26/10/2020 - La nave OSIRIS-REx de la NASA realizará mañana una arriesgada maniobra para arrancar una muestra de esta roca a 300 millones de km de la Tierra
Ocurrirá la noche del martes. Después de un viaje de dos años y casi otros dos de observaciones en órbita, OSIRIS-REx, una nave de la NASA del tamaño de un minibus, descenderá al asteroide Bennu, situado actualmente a más de 300 millones de kilómetros, y le arrancará una muestra para traerla posteriormente a la Tierra. Este material tiene un gran interés científico, ya que Bennu, del tamaño del Empire State Building de Nueva York, es una reliquia del sistema solar y puede contener los precursores moleculares de la vida en nuestro planeta. Pero conseguirlo no será sencillo: la nave no solo debe acercarse a un objeto que viaja a más de 100.000 km por hora, repleto de rocas que podrían hacerla trizas al más mínimo error, sino que deberá realizar una arriesgada maniobra en la que tocará su objetivo durante unos vertiginosos diez segundos.
OSIRIS-REx fue lanzada en septiembre de 2016 desde Cabo Cañaveral (Florida) y llegó a la órbita de Bennu el 3 de diciembre de 2018. Desde entonces, ha pasado su tiempo volando alrededor del asteroide, fotografiándolo, midiéndolo, escudriñándolo. De esta forma, la misión ha producido mapas con un detalle sin precedentes, mejores que los de cualquier cuerpo planetario visitado por una nave espacial. Gracias a ese trabajo, en el que ha participado el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), los investigadores eligieron el sitio donde la sonda tomará la muestra, en el interior de un cráter de 140 metros de diámetro llamado Nightingale, producto del impacto de un meteorito.
«Bennu es como un gigantesco pedregal -explica Javier Licandro, coordinador de investigación en el IAC-, pero en Nightingale hay menos piedras de gran tamaño que puedan causar daños en el brazo colector y es uno de los pocos sitios con suficiente abundancia de polvo, lo que significa que es más seguro y nos garantiza recolectar el material». Pero la región con las características que interesan a los investigadores es muy pequeña, solo tiene 16 metros de diámetro. «La misión estaba planificada para hacer la recogida en una región diez veces mayor, por lo que la maniobra ha tenido que ajustarse con mucha precisión», subraya el científico.
La nave espacial OSIRIS-REx se basará en este mapa para evitar peligros y aterrizar en un
área donde haya abundante material de muestreo adecuado. Las áreas verdes son seguras para el descenso, mientras que las rojas
son peligrosas. Las áreas más prometedoras para la recolección de muestras están marcadas en violeta -
NASA / Goddard / Universidad de Arizona
Mapa de peligro
Poco antes de las 20.00 (hora peninsular española) del martes los propulsores de la nave espacial se dispararán y la empujarán suavemente fuera de su órbita alrededor de Bennu para conducirla después hacia la superficie rugosa. Según explican desde la Universidad de Arizona, responsable de la misión, durante el descenso hacia su objetivo, la nave tendrá presente lo que el equipo llama un «mapa de peligro», una representación detallada de la superficie del asteroide para identificar riesgos potenciales como rocas grandes o terreno irregular.
Los científicos ya saben que Bennu no es precisamente «una playa de arena», sino que su superficie, como han demostrado las imágenes enviadas previamente por la nave espacial, está repleta de rocas, muchas de ellas tan grandes como una casa. Así que si durante el descenso OSIRIS-REx se percata de que se dirige a un lugar inseguro, retrocederá. Un escenario muy poco probable, pero que debe tenerse en cuenta.
Si todo va bien, la nave extenderá su sistema de adquisición de muestras llamado «Touch-and-Go» (algo así como toco y me voy), que está suspendido en la punta de un brazo de 3,35 metros de largo y es capaz de ingerir granos de casi 20 milímetros. En una vertiginosa maniobra que apenas durará unos diez segundos, el cabezal del brazo entrará en contacto con la superficie de Bennu. Entonces, la nave disparará una de las tres botellas de gas nitrógeno a bordo y, al igual que una aspiradora inversa, agitará el material de la superficie, llamado regolito, dentro del cabezal justo antes de retroceder. Por si esto no funciona, el cabezal también lleva unos pequeños discos similares a amohadillas preparados para recoger el polvo.
El origen del agua
Los investigadores podrán comprobar si ha habido éxito a través de las imágenes de la cámara SamCam en la nave. Además, tratarán de
estimar la cantidad de gramos recogidos por el cabezal. Si no detectan la presencia de al menos 60 gramos, evaluarán la posibilidad
de un segundo intento. Significaría empezar de nuevo, incluso quizás cambiar el lugar de recogida a otro cráter llamado Osprey.Pero si la muestra, que incluso podría llegar a los dos kilos, es suficiente, se colocará dentro de una cápsula de retorno para su regreso a la Tierra. El valioso material, que está previsto que caiga en algún lugar del desierto de Utah (EE.UU.) en 2023, mantendrá ocupadas a generaciones de investigadores en los laboratorios de la Tierra.
Antes que OSIRIS-REx, las misiones japonesas Hayabusa (que trajo restos a la Tierra en junio de 2010) y Hayabusa 2 (que presumiblemente los arrancó en julio de 2019 y ahora viene de regreso) ya obtuvieron muestras de otros asteroides. Pero esta será la primera vez para la NASA. Además, Bennu es un asteroide primitivo, rico en carbono, que apenas ha sido alterado desde que se formó hace unos 4.500 millones de años, al mismo tiempo que la Tierra y otros planetas de nuestro sistema, por lo que puede decirnos mucho sobre nuestros orígenes. Y los de nuestros océanos. «La Tierra se formó en una región 'seca', y muy probablemente apenas tenía agua en sus orígenes. El agua y los orgánicos que han permitido el desarrollo de la vida muy probablemente tenga un origen extraterrestre. Provienen de los impactos de cometas y asteroides una vez que el planeta se formó y enfrió, por lo que estudiar a los asteroides primitivos es muy importante para comprender como se originó la vida en nuestro planeta», explica Licandro.
Colisión con la Tierra
Hay otros intereses para seguir la pista de Bennu, bautizado convenientemente con el nombre de un ave de la mitología egipcia asociada con la muerte (en cambio, OSIRIS-REx hace referencia al dios de la resurrección). La NASA lo considera potencialmente peligroso para la Tierra. Tiene una probabilidad entre 2.700 de impactar contra nuestro planeta durante uno de sus acercamientos a finales del próximo siglo. «Si algún día en el futuro lejano, Bennu acabara chocando los efectos que tendría sobre la biosfera serían catastróficos a nivel global. Pero, aunque podemos asegurar que no va a ocurrir en muchísimo tiempo, no es descartable que otros asteroides cercanos más pequeños lo hagan en tiempos no muy lejanos», indica Licandro. «Por eso, estudiar la estructura de un asteroide como Bennu es muy importante para poder establecer una estrategia que permita desviar un objeto así que determinemos que nos va a chocar», añade.
No solo eso. Como dice el investigador, la composición de Bennu también puede proporcionar algunas claves para el desarrollo de la aventura espacial humana. «Los asteroides ricos en agua pueden terminar siendo las gasolineras del espacio. El agua es imprescindible para mantener a nuestros viajeros con vida y llevarla de la Tierra es carísimo. Pero además, de ella se puede obtener oxígeno e hidrógeno para utilizarlo como combustible de nuestras naves».
Los trozos de asteroides primitivos que hemos recogido en la Tierra, las condritas carbonáceas, son muy débiles, y apenas sobreviven al entrar en la atmósfera. «El poder traer muestras de estos objetos tal como están en el espacio, sin contaminación, puede depararnos muchas sorpresas», asegura Licandro.
La NASA toca con éxito el asteroide Bennu en una misión «histórica»
La agencia espacial confirma el contacto durante la retransmisión en directo de las evoluciones de la sonda
Lugar de recogida de la muestra en el asteroide Bennu - NASA
La sonda OSIRIS-REx de la NASA extendió esta madrugada su brazo robótico y tocó durante apenas durante unos s egundos el asteroide Bennu, como estaba previsto, para recoger una muestra de su superficie que será devuelta a la Tierra en 2023. [Así te lo contamos en directo]. Sin embargo, aún habrá que esperar algunos días para confirmar que la recogida ha tenido éxito, cuando los investigadores puedan analizar los millares de datos e imágenes que ha comenzado a enviar la nave.
«Contacto confirmado... Toma de muestras terminada», anunciaba la agencia espacial durante una retransmisión en directo de las evoluciones de la sonda. En la sala de control estallaba una ovación de todo el equipo. Dante Lauretta, jefe de la misión, aseguraba: «Todo ha ido perfectamente. Hoy hemos escrito una nueva página en la Historia».
La misión OSIRIS-REx comenzó hace cuatro años y desde 2018 orbitaba alrededor del Bennu, un antiguo asteroide bien conservado, que actualmente se encuentra a más de 321 millones de kilómetros de la Tierra. Bennu ofrece a los científicos una ventana al sistema solar primitivo, ya que se formó hace miles de millones de años y puede contener los ingredientes que podrían haber ayudado a sembrar la vida en la Tierra. Si el evento de recolección de muestras, conocido como «Touch-And-Go» (TAG), logró atrapar suficiente polvo y guijarros (al menos 60 gramos y hasta 2 kilos), la nave comenzará su viaje de regreso a la Tierra en marzo de 2021. De lo contrario, se preparará para otro intento en enero.
Descenso de cuatro horas
A las 7.50 hora peninsular española, OSIRIS-REx encendió sus propulsores para salir de la órbita alrededor de Bennu. Extendió su brazo de muestreo de 3,35 metros, conocido como Mecanismo de adquisición de muestras Touch-and-Go (TAGSAM), y descendió 805 metros hacia la superficie. Después de un descenso de cuatro horas, a una altitud de aproximadamente 125 metros, la nave ejecutó el encendido «Checkpoint», la primera de dos maniobras para permitirle apuntar con precisión al sitio de recolección de muestras, en un cráter conocido como Nightingale.
Diez minutos más tarde, la nave espacial encendió sus propulsores para el segundo encendido «Matchpoint» para ralentizar su descenso y coincidir con la rotación del asteroide en el momento del contacto. Luego continuó 11 minutos más allá de una roca del tamaño de un edificio de dos pisos, apodada «Mount Doom», para aterrizar en un lugar despejado en un cráter en el hemisferio norte de Bennu. Del tamaño de un pequeño aparcamiento para coches, el lugar escogido en Nightingale es uno de los pocos relativamente despejados en el asteroide.
«Hazaña increíble»
«Ha sido una hazaña increíble. Hoy hemos avanzado tanto en la ciencia como en la ingeniería para futuras misiones que estudien a estos misteriosos narradores antiguos del sistema solar», ha dicho Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. «Un pedazo de roca primordial que ha sido testigo de toda la historia de nuestro sistema solar puede estar ahora listo para volver a casa para generaciones de descubrimientos científicos, y no podemos esperar a ver qué viene después», ha subrayado.
En la misma línea, Jim Bridenstine, administrador de la NASA, no disimulaba su orgullo tras la hazaña de OSIRIS-REx, hablando de cómo su equipo ha superado «desafíos increíbles» para «tener en nuestras manos una pieza del sistema solar más antiguo».
Pero como dice Dante Lauretta, investigador principal de la misión en la Universidad de Arizona, «aún queda mucho trabajo por delante para determinar la masa recolectada». Todos los datos de telemetría de la nave espacial indican que la maniobra TAG se ejecutó como se esperaba. Sin embargo, el equipo de OSIRIS-REx tardará aproximadamente una semana en confirmar cuánta muestra recolectó la nave espacial.
Una «barra de chocolate»
Los datos en tiempo real indican que el TAGSAM contactó con éxito la superficie y disparó una ráfaga de gas nitrógeno. El gas debería haber levantado polvo y guijarros en la superficie de Bennu, algunos de los cuales deberían haber sido capturados en el cabezal de recolección del brazo. Los ingenieros de OSIRIS-REx también confirmaron que poco después de que la nave espacial hiciera contacto con la superficie, encendió sus propulsores y se alejó de Bennu de manera segura.
«La maniobra TAG de hoy fue histórica», ha dicho Lori Glaze, directora de la División de Ciencias Planetarias en la Sede de la NASA en Washington. «Es difícil expresar con palabras lo emocionante que fue recibir la confirmación de que la nave espacial tocó con éxito la superficie y disparó una de las botellas de gas», ha añadido Michael Moreau, subdirector del proyecto OSIRIS-REx en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
La nave espacial llevó a cabo TAG de forma autónoma, con instrucciones preprogramadas de ingenieros en la Tierra. Ahora, el equipo OSIRIS-REx comenzará a evaluar si la nave espacial obtuvo algún material y, de ser así, cuánto; el objetivo es al menos 60 gramos, lo que equivale aproximadamente a una barra de chocolate de tamaño completo.
Medir la muestra
Los ingenieros y científicos de OSIRIS-REx utilizarán varias técnicas para identificar y medir la muestra de forma remota. Primero, compararán imágenes del sitio Nightingale antes y después de TAG para ver cuánto material de la superficie se movió en respuesta a la explosión de gas. «Si TAG causó una alteración significativa en la superficie, probablemente recolectamos mucho material», ha señalado Moreau.
A continuación, el equipo intentará determinar la cantidad de muestra recolectada. Un método implica tomar fotografías del cabezal TAGSAM con una cámara conocida como SamCam , que se dedica a documentar el proceso de recolección de muestras y determinar si el polvo y las rocas llegaron al cabezal colector. Una indicación indirecta será la cantidad de polvo que se encuentra alrededor del cabezal del recolector de muestras. Los ingenieros de OSIRIS-REx también intentarán tomar fotografías que, dadas las condiciones de iluminación adecuadas, podrían mostrar el interior de la cabeza para que los ingenieros puedan buscar evidencia de muestra dentro de ella.
Un par de días después de que se analicen las imágenes de SamCam, la nave espacial intentará otro método para medir la masa de la muestra recolectada determinando el cambio en el «momento de inercia» de la nave espacial, lo que describe cómo se distribuye la masa y cómo afecta la rotación del cuerpo alrededor de un eje central. Esta maniobra implica extender el brazo TAGSAM hacia el costado de la nave espacial y hacer girar lentamente la nave alrededor de un eje perpendicular al brazo. Esta técnica es análoga a una persona que gira con un brazo extendido mientras sostiene una cuerda con una pelota unida al extremo. La persona puede sentir la masa de la pelota por la tensión en la cuerda. Habiendo realizado esta maniobra antes de la recogida, y ahora después, los ingenieros pueden medir el cambio en la masa del cabezal de recolección como resultado de la muestra en su interior.
Si después de todas estas pruebas los investigadores están seguros de que tienen la muestra, tomarán la decisión de almacenarla el 30 de octubre. Para ello, ordenarán al brazo robótico que coloque el cabezal del recolector de muestras en la cápsula de retorno de muestras (SRC), ubicada en el cuerpo de la nave espacial. SRC se cerrará y la nave espacial se preparará para su partida de Bennu en marzo de 2021. Sin embargo, si resulta que la nave espacial no recolectó suficiente muestra en Nightingale, intentará otra maniobra TAG el 12 de enero de 2021. Si eso ocurre, aterrizará en el sitio llamado Osprey, que es otra área relativamente libre de rocas dentro de un cráter cerca del ecuador de Bennu.
La nave espacial está programada para regresar a la Tierra el 24 de septiembre de 2023, cuando lanzará el SRC en paracaídas hacia el desierto occidental de Utah, donde los científicos estarán esperando para recogerlo.