La nave espacial OSIRIS-REx de la NASA toca con éxito el asteroide Bennu.

La misión OSIRIS-REx de la NASA se prepara para tocar la superficie del asteroide Bennu.
Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona.

La nave espacial Orígenes, interpretación espectral, identificación de recursos, seguridad, explorador de regolitos (OSIRIS-REx) de la NASA desplegó su brazo robótico el martes y, por primera vez para la agencia, tocó brevemente un asteroide para recolectar polvo y guijarros de la superficie para enviarlos y depositarlos en la Tierra en 2023.

Este antiguo asteroide bien conservado, conocido como Bennu, se encuentra actualmente a más de 321 millones de kilómetros de la Tierra. Bennu ofrece a los científicos una ventana al Sistema Solar primitivo, ya que tomó forma por primera vez hace miles de millones de años y arrojó ingredientes que podrían haber ayudado a sembrar la vida en la Tierra. Si el evento de recolección de muestras del martes, conocido como “Touch-And-Go” (TAG), pha proporcionado suficiente muestra, los equipos de la misión ordenarán a la nave espacial que comience a estibar la preciosa carga primordial para comenzar su viaje de regreso a la Tierra en marzo de 2021. De lo contrario, se prepararán para otro intento en enero.

“Esta asombrosa primicia para la NASA demuestra cómo un equipo increíble de todo el país se unió y perseveró a través de desafíos increíbles para expandir los límites del conocimiento”, dijo el administrador de la NASA Jim Bridenstine. “Nuestros socios industriales, académicos e internacionales han hecho posible tener en nuestras manos una pieza del Sistema Solar más antiguo”.

A la 1:50 p.m. EDT, OSIRIS-REx encendió 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, conocido como Mecanismo de adquisición de muestras Touch-and-Go (TAGSAM), y atravesó Bennu mientras descendía aproximadamente 805 metros hacia la superficie. Después de un descenso de cuatro horas, a una altitud de aproximadamente 125 metros, la nave espacial ejecutó la quema “Checkpoint”, la primera de dos maniobras para permitirle apuntar con precisión al sitio de recolección de muestras, conocido como “Nightingale”.

Diez minutos más tarde, la nave espacial encendió sus propulsores para que el segundo encendido “Matchpoint” redujera su descenso y coincidiera 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, apodado “Mount Doom”, para aterrizar en un lugar despejado en un cráter en el hemisferio norte de Bennu. Del tamaño de un pequeño aparcamiento, el sitio Nightingale es uno de los pocos lugares relativamente despejados en esta roca inesperadamente cubierta de rocas espaciales.

“Esta fue una hazaña increíble, y hoy hemos avanzado tanto en la ciencia como en la ingeniería y nuestras perspectivas de futuras misiones para estudiar a estos misteriosos narradores antiguos del Sistema Solar”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en la sede de la agencia. 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 proporcionar descubrimientos científicos, y estamos ansiosos por ver qué viene después”.

“Después de más de una década de planificación, el equipo está encantado con el éxito del intento de muestreo de hoy”, dijo Dante Lauretta, investigador principal de OSIRIS-REx en la Universidad de Arizona en Tucson. “A pesar de que tenemos algo de trabajo por delante para determinar el resultado del evento, el contacto exitoso, el disparo de gas TAGSAM y el alejamiento de Bennu son logros importantes para el equipo. Espero analizar los datos para determinar la masa de muestra recolectada “.

Todos los datos de telemetría de la nave espacial indican que el evento TAG se ejecutó como se esperaba. Sin embargo, el equipo de OSIRIS-REx tardará aproximadamente una semana en confirmar cuánta muestra recogió la nave espacial.

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 debieron haber sido capturados en el cabezal de recolección de muestras TAGSAM. 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”, dijo Lori Glaze, directora de la División de Ciencias Planetarias en la Sede de la NASA en Washington. “El hecho de que hayamos tocado con seguridad y con éxito la superficie de Bennu, además de todos los otros hitos que esta misión ya logrados, es un testimonio del espíritu vivo de exploración que continúa descubriendo los secretos del Sistema Solar”.

Capturada el 11 de agosto de 2020 durante el segundo ensayo del evento de recolección de muestras de la misión OSIRIS-REx, esta serie de imágenes muestra el campo de visión del generador de imágenes SamCam cuando la nave espacial de la NASA se acercó a la superficie del asteroide Bennu. El ensayo llevó a la nave espacial a través de las primeras tres maniobras de la secuencia de muestreo a un punto aproximadamente a 40 metros sobre la superficie, después de lo cual la nave espacial realizó una combustión en retroceso.
Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona.

“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”, dijo Michael Moreau, subdirector del proyecto OSIRIS-REx en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. . “El equipo está ansioso por recibir las imágenes del evento TAG a última hora de esta noche y ver cómo respondió la superficie de Bennu al evento TAG”.

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 agarró 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.

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

“Nuestro primer indicio de si tuvimos éxito en la recolección de una muestra vendrá el 21 de octubre cuando bajemos la película de retroceso de la nave espacial”, dijo Moreau. “Si TAG causó una alteración significativa en la superficie, probablemente recolectamos mucho material”.

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 fotos que podrían, dadas las condiciones de iluminación adecuadas, mostrar el interior de la cabeza para que los ingenieros puedan buscar evidencia de muestra dentro de ella.

Estas imágenes muestran el cabezal de muestreo del mecanismo de adquisición de muestras Touch-and-Go OSIRIS-REx (TAGSAM) extendido desde la nave espacial en el extremo del brazo TAGSAM. La cámara SamCam de la nave espacial capturó las imágenes el 14 de noviembre de 2018 como parte de una verificación visual del sistema TAGSAM, que fue desarrollado por Lockheed Martin Space para adquirir una muestra de material de asteroide en un entorno de baja gravedad. La imagen fue un ensayo para una serie de observaciones que se tomarán en Bennu directamente después de la recolección de la muestra.
Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona.

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, una frase 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 espacial 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 TAG, y ahora después, los ingenieros pueden medir el cambio en la masa del cabezal de recolección como resultado de la muestra en el interior.

“Usaremos la combinación de datos de TAG y las imágenes post-TAG y la medición de masa para evaluar nuestra seguridad en que hemos recolectado al menos 60 gramos de muestra”, dijo Rich Burns, gerente de proyectos OSIRIS-REx en Goddard. “Si nuestra seguridad es alta, tomaremos la decisión de guardar la muestra el 30 de octubre”.

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), ubicada en el cuerpo de la nave espacial. Luego, el brazo de muestra se retraerá hacia el costado de la nave espacial por última vez, el SRC se cerrará y la nave espacial se preparará para su salida de Bennu en marzo de 2021; esta es la próxima vez que Bennu se alineará correctamente con la Tierra para el vuelo de regreso más eficiente en combustible.

Esta animación (silenciosa) muestra a la nave espacial OSIRIS-REx desplegando su mecanismo de adquisición de muestras Touch-and-Go (TAGSAM) para recolectar una muestra de regolito (rocas sueltas y tierra) de la superficie del asteroide Bennu. La cabeza del muestreador, con el regolito dentro de forma segura, se sella en la cápsula de retorno de muestra de la nave espacial, que será devuelta a la Tierra a fines de 2023. Los científicos estudiarán la muestra en busca de pistas sobre el Sistema Solar temprano y los orígenes de la vida.
Créditos: NASA / Goddard.

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 de respaldo llamado “Osprey”, que es otra área relativamente libre de rocas dentro de un cráter cerca del ecuador de Bennu.

OSIRIS-REx se lanzó 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 hacia el desierto occidental de Utah, donde los científicos estarán esperando para recogerlo.

Goddard proporciona gestión general de misiones, ingeniería de sistemas y garantía de seguridad y misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta, de la Universidad de Arizona, Tucson, es el investigador principal, y la Universidad de Arizona también dirige el equipo científico y la planificación de la observación científica y el procesamiento de datos de la misión. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial y está proporcionando operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace son responsables de la navegación de la nave espacial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx es la tercera misión del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington.