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Image Credit: NASA/GSFC
Después de casi cinco años en el espacio, la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA está en camino de regreso a la Tierra con una gran cantidad de rocas y polvo del asteroide Bennu.
El lunes 10 de Mayo a las 20:23 GMT, la nave espacial encendió sus motores principales a toda velocidad durante siete minutos, su maniobra más significativa desde que llegó a Bennu en 2018. Este encendido empujó a la nave espacial lejos del asteroide a casi 1.000 kilómetros por hora, comenzando así su viaje de dos años y medio de regreso a la Tierra.
Después de soltar la cápsula con la muestra, OSIRIS-REx habrá completado su misión principal. Encenderá sus motores para volar por la Tierra de manera segura, colocándose en una trayectoria para rodear el Sol dentro de la órbita de Venus.
Después de orbitar el Sol dos veces, la nave espacial OSIRIS-REx llegará a la Tierra el 24 de septiembre de 2023. A su regreso, la cápsula que contiene muestras de Bennu se separará del resto de la nave espacial y entrará en la atmósfera terrestre. La cápsula se lanzará en paracaídas al campo de pruebas y entrenamiento de Utah en el desierto occidental de Utah, donde los científicos estarán esperando para recuperarla.
"Los muchos logros de OSIRIS-REx demostraron la forma audaz e innovadora en la que se desarrolla la exploración en tiempo real", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia en la sede de la NASA. "El equipo aceptó el desafío, y ahora tenemos una pieza primordial de nuestro sistema solar que regresa a la Tierra, donde muchas generaciones de investigadores pueden descubrir sus secretos".
Para realizar el plan plurianual de la misión, una docena de ingenieros de navegación hicieron cálculos y escribieron un código de computadora para instruir a la nave espacial cuándo y cómo alejarse de Bennu. Después dejar Bennu, traer la muestra a la Tierra de manera segura es el próximo objetivo crítico del equipo. Esto incluye la planificación de maniobras futuras para mantener la nave espacial en curso a lo largo de su viaje.
“Todo nuestra razonamiento ha sido, '¿Dónde estamos en el espacio en relación con Bennu?'”, dijo Mike Moreau, subdirector de proyectos de OSIRIS-REx en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Ahora nuestra mentalidad ha cambiado a '¿Dónde está la nave espacial en relación con la Tierra?'"
Las cámaras de navegación que ayudaron a orientar la nave espacial en relación con Bennu se apagaron el 9 de Abril, después de tomar sus últimas imágenes del asteroide. Con Bennu en el espejo retrovisor, los ingenieros están utilizando la Red de Espacio Profundo de la NASA para dirigir a OSIRIS-REx enviándole señales de radio. Al medir la frecuencia de las ondas devueltas por el transpondedor de la nave espacial, los ingenieros pueden saber lo rápido que se mueve OSIRIS-REx. Los ingenieros miden cuánto tardan las señales de radio en llegar de la nave espacial a la Tierra para determinar su ubicación.
La fecha de vuelta del 10 de mayo se programó con precisión en función de la alineación de Bennu con la Tierra. El objetivo de la maniobra de retorno es colocar la nave espacial a aproximadamente a 10.000 kilómetros de la Tierra en septiembre de 2023. Aunque OSIRIS-REx todavía tiene mucho combustible restante, el equipo está tratando de mantenerse, tanto como sea posible, para una futura misión a otro asteroide después de devolver la cápsula de muestras a la Tierra. El equipo investigará la viabilidad de tal misión este verano.
El rumbo de la nave espacial estará determinado principalmente por la gravedad del Sol, pero los ingenieros necesitarán ocasionalmente hacer pequeños ajustes de rumbo mediante encendidos del motor.
"Necesitamos hacer correcciones regulares para acercar la trayectoria cada vez más a la atmósfera de la Tierra para la "liberación" de la muestra, y para tener en cuenta los pequeños errores que podrían haberse acumulado desde el último encendido", dijo Peter Antreasian, líder de navegación de OSIRIS-REx en KinetX Aerospace, que tiene su sede en Simi Valley, California.
El equipo realizará ajustes de trayectoria unas semanas antes del reingreso a la Tierra para apuntar con precisión la ubicación y el ángulo para la liberación de la cápsula de muestras en la atmósfera de la Tierra. Si llega demasiado baja, la cápsula podría rebotar en la atmósfera como un guijarro que salta de un lago; demasiado alta y la cápsula podría quemarse debido a la fricción y al calor de la atmósfera. Si OSIRIS-REx no libera la cápsula, el equipo tiene un plan de reserva para desviarla de la Tierra y volver a intentarlo en 2025.
OSIRIS-REx superó muchas expectativas. Más recientemente, en medio de una pandemia global, el equipo ejecutó sin problemas la operación más crítica de la misión, recolectando más de 60 gramos de suelo de la superficie de Bennu.
Antes de la recolección de muestras, una serie de sorpresas mantuvieron al equipo en alerta. Por ejemplo, una semana después de que la nave espacial entrara en su primera órbita alrededor de Bennu, el 31 de diciembre de 2018, el equipo se dio cuenta de que el asteroide estaba lanzando pequeños trozos de roca al espacio.
“Tuvimos que esforzarnos para verificar que las pequeñas partículas expulsadas de la superficie no representaran un peligro para la nave espacial”, dijo Moreau.
Al llegar al asteroide, los miembros del equipo también se sorprendieron al descubrir que Bennu está lleno de rocas.
“Realmente teníamos la idea de que estábamos llegando a un asteroide con superficie llana”, dijo Heather Enos, investigadora principal adjunta de OSIRIS-REx, con base en la Universidad de Arizona, Tucson. "La realidad fue una gran sorpresa".
Para superar la dureza extrema e inesperada de la superficie de Bennu, los ingenieros tuvieron que desarrollar rápidamente una técnica de navegación más precisa para apuntar a sitios más pequeños de lo esperado para la recolección de muestras.
La misión OSIRIS-REx fue fundamental tanto para confirmar como para refutar varios hallazgos científicos. Entre las confirmadas se encontraba una técnica que utilizaba observaciones de la Tierra para predecir que los minerales del asteroide serían ricos en carbono y mostrarían signos de agua antigua. Un hallazgo que resultó infructuoso fue que Bennu tendría una superficie lisa, lo que los científicos predijeron midiendo la cantidad de calor que irradiaba su superficie.
Los científicos utilizarán la información obtenida de Bennu para perfeccionar los modelos teóricos y mejorar las predicciones futuras.
“Esta misión enfatiza por qué tenemos que hacer ciencia y exploración de múltiples formas, tanto desde la Tierra como desde el espacio de cerca, porque las suposiciones y modelos son solo eso”, dijo Enos.
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