La NASA construye laboratorios para estudiar nuevas muestras de asteroides, misterios cósmicos.

Cuando la nave espacial OSIRIS-REx toque el asteroide Bennu, capturará la primera muestra de un asteroide de la NASA y proporcionará especímenes raros para la investigación que los científicos esperan les ayude a arrojar luz sobre los muchos misterios de la formación de nuestro Sistema Solar.

La muestra está programada para regresar a la Tierra en 2023 para ser examinada y almacenada en instalaciones de tratamiento de última generación que ahora se están construyendo en el Centro Espacial Johnson en Houston. Los laboratorios serán administrados por la división de Ciencias de Exploración e Investigación de Astromateriales de la NASA, también conocida como ARES. La división alberga las colecciones de astromateriales más importantes del mundo, incluidas rocas lunares, partículas de viento solar, meteoritos y muestras de cometas, y a algunos de los expertos que las investigan.

Ansiando la llegada

Los científicos están ansiosos por examinar la muestra de Bennu porque se cree que es un remanente rocoso relativamente inalterado de los primeros días del Sistema Solar. El estudio de la muestra de Bennu podría revelar importantes conocimientos sobre la formación y la naturaleza del Sistema Solar, los asteroides y otros pequeños cuerpos celestes. En particular, los científicos están ansiosos por estudiar la existencia de agua y compuestos orgánicos, como los aminoácidos en los asteroides, porque se sabe que estos químicos están involucrados en muchos procesos importantes, incluida la aparición de vida en la Tierra antigua.

Representación del nuevo laboratorio de asteroides que se está construyendo en el Centro Espacial Johnson. Cuando las muestras se devuelvan a la Tierra en 2023, se llevarán a este laboratorio para su curación y examen inicial.

Sin embargo, para aprender esos secretos científicos, los investigadores deben tener cuidado de preservar, proteger y manipular adecuadamente lo que esperan que sea entre 60 y 2000 gramos de la superficie de guijarros del asteroide, llamado regolitos. Para hacerlo, ARES está desarrollando nuevos laboratorios de conservación e investigación, instalaciones de limpieza, herramientas y áreas de almacenamiento de asteroides que permitirán a los investigadores estudiar el material hasta el nivel molecular sin dañarlo.

ARES comenzó a planificar la misión hace más de 15 años, y el esfuerzo de tratamiento está dirigido por Kevin Righter, curador de la colección de meteoritos antárticos en Johnson, que incluye muestras que pueden ser similares a rocas del asteroide Bennu.

“Después de años de planificación, archivo, lanzamiento, estudio y ahora de muestreo, estoy un poco al borde de mi asiento para ver lo que recopilamos en comparación con lo que esperábamos”, dijo Righter.

Righter está liderando un equipo de científicos de tratado de asteroides de ARES que incluye a la curadora adjunta de OSIRIS-REx Keiko Messenger, Nicole Lunning y Christopher Snead.

Algo a cambio

En 2023, OSIRIS-REx pasará por la Tierra y liberará la muestra de asteroide en una cápsula que aterrizará en el desierto de Utah. Allí, el personal de ARES estará listo para salvaguardar la muestra y prepararla para su entrega a Houston. Harán el trabajo dentro de una sala limpia temporal instalada en un hangar de aviones cercano, tal como lo hizo ARES después de que la cápsula de muestra del cometa Stardust aterrizó con éxito en 2006.

Lunning es un científico que trabaja junto a Righter durante el procesamiento inicial de la muestra de asteroide.

“Estoy muy emocionado de ver la muestra e interactuar con ella”, dijo Lunning. “Antes de que llegue, nos prepararemos de muchas maneras, como por ejemplo, realizando ensayos de extracción y desmontaje de la cápsula de retorno de muestra para asegurarnos de que el evento real se desarrolle de la mejor manera posible y la muestra esté protegida”.

Después del aterrizaje, la muestra será transportada a las nuevas salas blancas de Johnson. Allí, Righter, Messenger, Lunning, Snead y otros miembros del personal de ARES realizarán exámenes iniciales básicos de la muestra para caracterizarla, catalogarla digitalmente, prepararla y dividirla para su estudio por otros investigadores.

Los primeros científicos en echar un vistazo a la muestra de Bennu serán un equipo científico multiinstitucional y multigeneracional de la misión OSIRIS-REx que estudiará su composición química y mineralógica, entre otros aspectos, para completar los objetivos científicos oficiales de la misión. Una vez finalizados los primeros estudios de la misión, ARES archivará aproximadamente el 75% de la muestra para ser utilizada en el futuro por investigadores de todo el mundo.

Un socio internacional que recibe una parte de la muestra es la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, que a cambio le está dando a la NASA una muestra de su misión Hayabusa2 al asteroide Ryugu. Como parte de los preparativos, la NASA está construyendo un laboratorio separado para las muestras de Hayabusa2 junto a las salas OSIRIS-REx para que puedan compartir la infraestructura comúnmente necesaria, como sistemas de manejo de aire y entornos de almacenamiento de nitrógeno. La tratadora adjunta de OSIRIS-REx, Keiko Messenger, también es la tratadora de la colección Hayabusa2.

La Agencia Espacial Canadiense, que contribuyó con el instrumento OSIRIS-REx Laser Altimeter (OLA) a la misión, también recibirá parte de la muestra de Bennu como parte de esta asociación internacional.

Las pequeñas cosas son las que importan

Los científicos quieren estudiar la muestra de Bennu porque el material del asteroide no se verá alterado por eventos o procesos importantes que puedan afectar a los meteoritos, como un viaje ardiente a través de nuestra atmósfera o la exposición al aire o al agua en la superficie de la Tierra. Los datos de OSIRIS-REx también indican que las rocas de Bennu son tan frágiles que no podrían llegar intactas a la superficie de la Tierra. Eso significa que los investigadores de ARES necesitan desarrollar técnicas para extraer, manipular y examinar cuidadosamente las muestras de manera que mantengan su estado prístino.

Snead es un experto en el manejo de astromateriales hasta las partículas microscópicas más pequeñas. Una gran parte de su trabajo es descubrir cómo trabajar con partículas de menos de un milímetro de tamaño para que los científicos puedan aprender más sobre la estructura del asteroide, la química y las fuerzas que las influyen.

“El rango de tamaño es un desafío porque cuando las cosas son tan pequeñas, la gravedad ya no es la fuerza principal que afecta su comportamiento”, dijo Snead. “En cambio, las fuerzas electrostáticas e intermoleculares son dominantes. Por ejemplo, si recoges una partícula de 200 micrómetros (aproximadamente el doble del grosor de un cabello humano) con unas pinzas muy finas y luego abres las pinzas, la partícula probablemente no caerá. En cambio, probablemente se pegará a un lado de las pinzas debido a las fuerzas estáticas y moleculares, por lo que debemos aprender a lidiar con eso “.

El trabajo de Snead también representa la red de seguridad de la NASA para la misión. En el caso de que OSIRIS-REx no pueda recolectar una muestra grande con su colector principal después de hasta tres intentos, el colector también cuenta con pequeñas almohadillas de metal que parecen velcro. Las pruebas de los científicos muestran que los granos finos deben quedar atrapados en las almohadillas. Este material también podría proporcionar una muestra de la superficie más alta de Bennu si el muestreo sale según lo planeado. Actualmente, Snead está desarrollando técnicas para extraer limpiamente el regolito de esas almohadillas, por lo que los investigadores tienen la garantía de tener algo de Bennu para estudiar y garantizar que la misión sea un éxito general.