¿Pensaste que Rosetta lo pasó mal? Los científicos están a punto de intentar un aterrizaje espacial aún más audaz

Una vez más, los científicos están tratando de aterrizar en un asteroide, y el equipo de Hayabusa2 sabe que cualquier cosa puede salir mal.

Vuela, aterriza, regresa: este es el verano de misiones para devolver la muestra de asteroide. El japonés Hayabusa2 finalmente ha alcanzado la órbita alrededor de Ryugu después de viajar durante tres años y medio, mientras que el estadounidense OSIRIS-Rex llegará a Bennu en agosto. Tanto interés por los asteroides está totalmente justificado: no solo son cápsulas de tiempo desde la formación de nuestro sistema solar, sino que también son ricos en carbono y cercanos a la Tierra, con órbitas más cercanas que Marte. Comprenderlos ayudará a los científicos a darse cuenta juntos de cómo se forman los planetas y adelantar planes futuros para la minería de asteroides.

Pero son bastante pequeños – cuatro veces más pequeños, de hecho, que el cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko alcanzó en 2014 la célebre nave espacial Rosetta y su módulo de aterrizaje, Philae. días de solo siete horas y media. Bennu tiene menos de 500 metros, aproximadamente el doble del ancho del río Támesis en el Puente de Londres, con un día aún más corto de poco más de cuatro horas. Entonces, ¿cómo aterrizas una nave espacial en una? Con mucho peso.

Entrar en órbita alrededor de un asteroide es un juego lento y paciente dictado por la física de la dinámica orbital. “Conoces la órbita del asteroide, conoces la órbita de la Tierra, conoces la rotación de la Tierra y luego puedes calcular exactamente cuándo tienes que dejar la superficie de nuestro planeta para llegar allí”, dijo Dante Lauretta, investigador jefe de OSIRIS-Rex y un miembro del equipo de Hayabusa2.

“Tienes que volar en formación con el asteroide, así que te deslizas sobre él mientras te mueves en la misma dirección”, agrega. Es como un par de autos corriendo juntos en una carretera. “Para mover algo de un automóvil a otro, hay que acercarse a él y ajustar su velocidad para que, en comparación con el automóvil, no parezca que se está moviendo”, dice Lauretta. “Solo extiende la mano y dale algo al otro pasajero”. Cada nave espacial debe realizar esta tarea para dejar la Tierra e igualar la velocidad a su destino.

La microgravedad complica las cosas

Pero operar en el entorno de microgravedad de un asteroide presenta desafíos únicos. Hay presión de radiación del sol, liberación de la nave espacial, radiación térmica y calor que sale del asteroide, todo lo cual puede tener casi tanto efecto en la nave espacial como la gravedad, dice Lauretta. “Es muy complicado, porque tenemos todas estas pequeñas fuerzas golpeándonos”.

Hayabusa2 se encuentra ahora exactamente en esta región desordenada y compleja, orbitando a solo 20 km sobre la superficie de Ryugu, mientras los científicos de la misión intentan frenéticamente caracterizar la superficie y localizar el lugar de aterrizaje más seguro e interesante. “Queremos tratar de limpiar con regularidad y hacer esto mientras mantenemos la nave espacial segura”, dice Lucille Le Corre, investigadora de la misión Hayabusa2, que también trabaja en la misión OSIRIS-Rex.

“Creo que lo más difícil para el touchdown es dónde aterrizar”, dice Makoto Yoshikawa, el gerente de la misión Hayabusa2. “Si miras la imagen de Ryugu, puedes encontrar muchas rocas en la superficie. Necesitamos buscar la superficie lisa al tacto. Quizás esto sea muy difícil para este caso. “

La microgravedad significa que estas rocas espaciales, en esencia, montones de grava unidas, no se comportan como cabría esperar en la Tierra. “Si fueras un hombre en un asteroide y metieras tu brazo en los guijarros, sacarías tu brazo y estaría cubierto de guijarros como si hubieras metido la mano en un frasco de azúcar en polvo o harina aquí en la Tierra”. , dice Alessondra Springmann, científica planetaria de la Universidad de Arizona.

Coleccion de muestra

Luego, debe eliminar las muestras de la superficie: la nave espacial no aterrizará y eliminará algunos materiales. Hayabusa2 tiene un impacto cinético, que es lo que decimos en una empresa educada cuando no queremos decir la palabra “bomba”, dice Springmann. Este impactador formará un pequeño cráter de dos a tres metros de diámetro en la superficie de Ryugu. Luego, el barco descenderá muy suavemente hasta el cráter, recogerá la evidencia, “luego la reservará desde allí y, con suerte, volverá a la Tierra”, agrega.

La idea es traer la nave espacial a principios del próximo año, con dos posibles touchdowns más en los próximos meses antes de partir hacia la Tierra a fines de 2019.

Este no es el primer intento de Japón de llevar a cabo una misión de muestreo de asteroides. El primer Hayabusa se encontró con el asteroide Itokawa en 2005, devolviendo con éxito 1.500 partículas a la Tierra, durante una misión en la que hizo todo lo que podía salir mal. El procedimiento de muestreo de la nave espacial se interrumpió durante ambos intentos de aterrizaje. “Hayabusa aterrizó dos veces: el primer aterrizaje fue un fracaso porque fue un aterrizaje de emergencia y el segundo estuvo bien, pero el proyectil no se disparó”, dice Yoshikawa. Esta vez, con Hayabusa2, espera aterrizar sin problemas.

Para hacer esto sin problemas, muchas interacciones deben ser programadas y repetidas en el tiempo, explica Springmann; debido al retraso en distancias tan largas, es posible que los controladores no puedan hacer mucho si algo comienza a salir mal.

voy a volver a casa

Hayabusa2 no llegó a Ryugu solo, sino que fue escoltado por una “miniflota” de naves espaciales más pequeñas, que harán más saltos en la superficie tomando medidas en diferentes lugares, dice Springmann. El módulo de aterrizaje MASCOT de fabricación alemana estudiará la composición y propiedades de la superficie del asteroide, mientras que los tres módulos de aterrizaje MINERVA, los sucesores de un módulo de aterrizaje fallido que acompañaba al Hayabusa original, recopilarán imágenes y temperaturas de la superficie.

Si todo va bien, después de 18 meses de estudiar el asteroide, Hayabusa2 regresará a la Tierra con preciosas muestras de Ryugu a bordo. Cuando esté cerca de casa, una cápsula de retorno de muestra se separará de la nave espacial, utilizando escudos térmicos y paracaídas para quemar la tasa de reentrada de la gravedad de la Tierra.

Con más de 700.000 asteroides conocidos y más de ellos descubiertos todo el tiempo, los científicos suelen utilizar telescopios para estudiarlos. Pero la interpretación de las propiedades de un objeto solo mirándolo como un punto de luz o como un meteorito ocasional es limitada. Por lo tanto, las misiones de muestreo de asteroides son esenciales para probar modelos, suposiciones y propiedades deducidas por telescopios o meteoritos. Cuando los meteoritos caen a la Tierra, se destruyen en gran medida. Lo que no se destruye “se erosiona con bastante rapidez y la composición se degrada”, dice Le Corre. Las misiones de muestreo de asteroides son esenciales para probar modelos, suposiciones y propiedades inferidas deducidas por telescopios o meteoritos.

Ryugu y Bennu son carbonáceos, lo que significa que son ricos en carbono, y el material del que están hechos no ha cambiado mucho desde que se formó el sistema solar hace 4.600 millones de años. La evidencia permitirá a los científicos investigar las moléculas orgánicas en el sistema solar muy temprano, proporcionando potencialmente una perspectiva sobre los orígenes de la vida.

Si bien tanto Hayabusa2 como OSIRIS-Rex son ejemplos de misiones de regreso, Lauretta dice que no es una competencia. Las agencias ya han acordado compartir cualquier muestra que se devuelva con éxito a la Tierra. Si una misión falla, todos todavía tienen muestras en las que trabajar. Si ambos tienen éxito, obtendrán una mayor diversidad de pruebas. “De alguna manera somos la póliza de seguro mutuo”, dice Lauretta, y agrega que cada asteroide es su propio mundo único y que vale la pena explorar. Obtener evidencia de ellos realmente nos ayudará a comprender juntos la historia geológica de nuestro sistema solar. “

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