En honor suyo, la sonda de exploración de Titán —la mayor luna de Saturno— construida por la ESA lleva su nombre (Sonda Huygens).

Giovanni Domenico Cassini (Perinaldo, República de Génova, 8 de junio de 1625 – París, Francia, 14 de septiembre de 1712) fue un astrónomo, geodesta e ingeniero francés de origen italiano. Desde 1669 vivió en Francia y en 1673 se convirtió en ciudadano francés. Luis XIV de Francia le nombró en 1671 director del Observatorio de París y miembro de la Academia de Ciencias el resto de su vida. Fue un contemporáneo de Isaac Newton y realizó numerosas contribuciones observacionales a la astronomía del sistema solar que acabarían siendo fundamentales para apuntalar su teoría de la gravitación.

Midió los períodos de revolución de Marte y Júpiter y descubrió cuatro satélites de Saturno. En 1675 descubrió la división de los anillos de Saturno que lleva su nombre. Con ayuda de su colega Jean Richer (1630–1696) midió por triangulación la distancia a Marte. Con ello midió el tamaño del Sistema Solar obteniendo para la Unidad Astronómica un valor que era solamente un 7% menor del valor real (los valores anteriores la infraestimaban por factores de 3 ó más).

Observó el movimiento de los cometas y el movimiento aparente del Sol. Utilizó los telescopios más avanzados de su tiempo para observar los satélites de Júpiter y realizar tablas precisas de sus movimientos, lo que permitió a los navegantes determinar su longitud al utilizar los satélites como un «reloj celeste». Descubrió los cambios estacionales de Marte y midió su período de rotación, así como el de Saturno.

 Siglo XVIII: Herschel

Friedrich Wilhelm Herschel (Hannover, Alemania, 15 de noviembre de 1738 - Slough, Berkshire, 25 de agosto de 1822), astrónomo y músico alemán, descubridor del planeta Urano y de otros numerosos objetos celestes, y padre del también astrónomo John Herschel.

El 10 de mayo de 1773 compró un libro (la "Astronomía" de Ferguson) y se enamoró para siempre de la ciencia de los cielos. Herschel comenzó desde el principio a calcular, diseñar y construir sus propios telescopios. Menos de un año después de haber comprado el libro de Ferguson, Herschel calculaba y pulía ya los más perfectos y poderosos espejos de todo el mundo, porque comprendió enseguida que el futuro dependía de los telescopios reflectores y no de los refractores.

Mientras construía los instrumentos observaba los cielos. En fecha tan temprana como febrero de 1774 ya había observado la Nebulosa de Orión, descubierta en 1610.

El 13 de marzo de 1781 Herschel observó un objeto no registrado que a primera vista parecía un cometa: estudiándolo con todo cuidado pronto consiguió determinar que en realidad se trataba de un nuevo planeta, Urano.

 Herschel había descubierto el objeto probando su recién construido telescopio reflector de 152 mm. Lo había apuntado a la Constelación de Géminis y había observado una estrella que no se suponía que estuviese allí. A la potencia de su instrumento, parecía poseer un disco planetario (de allí la confusión con un cometa). Brillaba con un color amarillo y se desplazaba lentamente.

Observándolo noche tras noche, Herschel llegó a la conclusión de que había descubierto el séptimo planeta del Sistema Solar. Pidió a otros astrónomos que confirmaran su diagnóstico, y todos estuvieron de acuerdo con él: existía un nuevo planeta situado al doble de la distancia de Saturno.

Poner nombre a un objeto astronómico es privilegio de su descubridor: con galantería, Herschel bautizó al planeta con el curioso nombre de Georgium Sidus ("Planeta Jorge"), en un extraño homenaje al rey Jorge III de Inglaterra que acababa de perder todas sus posesiones en América del Norte por la independencia estadounidense de 1776.

El "Planeta Jorge" siguió llamándose así hasta bien entrado el siglo XIX, a pesar de la oposición del astrónomo Johann Elert Bode, que insistía en que Herschel debía continuar con la tradición mitológica. Si los nombres de los planetas contiguos eran Marte  Júpiter y Saturno, el recién llegado debía bautizarse Urano. Bode justificaba su punto de vista en que se debía continuar la secuencia genealógica: nieto, padre, abuelo. El bisabuelo (padre de Saturno) era Urano, que adecuadamente personificaba al cielo estrellado.

En 1783 Herschel descubrió que el Sol no estaba quieto como siempre se había creído: comparando las observaciones de diferentes estrellas relativamente "fijas", demostró que la nuestra se desplaza, arrastrando a la Tierra y al resto de su séquito planetario, hacia la estrella Lambda Herculis. También bautizó al punto hacia el que se dirige ese movimiento como ápex solar.

Cuatro años más tarde, descubrió a Titania y Oberón, dos lunas de Urano.

En cuanto a Marte, corroboró que las manchas brillantes de los polos parecían ser campos árticos de hielo que aumentaban en invierno y decrecían en verano. Divisó manchas claras móviles que interpretó con acierto como nubes. Notó que el día y la inclinación del eje eran similares a la Tierra y que las estaciones se reparten a lo largo del dilatado año de 669 días.

Con Herschel comienza a despuntar la idea de un Marte semejante a la Tierra y el concepto de una pluralidad de mundos como el nuestro, por lo que, hacia el año 1800, Marte cobraba fama de ser el único planeta del Sistema Solar que podría acabar revelándose como otra Tierra habitable.

Siglo XIX: Dawes, Trouvelot, Schiaparelli y Lowell

El desarrollo de los Telescopios a mediados del Siglo XIX permitió a varios observadores trazar mapas de Marte que reflejaban sus rasgos más importantes; muchos consideraban que las zonas grisáceas eran mares y las anaranjadas eran desiertos.

Según William Sheehan esos mapas no coincidían a la perfección entre sí y portaban una confusa variedad de nombres relacionados con el observador que los cartografiaba: mar Dawes, tierra Cassini, continente Secchi...

A este respecto se logró un gran avance cuando el italiano Giovanni Schiaparelli compiló en 1877 el mapa más fiable durante la máxima aproximación de Marte a la Tierra que tuvo lugar ese año.

William Rutter Dawes (Inglaterra, 19 de marzo de 1799 - Inglaterra, 5 de febrero de 1868), astrónomo pionero en el estudio de las observaciones de estrellas dobles y desarrolló su actividad en el laboratorio privado de George Bishop.

Desarrolló la fórmula que proporciona el llamado "límite de Dawes" para determinar el poder de resolución de un microscopio o de un telescopio:

R = 11'6 / D   (centímetros)

R = 4'56 / D   (pulgadas)

R = poder de resolución

D = diámetro de apertura de la lente principal

El poder de resolución de un telescopio es la capacidad que tiene para separar dos objetos muy próximos entre si, como por ejemplo dos estrellas dobles.

En cuanto a Marte, realizo 27 detallados dibujos del planeta en 1864 que fueron recopilados más tarde por Richard Anthony Proctor para realizar su mapa de Marte en 1868.

Étienne Léopold Trouvelot (Aisne, Francia, 26 de diciembre de 1827 - Meudon, Francia, 22 de abril de 1895), artista, astrónomo y entomólogo realizó más de 7.000 ilustraciones astronómicas.

En cuanto a Marte, realizo detalladas ilustraciones del planeta entre 1877 y 1878.

Giovanni Virginio Schiaparelli (Savigliano, Italia, 14 de marzo de 1835 - Milán, Italia, 4 de julio de 1910), astrónomo, historiador y senador. Director del Observatorio Astronómico de Brera.

Entre los muchos resultados de Schiaparelli, el más popular para el público en general fueron sus observaciones al telescopio del planeta Marte. Durante la gran oposición de 1877, observó la superficie del planeta con una densa red de las estructuras lineales que llamó "canales".

Los canales de Marte pronto se hicieron famosos, dando lugar a una oleada de hipótesis, especulaciones y folclore, sobre la posibilidad de vida inteligente en Marte.

La mayoría de las hipótesis de vida inteligente (que después resultó ser un error) se debieron a un error de traducción de la labor de Schiaparelli al inglés. De hecho, la palabra canali se tradujo con el término "canals" en lugar de "channels", que hubiera sido la adecuada. Mientras que la primera palabra indica una construcción artificial, la segunda indica la correcta conformación del terreno de forma natural. Fue a partir de esta traducción incorrecta que derivan las diversas hipótesis sobre la vida en Marte.

Para su Mapa de Marte siguió con la vieja idea de asociar las zonas oscuras con mares y las zonas claras con tierras.

Inventó un sistema más completo y romántico, acorde con su época, para asignar nombres recurriendo a fuentes Mediterráneas, de Oriente Próximo y Bíblicas de la Antigüedad Clásica y así el Sistema de Schiaparelli dio lugar a nombres eufónicos y evocadores como "Mare Sirenum", "Solis Lacum", "Arabia", "Eden", "Atlantis", "Utopia", etc.

La Unión Astronómica Internacional adoptó este Sistema en 1958.

Percival Lawrence Lowell (Boston, Massachusetts, 13 de marzo de 1855 - Flagstaff, Arizona, 12 de noviembre de 1916), adinerado aficionado a la astronomía que construyó en 1894 el Observatorio Lowell en Flagstaff dedicado exclusivamente a la observación de Marte.

Su interés por la astronomía y, en particular por Marte, se debe al interés que le suscitaron los "canales" de Schiaparelli.

Construyó el Observatorio en Flagstaff y su estudio de Marte se prolongó durante 15 años, observando la superficie del planeta y realizando multitud de dibujos sobre los canales simples, los canales dobles y los oasis.

Expuso sus observaciones y teorías en tres obras: Mars (1895), Mars and its canals (1906) y Mars as the above of life (1908) y popularizó la creencia generalizada de esa época en la que afirmaba que en Marte había vida inteligente.

Lowell supuso con acierto que si los planetas se formaron mientras estaban calientes, un planeta pequeño se enfriará más deprisa que uno grande y su actividad geológica disminuirá más rápido. Un planeta pequeño tendrá menos gravedad para retener las moléculas de aire e impedir que escapen al espacio.

Y así retrató Marte como un planeta en proceso de enfriamiento, desecación y moribundo; con una presión atmosférica en descenso y unas reservas de agua menguantes.

Se apoyó en las revelaciones científicas de Charles Darwin para aducir que la vida también había podido evolucionar en Marte y adaptarse a las condiciones de enfriamiento del Planeta; y que los canales eran obras artificiales creados por "marcianos inteligentes" que llevaban el agua desde los polos hacia el ecuador.

Admitía que los canales eran demasiados estrechos para ser vistos desde la Tierra y que esos trazos no eran más que las áreas de vegetación que flanqueaban paralelamente a los canales.

 

La teoría era acorde con la época ya que los franceses estaban iniciando las obras del Canal de Panamá.

A partir de Lowell comienza el despegue y auge de la Ciencia-Ficción literaria con Arthur C. Clark, H. G. Wells, Edgar Rice Burroughs, etc.

La mayor contribución de Lowell a las ciencias planetarias llegaron en sus últimos 8 años de vida en los que, deseoso de redimir su imagen pública como astrónomo, se dedicó a la búsqueda del Planeta X, un hipotético planeta más allá de la órbita de Neptuno. La búsqueda continuó incluso varios años después de su muerte.

Finalmente, en 1930, el nuevo planeta fue descubierto por Clyde Tombaugh, un astrónomo del Observatorio Lowell. El planeta se denominó Plutón, un nombre que tenía reminiscencias mitológicas y cuyas primeras letras, "PL", representaban a Percival Lowell.

         Siglo XX: Maunder, Antoniadi y el Espectrómetro

Edward Walter Maunder (Londres, 12 de abril de 1851 - Londres, 21 de marzo de 1928), astrónomo inglés que estudió las manchas solares y el ciclo magnético solar de 11 años conocido como Mínimo de Maunder.

En las observaciones que realizó de Marte dirigió una serie de experimentos visuales con discos circulares que lo llevaron a concluir que los canales de Marte eran una simple ilusión óptica.

En cuanto a la vida en Marte dijo que era imposible debido a las bajas temperaturas.

Describió los mejores días en Marte como una jornada de invierno en la cima de una montaña de 6.000 metros de altitud cerca del Ártico

Eugène Michel Antoniadi (Constantinopla, 01 de marzo de 1870 - París, 10 de febrero de 1944), astrónomo griego que observó y estudió Marte hasta que concluyó que los canales eran mera ilusión óptica.

El 1909, durante la oposición del planeta, usando el telescopio de 83 centímetros del Observatorio Meudon descubrió que los canales de Marte eran una ilusión óptica.

La Unión Astronómica Internacional adoptó las 128 nomenclaturas basadas en el albedo que empleó Antoniadi en su Mapa de Marte titulado El Planeta Marte.

La Escala Antoniadi es un sistema usado por los astrónomos aficionados para catalogar las condiciones meteorológicas en la observación nocturna de las estrellas del 1 al 5.

En su honor se bautizó el cráter Antoniadi, de 394 kilómetros de largo, en la región de Syrtis Major Planum, en la latitud 21'5°N y longitud 299'2°W.

El Espectrómetro

Durante el Siglo XX, con la mejora, desarrollo y evolución de los instrumentos de medición y observación se pone fin a la idea de los canales de Marte.

Se van perfeccionando las lentes de los telescopios y entra en escena el espectrómetro.

El espectrómetro, espectrofotómetro, o espectrógrafo, es un aparato capaz de analizar el espectro de frecuencias característico de un movimiento ondulatorio. Se aplica a variados instrumentos que operan sobre un amplio campo de longitudes de onda.

Un espectrómetro óptico o espectroscopio, es un instrumento que sirve para medir las propiedades de la luz en una determinada porción del espectro electromagnético. La variable que se mide generalmente es la intensidad luminosa pero se puede medir también el estado de polarización electromagnética, por ejemplo. La variable independiente suele ser la longitud de onda de la luz, generalmente expresada en submúltiplos del metro, aunque alguna vez pueda ser expresada en cualquier unidad directamente proporcional a la energía del fotón, como la frecuencia o los electrón-voltios, que mantienen una relación inversa con la longitud de onda.

Se utilizan espectrómetros en espectroscopia para producir líneas espectrales y medir sus longitudes de onda e intensidades.

En general, un instrumento concreto sólo operará sobre una pequeña porción de éste campo total, debido a las diferentes técnicas necesarias para medir distintas porciones del espectro. Por debajo de las frecuencias ópticas (es decir, microondas, radiofrecuencia y audio), el analizador de espectro es un dispositivo electrónico muy parecido.

El espectrómetro de masas es un instrumento que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación carga/masa (z/m).

La espectrometría de masas es una técnica de análisis que permite la medición de iones derivados de moléculas.

Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo de gases, en una técnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés: GC-MS.

El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo e ionizar los diferentes átomos, el haz de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto. En la industria es altamente utilizada en el análisis elemental de semiconductores, biosensores y cadenas poliméricas complejas.

Drogas, fármacos, productos de síntesis química, pesticidas, plaguicidas, análisis forense, contaminación medioambiental, perfumes y todo tipo de analitos que sean susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarse sin descomponerse.

A finales de la década de 1950 se informó de la detección de clorofila en el espectro de Marte debido a una interpretación errónea de los datos espectroscópicos.

En la década de 1960, a partir de estudios telescópicos y espectroscópicos, se empieza a conocer que la atmósfera de Marte está formada por dióxido de carbono y menos del 10% de la presión de la atmósfera terrestre.