La nave espacial OSIRIS-REx toca con éxito un asteroide

La nave espacial de la NASA Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer (OSIRIS-REx) desplegó su brazo robótico el 20 de octubre, y en una primicia para la agencia, tocó brevemente un asteroide para recoger polvo y guijarros de la superficie para poder llevarlos a la Tierra en 2023.

Este antiguo asteroide bien conservado, conocido como Bennu, está actualmente a más de 321 millones de kilómetros de la Tierra. Bennu ofrece a los científicos una ventana al sistema solar primitivo tal como se formó hace miles de millones de años y posee 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), proporcionó suficiente muestra, los equipos de la misión ordenarán a la nave espacial que empiece a guardar la preciosa carga para comenzar su viaje de regreso a la Tierra en marzo de 2021. De lo contrario, se prepararán para otro intento en enero.

A la 1:50 p.m. hora de la costa este de EE.UU., OSIRIS-REx disparó sus propulsores para salir de la órbita alrededor de Bennu. Extendió el hombro, luego el codo, y luego la muñeca de su brazo de muestreo de 3,35 metros de largo, un sistema conocido como Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM), y transitó sobre Bennu mientras descendía cerca de 805 metros hacia la superficie. Después de un descenso de cuatro horas, a una altitud de aproximadamente 125 metros, la nave espacial ejecutó un encendido en el "Punto de Control", la primera de las dos maniobras que le permitieron apuntar con precisión al lugar de recogida de muestras, conocido como "Ruiseñor" (Nightingale).

Diez minutos más tarde, la nave espacial disparó sus propulsores para el segundo encendido ("Matchpoint") para reducir su descenso y coincidir con la rotación del asteroide en el momento del contacto. Luego continuó una fase de costeo de 11 minutos, sobrepasando una roca del tamaño de un edificio de dos pisos apodada "Monte Doom", para acabar aterrizando en un lugar despejado en un cráter del hemisferio norte de Bennu. Del tamaño de un pequeño aparcamiento, el lugar Nightingale es uno de los pocos puntos relativamente claros en esta inesperada roca espacial cubierta de cantos rodados.

Todos los datos de telemetría de la nave espacial indicaron que el evento TAG fue ejecutado como se esperaba. Sin embargo, el equipo de OSIRIS-REx tardará una semana en confirmar cuánta muestra ha recogido la nave espacial.

Concepción artística de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA recogiendo una muestra del asteroide Bennu. (Foto: NASA/Goddard/University of Arizona)

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 removido polvo y guijarros en la superficie de Bennu, algunos de los cuales deberían haber sido capturados en el cabezal de recolección de muestras del TAGSAM. Los ingenieros de OSIRIS-REx también confirmaron que poco después de que la nave espacial hiciera contacto con la superficie, disparó sus propulsores y se alejó con seguridad de Bennu.

La nave espacial llevó a cabo el TAG de forma autónoma, con instrucciones preprogramadas de los ingenieros de la Tierra. Ahora, el equipo de OSIRIS-REx comenzará a evaluar si la nave espacial capturó algún material, y si es así, cuánto; el objetivo es al menos 60 gramos, lo que equivale aproximadamente a una barra de caramelo de tamaño normal.

Los ingenieros y científicos de OSIRIS-REx utilizarán varias técnicas para identificar y medir la muestra a distancia. Primero, compararán imágenes del sitio Nightingale antes y después del TAG para ver cuánto material de la superficie se movió en respuesta a la explosión de gas.

A continuación, el equipo intentará determinar la cantidad de muestra recogida. Uno de los métodos consiste en tomar fotografías de la cabeza del TAGSAM con una cámara conocida como SamCam, que se ha dedicado a documentar el proceso de recolección de muestras y determinar si el polvo y las rocas llegaron al cabezal del colector. Una indicación indirecta será la cantidad de polvo que se encuentre alrededor del cabezal colector de muestras. Los ingenieros de OSIRIS-REx también intentarán tomar fotos que podrían, dadas las condiciones de iluminación adecuadas, mostrar el interior del cabezal para que los ingenieros puedan buscar pruebas de la presencia de la muestra en su interior.

Un par de días después de que se analicen las imágenes de la SamCam, la nave espacial intentará otro método para medir la masa de la muestra recogida determinando el cambio en el "momento de inercia" de la nave espacial, una frase que describe cómo se distribuye la masa y cómo afecta a la rotación del cuerpo alrededor de un eje central. Esta maniobra consiste en extender el brazo del TAGSAM hacia el lado de la nave espacial y hacer girar lentamente el vehículo alrededor de un eje perpendicular al brazo. Esta técnica es análoga a la de una persona que gira con un brazo extendido mientras sostiene una cuerda con una pelota sujeta al extremo. La persona puede sentir la masa de la pelota por la tensión de la cuerda. Habiendo realizado esta maniobra antes del TAG, y ahora después, los ingenieros pueden medir el cambio en la masa del cabezal de recolección como resultado de la muestra en su interior.

Para almacenar la muestra, los ingenieros ordenarán al brazo robótico que coloque el cabezal recolector de muestras en la cápsula de retorno de muestras (SRC), situada en el cuerpo de la nave espacial. El brazo de toma de muestras se retraerá entonces hacia el costado de la nave espacial por última vez, la SRC se cerrará, y la nave espacial se preparará para su salida de Bennu en marzo de 2021, la próxima vez que Bennu se alineará correctamente con la Tierra para un vuelo de retorno con mayor eficiencia de combustible.

Sin embargo, si resulta que la nave espacial no recogió suficientes muestras en Nightingale, intentará otra maniobra TAG el 12 de enero de 2021. Si eso ocurre, aterrizará en el sitio de reserva llamado "Osprey", que es otra área relativamente libre de piedras dentro de un cráter cerca del ecuador de Bennu.

El OSIRIS-REx fue lanzado desde la estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida el 8 de septiembre de 2016. Llegó a Bennu el 3 de diciembre de 2018, y comenzó a orbitar el asteroide por primera vez el 31 de diciembre de 2018. La nave espacial está programada para regresar a la Tierra el 24 de septiembre de 2023, cuando lanzará el SRC en paracaídas sobre el desierto occidental de Utah, donde los científicos estarán esperando para recogerlo. (Fuente: NCYT Amazings)