Ahora volando en formación con el asteroide Bennu, la nave espacial OSIRIS-REx pasará los próximos dieciocho meses inspeccionando esta pieza prístina del sistema solar primordial: mapeando su composición, estudiando sus movimientos y resolviendo por qué y por qué objetos similares. Esta encuesta inicial anticipa el Día de la Independencia 2020, cuando la nave espacial, del tamaño de un camión UPS con la movilidad de un colibrí, presionará su mecanismo de recolección de muestras contra Bennu para llevar a casa un bote sellado de asteroide premium de grado A para análisis en laboratorios de todo el mundo.
“Habremos visto a Bennu desde un punto de luz, y una vez de vuelta en la Tierra, hasta sus átomos constituyentes. Es bastante asombroso. No hay otro cuerpo para el que sea cierto ", dice Dante Lauretta, investigador principal de la misión, desde su oficina en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona. Piensa por un momento y agrega: "Quizás Wild 2".
El cometa Wild 2 fue muestreado por la misión Stardust de la NASA en 2004. Fue la primera misión de devolución de muestras de la agencia desde el programa Apollo, aunque no se acercó a la audacia de lo que Lauretta y su equipo están haciendo en Bennu. Stardust recolectó partículas en la estela del cometa, la mayor de las cuales tenía aproximadamente un milímetro, y encontró aminoácidos esenciales para la vida, cambiando la comprensión científica de la formación de cometas. OSIRIS-REx, por otro lado, llevará a casa hasta 4.4 libras del asteroide carbonoso. Es imposible predecir lo que revelará su cantera, ya que se cree que los componentes de Bennu son más antiguos que el sistema solar en sí, pero es probable que el estudio de este material antiguo llene los vacíos en nuestros modelos de formación del sistema solar y el camino que finalmente condujo a la vida en la tierra.
Imagen del asteroide Bennu tomada por la nave espacial OSIRIS-REx el 16 de noviembre de 2018, a una distancia de 85 millas (136 km). (NASA / Goddard / Universidad de Arizona) Las misiones de retorno de muestras son exactamente lo que parecen, agarrando un espécimen celestial en su hábitat natural y llevándolo a casa para su análisis. Aunque los científicos planetarios han trabajado la magia con los módulos de aterrizaje y rovers, sus poderes mecánicos siguen siendo frustrantemente limitados en la ciencia que pueden hacer. Las cargas científicas de los robots están limitadas por la masa y la potencia, mientras que los espectrómetros en la Tierra pueden ser del tamaño de un edificio. Un sincrotrón podría tener un kilómetro de diámetro. Esos son los tamaños de Star Trek. La idea detrás del retorno de muestra es que si no podemos llevar las herramientas al objetivo, lo llevaremos a las herramientas.
"Estaba en este edificio en 2008 cuando el módulo de aterrizaje de Phoenix estaba en la superficie marciana, y esas primeras bolas de Marte no se librarían del brazo robótico para su análisis", dice Lauretta. “Finalmente lo descubrieron. Lo calentaron, se soltó y se dirigió hacia el espectrómetro de masas, y estábamos rascándonos la cabeza y tratando de darle sentido. Y pensé para mí mismo: si tuviera un grano que pudiera extraer de esa primicia, podría decirle cien veces más información que la que acaba de obtener de ese instrumento ".
No todas las áreas de estudio planetario son avanzadas por análisis de muestra. Un geofísico que espera comprender un objeto planetario podría no alcanzar una pala de regolito alienígena al principio. La NASA tiene una cadencia de exploración establecida para comprender los cuerpos planetarios: sobrevuelo, orbitador, módulo de aterrizaje, rover, misión de retorno de muestra y luego una misión humana. La luna marcó cada casilla. Mars 2020, el próximo rover de la NASA que se lanzará en su año homónimo, comenzará el proceso de almacenamiento en caché de muestras. Embotellará tierra de Marte para que un futuro módulo de aterrizaje se reúna y explote de regreso a casa. Después de eso, envías astronautas.
"Durante décadas, faltaron evidentemente muestras del estudio de Marte", dice Lindy Elkins-Tanton, directora de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona. “Tan avanzado como estamos con la instrumentación remota, es sorprendente cuánto más aprendemos cuando lo tenemos en nuestras manos. Simplemente no hay sustitución ".
Aunque los científicos planetarios estudian meteoritos marcianos para conocer la historia de ese planeta, los meteoritos no pueden responder a la pregunta de si Marte fue alguna vez una morada de la vida. Además, los científicos no saben exactamente dónde o cuándo se originaron las muestras antes de estrellarse contra la Tierra. Aunque los meteoritos de Marte descubiertos en la Tierra pueden fecharse con precisión, se consideran una muestra sesgada, joven en relación con la superficie marciana.
Elkins-Tanton es parte del equipo científico de Mars 2020 y se desempeña como investigador principal de la misión Psyche de la NASA para estudiar un asteroide metálico, que se cree que es un núcleo planetario, que se lanzará en 2022. Ella dice que de inmediato, los científicos estudiarían marciano muestras de materiales orgánicos y sus maquillajes isotópicos. Tal estudio de las relaciones de isótopos daría una fuerte indicación de si el material fue creado por la vida.
Los investigadores también fecharían la muestra, "algo que no podemos hacer con precisión con los robots", dice Elkins-Tanton. "Se necesita un trabajo súper, súper fino en los laboratorios de isótopos para obtener la edad exacta de un grano mineral o roca superior". Los científicos actualmente carecen de fechas absolutas para las rocas en la superficie de Marte, y "las muestras ayudarían a resolver algunos de estos argumentos en pie sobre cuándo Marte estaba mojado. ¿Cuáles fueron los diferentes eones, las eras de diferentes actividades químicas en la superficie de Marte?
Las naves espaciales de todos los sabores están inherentemente limitadas por el hardware científico que vuelan. Cuando Galileo llegó a Júpiter en 1995, su instrumentación tenía diez años. Aunque la tecnología avanzó durante esa década, el pobre y viejo Galileo no pudo aprovechar nada de eso. Las misiones de muestra, por otro lado, son esencialmente a prueba de futuro, dice Ryan Zeigler, curador de muestras Apollo de la NASA. A medida que avanza la tecnología, las muestras se pueden extraer del almacenamiento y volver a visitar para un nuevo análisis.
"Crecí en la ciencia lunar con una luna completamente seca", dice. “En la Tierra, casi todas las rocas tienen un mineral adentro con agua atada dentro de ella. Pero cuando los científicos observaron las muestras de Apolo, no vieron eso ”. Esta falta de agua se incluyó en modelos de cómo se formó la luna, cómo evolucionó y, a su vez, sugirió de qué estaba hecha la Tierra. "Y luego, hace diez años, teníamos mejores instrumentos y volvimos a mirar los vidrios y minerales en las muestras lunares y encontramos agua en ambos". Los modelos lunares tuvieron que ser reelaborados. “Si hay volátiles en la luna, ¿es viable la hipótesis del impacto gigante? Sí, pero los científicos tuvieron que modificar la forma en que el impacto gigante funcionó para mantener los volátiles alrededor. Eso fue significativo ".
Tales análisis pagarán dividendos cuando los astronautas regresen allí. “Cuesta mucho dinero enviar algo a la luna, por lo que cualquier utilización de recursos que podamos hacer en el sitio es clave. Y podemos usar la composición de la luna de las muestras de Apolo para comprender lo que podemos usar ”. Zeigler explica que los metales en el regolito lunar podrían usarse para crear hábitats. El agua también podría ser extraída. “Los científicos han ideado media docena de formas diferentes de producir oxígeno a partir del suelo lunar, utilizando las muestras de Apolo, a pequeña escala, para practicar. Si puedo producir grandes cantidades de agua en la luna, o hidrógeno y oxígeno, ¡eso es combustible para cohetes! Lo que a su vez permite la exploración humana de otras partes del sistema solar ".
La nave espacial OSIRIS-REx de la NASA se revela después de que su cubierta protectora se retira dentro de la Instalación de Servicios de Carga Peligrosa en el Centro Espacial Kennedy en Florida, el 21 de mayo de 2016. (NASA / Dimitri Gerondidakis) Todas las muestras de objetos celestes son manejadas y almacenadas por la División de Ciencias de Investigación y Exploración de Astromateriales del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. Cada vez que se recolecta una nueva muestra, se construyen nuevas instalaciones para adaptarse a su fuente y mantener la muestra aislada e inmaculada. Aunque OSIRIS-REx no devolverá sus muestras de Bennu hasta 2023, Johnson pronto comenzará la construcción de un nuevo conjunto de laboratorios para albergar a Bennu y también parte del asteroide Ryugu, que pronto será muestreado por la nave espacial de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) Hayabusa-2.
El centro de la NASA ya ha realizado estudios sobre cómo almacenar muestras de Marte; solo es cuestión de acercar esa misión a la línea de meta para movilizar grúas y excavadoras para las nuevas instalaciones de almacenamiento en la Tierra. Del mismo modo, la división de astromateriales está vigilando la misión japonesa Martian Moons Exploration (MMX), que se lanzará en 2024 y probará la mayor de las dos lunas de Marte, Phobos.
Más cerca de casa, está CAESAR, finalista del programa New Frontiers de la NASA, que probaría el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko en 2038 si se aprueba su financiación. "Ya estamos viendo lo que se necesitaría para curar muestras de un cometa", dice Zeigler. “Afortunadamente tenemos mucho tiempo, porque es un desafío. Hace frío, hay gas involucrado, hay volátiles involucrados. No es imposible, pero va a requerir que volvamos a aprender cómo hacemos esto y propongamos protocolos sobre cómo manejamos tipos de muestras completamente nuevos ".
Recuperar las muestras en la Tierra, aunque es extraordinariamente desafiante, es solo la mitad de la batalla. La ciencia real comienza una vez que están sanos y salvos en el almacenamiento.
"Una de las razones por las que las muestras de Apollo siguen siendo útiles para la ciencia", dice Zeigler, "es porque hemos dedicado tiempo y esfuerzo a cuidarlas bien, para que nos cuenten sobre la luna y no sobre Houston".
David W. Brown es autor de One Inch From Earth, la historia de los científicos detrás de la misión de la NASA a Europa. Será publicado el año que viene por Custom House.
