La nave espacial OSIRIS-REx abandonó al asteroide Bennu, con muestras de rocas de su superficie

En el cinturón principal de asteroides, a 334 millones de kilómetros de la Tierra, una pequeña nave espacial (OSIRIS-REx de la NASA), el 20 de octubre del 2020, descendió brevemente sobre la superficie del asteroide Bennu para recolectar muestras de polvo y rocas. Después de casi 5 años en el espacio, y 1 año orbitando al asteroide, la nave Osirix-Rex consiguió su objetivo para traerlo a la Tierra. La nave espacial ya está en camino de regreso con sus muestras del asteroide.

De los asteroides cercanos a la Tierra, el denominado 1999 RQ36, Bennu, está considerado como uno de los mas peligrosos (actualmente es uno de los de mayores posibilidades de impactar contra la Tierra a finales del S XXII), aunque escasas, dependiendo de las variaciones de su órbita debido a las influencias de otros planetas y del Sol.

Su órbita llegará a una distancia de la Tierra de 0.005 AU el 23.09.2060, aunque durante el próximo siglo lo hará a 0,003 AU. 1 AU (150 millones de kilómetros) es la distancian media que separa la Tierra del Sol.
Su acercamiento máximo al Sol (perihelio) queda en el interior de la órbita de la Tierra (0,89 AU) y su alejamiento máximo (afelio) llega casi a la órbita de Marte (1,35 AU). Tiene un periodo orbital de 436 días.

Un asteroide primigenio

Bennu representa a una garza en la mitología egipcia y significa «el que se alza por su brillo». Fue clasificado por la NASA como el mas accesible de entre los asteroides ricos en compuestos orgánicos del sistema solar primitivo. Estos, poco alterados por el tiempo, contienen el material original de polvo y gas de la nebulosa solar que colapsó para formar el Sol y nuestro sistema planetario hace unos 4.567 millones de años, por lo que puede decirnos mucho acerca de las condiciones primigenias que entonces hubo. Debido a que este asteroide es rico en carbono, un elemento clave en las moléculas orgánicas necesarias para la vida, puede enseñarnos también mucho sobre los componentes básicos que tuvieron lugar para el desarrollo de nuestro propio planeta.

Cinco años de viaje

Después de 5 años de vuelo, la nave espacial OSIRIS-REx llegó al asteroide Bennu el 3 de diciembre de 2018. Pero una vez allí el equipo de control vio que la superficie del asteroide no era como se esperaba: de arena como la de una playa, más bien se asustaron por la cantidad enorme de piedras y rocas que en él había. Por ello, el equipo de la misión de la NASA invitó al público en general a participar, a través de una web creada al efecto, para el estudio de otras áreas más adecuadas para el descenso.
Después de orbitarlo durante 1 año, analizando su superficie, buscando un lugar para tocar suelo, el 20 de octubre del 2020, la nave descendió brevemente sobre la superficie de Bennu para recolectar muestras de polvo y rocas y traerlas de vuelta a la Tierra.

Su órbita llegará a una distancia de la Tierra de 0.005 AU el 23.09.2060, aunque durante el próximo siglo lo hará a 0,003 AU. 1 AU (150 millones de kilómetros) es la distancian media que separa la Tierra del Sol.
Su acercamiento máximo al Sol (perihelio) queda en el interior de la órbita de la Tierra (0,89 AU) y su alejamiento máximo (afelio) llega casi a la órbita de Marte (1,35 AU). Tiene un periodo orbital de 436 días.

Regreso de OSIRIS-REx

El lunes 10 de mayo pasado, la nave espacial encendió sus motores principales a toda máquina durante siete minutos, su maniobra más significativa desde que llegó a Bennu en 2018. Esta quema la empujó, lejos del asteroide a casi 1.000 kilómetros por hora, poniéndolo en un crucero de 2,5 años de vuelo hacia la Tierra.
Después de orbitar al Sol por dos veces, la nave llegará a la Tierra el 24 de septiembre de 2023. A su regreso, la cápsula que contiene las muestras del asteroide Bennu se separará del resto de la nave espacial y entrará en la atmósfera terrestre. La cápsula se lanzará en paracaídas a un campo de pruebas y entrenamiento en el desierto occidental de Utah (USA), donde los científicos estarán esperando para recuperarla.
Para realizar el plan de la misión, varios ingenieros de navegación hicieron cálculos y escribieron un código de computadora para instruir a la nave espacial cuándo y cómo alejarse de Bennu. Después de partir del asteroide, realizar el vuelo de regreso de manera segura es el próximo objetivo crítico del equipo. Esto incluye la planificación de todas las maniobras futuras para mantener la nave espacial en el curso correcto a lo largo de todo su viaje.
Dado que Bennu está tan lejos de la Tierra, existe un retraso de 18,5 minutos para que la señal llegue desde la nave espacial, y el doble para que una instrucción vuelva desde la Tierra hasta la nave, y luego poder confirmar que la orden se ha llevado a cabo correctamente.
Las cámaras de navegación que ayudaron a orientar la nave espacial en relación con Bennu se apagaron el 9 de abril pasado, luego de tomar las últimas imágenes del asteroide. Con Bennu en el espejo retrovisor, los ingenieros están utilizando la Red del Espacio Profundo de la NASA para comunicaciones globales de naves espaciales y así dirigir a OSIRIS-REx enviándole señales de radio. Al medir la frecuencia de las ondas devueltas por el transpondedor de la nave espacial, los ingenieros calculan cuánto tardan las señales de radio en llegar desde ella hasta la Tierra para determinar su ubicación y así poder saber también a qué velocidad se mueve OSIRIS-REx.
“Los muchos logros de OSIRIS-REx demostraron la forma audaz e innovadora en que se desarrolla la exploración espacial en tiempo real”, dijo Thomas Zurbuchen (administrador asociado de ciencia en la sede de NASA). «El equipo aceptó el desafío, y ahora tendremos una pieza primordial de nuestro sistema solar que regresa a la Tierra, donde muchas generaciones de investigadores podrán analizar sus secretos».

Nueva misión para OSIRIS-REx

La fecha de salida del 10 de mayo se programó con precisión en función de la alineación de Bennu con la Tierra. El objetivo de la maniobra de retorno es llevar la nave espacial hasta unos 10.000 kilómetros de la Tierra en septiembre de 2023. Aunque OSIRIS-REx todavía tiene mucho combustible restante, el equipo está tratando de preservarlo tanto como sea posible para una potencial misión extendida a otro asteroide después de devolver la cápsula de muestras a la Tierra. El equipo investigará la viabilidad de tal misión en el verano de este año.
El rumbo de la nave espacial estará determinado principalmente por la gravedad del Sol, pero los ingenieros necesitarán ocasionalmente hacer pequeños ajustes de rumbo a través de quemaduras del motor.
El equipo realizará las últimas modificaciones de vuelo, unas semanas antes del reingreso a la Tierra con el objeto de establecer con precisión la ubicación y el ángulo de liberación de la cápsula para su rentrada en la atmósfera de la Tierra. Si el ángulo es demasiado bajo, la cápsula podría rebotar en la atmósfera como un guijarro que salta en un lago, y si es demasiado grande, la cápsula podría quemarse debido a la alta fricción con la atmósfera y al calor que alcanzaría. Si OSIRIS-REx no libera la cápsula, el equipo también tiene un plan de respaldo para desviarla de la Tierra y volver a intentarlo en 2025.

Superando dificultades

La misión de OSIRIS-REx ha tenido que superar muchas dificultades durante su ejecución.
Antes de la recolección de muestras, una serie de hechos inesperados que se produjeron sobre la superficie del asteroide, mantuvieron al equipo alerta: una semana después de que la nave espacial entrara en su primera órbita alrededor de Bennu, el 31 de diciembre de 2018, el equipo percibió que el asteroide estaba lanzando pequeños trozos de roca al espacio, debido a los saltos térmicos que las fractura y los produce, para después arrojarlos al vacío por la rotación y su baja gravedad. El equipo tuvo que verificar estos hechos y comprobar que no generarían riesgos para OSIRIS-REx.
Más recientemente, en medio de una pandemia global, el equipo ejecutó la operación más crítica de la misión, recolectando más de 60 gramos de suelo de la superficie de Bennu.

Al llegar al asteroide, los miembros del equipo también se sorprendieron al descubrir que Bennu estaba lleno de rocas de una manera que no habían previsto.
“Realmente teníamos la idea de que estábamos llegando a un asteroide con terreno abierto”, dijo Heather Enos , investigadora principal adjunta de OSIRIS-REx. «La realidad fue una gran sorpresa».
Para superar lo abrupto e inesperado de la superficie de Bennu, los ingenieros tuvieron que desarrollar rápidamente una técnica de navegación más precisa para apuntar a sitios más pequeños de lo esperado para la recolección de las muestras. Incluso necesitaron convocar la colaboración exterior de participantes voluntarios que fueran capaces de analizar las dificultades del suelo para escoger el lugar menos difícil.
La misión OSIRIS-REx fue fundamental tanto para confirmar como para rebatir algunos presupuestos científicos: entre los confirmados se encontraba una técnica que utilizaba observaciones desde la Tierra para predecir que los minerales del asteroide serían ricos en carbono y mostrarían signos de agua antigua . En cambio, un hallazgo que resultó sorprendente fue que Bennu no tuviera una superficie tan lisa como creyeron, circunstancia que los científicos habían previsto midiendo la cantidad de calor que irradiaba; muy al contrario, al llegar allí descubrieron que tenía un suelo muy accidentado.
Los científicos utilizarán la información obtenida sobre Bennu para perfeccionar los modelos teóricos y mejorar las predicciones futuras.
“Esta misión enfatiza el porqué tenemos que hacer ciencia y exploración de múltiples formas, tanto desde la Tierra como desde el espacio en misiones “in situ”, porque las suposiciones y modelos son solo eso”, dijo la doctora Enos.

Poder analizar elementos primigenios de la construcción planetaria no solo enseña a los científicos como se formó nuestro planeta y los demás planetas terrestres: Mercurio, Venus, Marte. También su exploración directa es necesaria para saber de qué están hechos y así poder establecer estrategias de Defensa Planetaria en previsión de un ocasional impacto.

José Mª Moreno Ibáñez
AC/19.52
San Joaquín de Flores, 20 de mayo de 2021

Referencias:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-osiris-rex-spacecraft-heads-for-earth-with-asteroid-sample