Los rovers japoneses Minerva aterrizan en el asteroide Ryugu

La Luna, Venus, Marte, Eros, Titán, Itokawa, Churyumov-Gerasimenko y, ahora, Ryugu. El 21 de septiembre de 2018 la humanidad logró aterrizar suavemente en el asteroide Ryugu, un logro que solo hemos llevado a cabo en ocho cuerpos del sistema solar con superficie sólida (sin contar la Tierra, claro). A las 04:06 UTC el contenedor con los dos «rovers» MINERVA-II1 se separó de la sonda Hayabusa 2 y los dos aparatos comenzaron una lenta caída libre. Poco después los dos exploradores alcanzaron la superficie e incluso saltaron sobre la misma tal y como estaba previsto. Y, por si fuera poco, transmitieron fotografías durante el descenso y uno de los saltos. Las dos pequeñas sondas se han convertido en los primeros artefactos humanos que logran moverse por la superficie de un asteroide, aunque sea a saltos. Hayabusa 2 despegó en diciembre de 2014 y llegó a las cercanías de Ryugu el 27 de junio de este año. Desde entonces ha estado estudiando este asteroide cercano de 900 metros de diámetro con el fin de elegir las zonas de despliegue de sus distintos rovers y aquellas donde se posará para recoger muestras de regolito.

Espectacular imagen de la superficie de Ryugu captada por el Rover-1A durante un salto el 22 de septiembre a las 11:44 tiempo de Japón. La imagen se ve borrosa por el movimiento, pero casi le da un efecto más dramático (JAXA).

Aterrizar en la superficie de un asteroide no es nada sencillo por culpa, paradójicamente, de su baja gravedad. Si el descenso no es extremadamente lento la sonda corre el riesgo de rebotar y terminar en cualquier zona no prevista, algo potencialmente catastrófico si lleva paneles solares y acaba en una región en sombra (sin duda la pequeña Philae tiene algo que decir al respecto). Por suerte para la agencia espacial japonesa JAXA, el asteroide 162173 Ryugu (1999 JU3) ha resultado ser menos irregular de lo esperado (curiosamente ha terminado por ser más parecido a Bennu, el asteroide objetivo de la misión OSIRIS-REx de la NASA, que a los modelos iniciales). Esto facilita la elección de la zona de aterrizaje, especialmente si lo comparamos con un cuerpo tan irregular como el cometa 67P/CHuryumov-Gerasimenko en el que aterrizaron Philae y Rosetta. No obstante, tampoco ha sido sencillo. Para lograr este éxito Hyabusa 2 ha estado estos últimos dos meses acercándose y alejándose del asteroide en repetidas ocasiones.

Asteroide Ryugu (JAXA).
Topografía de Ryugu (JAXA).

Hayabusa 2 ha descubierto que Ryugu es un asteroide 900 metros de diámetro aproximadamente con una forma relativamente esférica y una masa de unas 450 millones de toneladas. Posee un abultamiento en el ecuador muy llamativo, por lo que su diámetro ecuatorial es de cerca de 1 kilómetro, mientras que el polar es de unos 880 metros. Esta cordillera ecuatorial se cree que es típica en asteroides que giran muy rápidamente, pero Ryugu tarda 7,63 horas en dar una vuelta sobre su eje. Es decir, tiene un periodo de rotación relativamente lento. En este sentido hay que recordar que Ryugu gira al revés que la mayoría de planetas del sistema solar —o sea, su rotación es retrógrada—, por lo que se usa la convención de la «mano derecha» para determinar el polo norte. Así que, dependiendo de la fuente, podemos ver diferentes opiniones a la hora de etiquetar los polos del asteroide (en la mayor parte de imágenes de Ryugu la parte superior es en realidad el polo sur).

La regla de la mano derecha nos dice cuál es el polo norte de Ryugu (JAXA).

La superficie está cubierta de rocas de todos los tamaños en una disposición que recuerda poderosamente a la apariencia del asteroide Itokawa, y eso a pesar de ser objetos de naturaleza muy diferente. Llama la atención una enorme roca de 130 metros situada en el polo sur que, de estar suelto, podría ser perfectamente un asteroide independiente por méritos propios. Ryugu e Itokawa son grandes «pilas de escombros» en vez de cuerpos sólidos (la densidad de Ryugu es de solo 1,2 toneladas por metro cúbico, muy baja para un cuerpo rocoso), lo que quizás se deba a procesos de formación similares. Aunque no lo parezca en las imágenes, Ryugu es un objeto muy oscuro. Su albedo es de solo 0,02, mientras que el de la Luna —otro objeto bastante oscuro— es de 0,12.

La superficie de Ryugu desde un kilómetro de altura (JAXA).

El 17 de julio la sonda se acercó desde su «órbita de aparcamiento» a 20 kilómetros de distancia hasta solo 5 kilómetros a una velocidad de unos 40 centímetros por segundo. No deja de ser llamativo que para visitar un asteroide o cometa haya que alcanzar velocidades enormes con respecto a la Tierra y luego el descenso se desarrolle a paso de tortuga. En este primer intento la sonda tardó tres días en aproximarse y casi cinco en alejarse otra vez. Pero en la segunda ocasión, el 1 de agosto, realizó la maniobra en 26 horas. El 6 de agosto la sonda fue más allá y se acercó a tan solo 1 kilómetro de la superficie para realizar medidas del campo gravitatorio ryuguense. Para lograrlo, primero descendió a 6 kilómetros de altura a la velocidad estándar de 40 cm/s y luego continuó a 8,5 cm/s. Tras conseguir su objetivo la sonda comenzó a alejarse otra vez a 20 cm/s. El propósito de estas maniobras es aprender a moverse cerca de la superficie del asteroide de cara a la recogida de muestras. Hayabusa 2 solo puede tocar la superficie brevemente a la velocidad adecuada antes de volver alejarse. Si no corre el riesgo de rebotar y perder la orientación. Y es que acercarse a un asteroide es una operación más parecida a un acoplamiento que a un aterrizaje.

Las zonas elegidas para el despliegue de MINERVA-II1, MASCOT y la recogida de muestras (JAXA/Roman Tkachenko).
Otra vista de la zona de aterrizaje de los MINERVA-II1 (JAXA).

El 17 de agosto el equipo científico de Hayabusa 2 anunció los lugares candidatos para el despliegue de los rovers MINERVA-II1 y el rover alemán MASCOT, además de las zonas para la recogida de muestras. Los lugares de aterrizaje fueron elegidos de tal forma que no coincidiesen con las zonas candidatas de recogida de muestras (para evitar una posible contaminación), ni con los lugares propuestos para el rover MASCOT. Además también se debía asegurar que las comunicaciones con la sonda fuesen fluidas y que las temperaturas superficiales no alcanzasen cifras demasiado altas, pero al mismo tiempo había que evitar que estas zonas tuviesen muchas regiones en sombra. Mientras, Hayabusa 2 permaneció en la órbita de aparcamiento estudiando Ryugu desde la distancia hasta el 11 de septiembre, cuando realizó el ensayo TD1-R1 para el despliegue de los dos rovers MINERVA-II1. En esta maniobra Hayabusa 2 se debía acercar a tan solo 40 metros de la superficie, pero un problema menor con el altímetro láser (LIDAR) provocó que se detuviese a 600 metros.

Zonas de maniobra de Hayabusa 2. BOX-A está a 20 km de distancia (JAXA).
Observaciones de Ryugu a 20 km de distancia (JAXA).
Partes de Hayabusa 2 (JAXA).
Todos estos cachivaches se desprenderán de Hayabusa 2 (JAXA).
Imagen del mecanismo de recogida de muestras desde la órbita de Ryugu (JAXA).

Hayabusa 2 lleva cuatro «rovers». Y lo ponemos entre comillas porque no se trata de dispositivos con ruedas —inservibles en la baja gravedad de un asteroide—, sino de pequeños satélites capaces de saltar por la superficie. El conjunto MINERVA-II1 incluye dos rovers idénticos, Rover-1A y Rover-1B, desarrollados por JAXA e ISAS. Además tenemos a MINERVA-II2 con el Rover 2, de 1,6 kg, desarrollado por varias universidades niponas y que, a pesar de su nombre, es muy distinto de los MINERVA-II1. También está MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), una pequeña sonda de 10 kg y 30 x 30 x 20 centímetros construida conjuntamente entre el DLR alemán y el CNES francés. MASCOT será desplegado el 3 de octubre y MINERVA-II2 el año que viene.

Los rovers MINERVA-II1 y su contenedor (JAXA).

 

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Los ‘rovers’ MINERVA (JAXA).
Situación de los rovers en la sonda (JAXA).

 

Los MINERVA-II1 son pequeños (https://twitter.com/moffmiyazaki).

Los rovers MINERVA-II1 están basados en el MINERVA original que llevaba la sonda Hayabusa 1. Desgraciadamente, el despliegue de MINERVA en noviembre de 2005 fue un fracaso y la pequeña sonda no alcanzó Itokawa, por lo que se perdió en el espacio interplanetario. Actualmente orbita el Sol en silencio. Los dos rovers MINERVA-II1 estaban situados en un contenedor en la parte inferior de la sonda y tienen unas dimensiones de 18 centímetros de diámetro y 7 centímetros de altura. Solo pesan 1,1 kg cada uno (para ser precisos, el Rover-1A tiene una masa de 1,151 kg y el 1B de 1,129 kg), mientras que el contenedor tiene una masa total de 2,5 kg. El Rover-1A tiene cuatro cámaras y el 1B tres. Los dos llevan pequeñas cámaras de gran angular, con un campo de visión de 125º, y solo 15 gramos de masa. Cada rover incorpora varios fotodiodos, un acelerómetro, un giróscopo y tienen «patas» que en realidad son sensores —potenciómetros y termómetros— para medir la temperatura y el voltaje de la superficie. La comunicación con la Tierra se lleva a cabo a través de Hayabusa 2 a una velocidad máxima de 32 kbps. Los saltos se llevan a cabo mediante un motor interno. Una vez la sonda ha saltado, el motor deja de funcionar para evitar que el vehículo rote. Cada salto tiene una duración media de 15 minutos por culpa de la débil gravedad —del orden de 50 microges— y se espera que los rovers se muevan unos 15 metros en horizontal sobre la superficie.

Mecanismo de salto de los rovers (JAXA).
Experimento de salto del rover MINERVA-II1 en microgravedad (el prototipo se instaló en una cápsula que se dejó caer desde una torre)(JAXA).
Maniobra de descenso y despliegue de los rovers MINERVA-II1 (JAXA).

La maniobra de despliegue de los MINERVA-II1 comenzó con un acercamiento continuo al asteroide desde los 20 kilómetros de distancia a una velocidad de 10 cm/s. A 60 metros de altura la sonda apagó sus impulsores y siguió descendiendo en caída libre. Pero, debido a la débil atracción de Ryugu, estamos hablando de una caída muy, muy lenta. La aproximación se produjo con el Sol justo por detrás de la sonda, por lo que en las imágenes se puede ver claramente la sombra de Hayabusa 2 sobre al asteroide (la sonda Hayabusa 1 hizo lo mismo en Itokawa). La separación mediante muelles tuvo lugar a unos 53 metros de altura y los dos rovers se alejaron de la sonda a unos 5 cm/s. Unos seis minutos tras la separación Hyabusa 2 volvió a alejarse del asteroide. Los rovers estaban programados para tomar imágenes y saltar poco después de tocar la superficie. La comunicación con los rovers es muy limitada, pero el control de tierra supo que los dos vehículos habían aterrizado con éxito cuando se pudo comprobar que los voltajes de las baterías descendieron en el preciso momento en el que cayó la noche sobre la zona de aterrizaje. Poco después llegaron las primeras y espectaculares imágenes.

La sombra de Hayabusa 2 sobre Ryugu (JAXA).
Ryugu a 80 metros de altura (JAXA).
La sombra del halcón (JAXA/Roman Tkachenko).
Esta imagen no parece gran cosa, pero fue tomada por el rover 1A tras la separación y muestra a la sonda Hayabusa 2 (arriba) y el horizonte de Ryugu (JAXA).
Imagen de Ryugu tomada por el rover 1B tras la separación (JAXA).

La duración de los rovers se desconoce. Tras cada salto es probable que sus paneles solares resulten dañados ligeramente, así que es imposible saber cuánto tiempo pueden durar. En cualquier caso, el principal problema al que se enfrentan es el estrés térmico provocado por la diferencia de temperatura entre el día y la noche. Pese al rotundo éxito, debemos recordar que no se trata del primer aterrizaje en un asteroide. Ese honor le corresponde a la sonda NEAR de la NASA, que el 12 de febrero de 2001 se posó sobre el asteroide Eros, aunque no envió ninguna imagen desde la superficie y poco después dejó de funcionar. La sonda Hayabusa 1 también aterrizó en Itokawa varias veces, pero muy brevemente. Eso sí, los MINERVA-II1 son los primeros aparatos que han logrado moverse por la superficie.

Recreación de los dos MINERVA-II1 (JAXA).

La aventura de Hayabusa 2 continua. En los próximos meses veremos más imágenes de la sonda y su pléyade de rovers. Y, por supuesto, seremos testigos de los distintos intentos por recoger muestras de la superficie de Ryugu, unas muestras que algún día estarán en los laboratorios y museos de nuestro planeta.

Referencias:

  • http://www.hayabusa2.jaxa.jp
  • http://global.jaxa.jp/projects/sat/hayabusa2/pdf/20180905_hayabusa2_e.pdf


59 Comentarios

  1. ¡Espectacular! Y las mejores imágenes están por llegar.
    Por cierto, hay que corregir esto: “por lo que su diámetro ecuatorial es de cerca de 1 kilómetro, mientras que el polar es de unos 880 kilómetros.”

  2. Descubrí este blog hace casi un año y desde entonces no he podido parar de leerlo. Día tras día y artículos nuevos tras artículos viejos. Mil gracias Daniel, no he aprendido tanto sobre astronomía e historia espacial en toda mi vida de aficionado. Y mil gracias a los demás participantes del foro porque de ellos y sus discusiones se aprende igual o más y cuando no me sacan unas risas con algún comentario mordaz. Noticias e imagenes cómo está de Hayabusa me hacen sentir pequeño e ilusionado con el trabajo que realiza el ser humano en la exploración del espacio. Aún siendo este menos de lo que podría todo es un paso tras otro. Lo dicho mil gracias a ti por publicar y al resto por comentar. Ahora seguiré en silencio aprendiendo con vosotros.

  3. ¿Es ahora muy difícil enviar sondas a asteroides con rovers que incluyan inteligencia artificial para optimizar los aterrizajes, la toma de muestras y su retorno?.
    Supongo que antes de enviar robots inteligentes al espacio se han de testar mucho en la Tierra, pero tal vez ahora sería el momento de empezar.

  4. Si la ESA tiene un problemilla con el marketing y las relaciones públicas, la JAXA tiene un problemon.
    Fuera de los interesados en estas cosas, ni Dios se ha enterado del éxito de esta misión nipona.

    1. Falta de imaginación.
      ¿Recogida y retorno de muestras? ¡Bah!

      En cambio, si una de las metas de la misión fuera:
      ¿Qué pasa si dejamos caer un balón de fúlbo en un asteroide?

      En tal caso me atrevo a especular que en estos momentos toda la internet estaría colapsada, y no descarto algún que otro incendio en las unidades de almacenamiento de Chifler, Jetabuco, InstaSpam, Grayit, Abofetéame, etc.

      1. Mira qué impacto ha tenido la noticia en los medios generalistas que esta tarde en el canal de noticias 24Horas han dedicado un breve reportaje a la misión europea Solar Orbiter y su viaje a los polos solares y no han dicho ni pío sobre esta misión japonesa… No sé si es problema de los medios, de la propia JAXA o de ambos.

        1. Curioso que ni siquiera haya recibido “los consabidos 10 segundos” versus “la obligatoria media hora consagrada a la oportuna torcedura de tobillo de Fulanito Fúlbo”.

          Realmente curioso. ¿El buffet en la rueda de prensa de la JAXA no habrá sido sushi de pez globo? Ya sabes… 🙂

    2. Al público en general no le impresiona ver unas fotos algo desenfocadas y una roca gris llena de cascotes, lamentablemente es así. Y también es evidente que la escenificación a la NASA se le da mejor. Ya sabéis, las relaciones públicas. Quién puñetas conoce a la JAXA?.
      Ahora, si me hablas del retorno científico, es apabullante. Para empezar, éxito en la maniobra de posado suave en un asteroide con apenas gravedad sin darse el ostiazo, toma de fotos, aunque acostumbrados a las fotos de Rosetta, tal vez nos saben a poco. Y sobre todo lo que está por venir, quedan tres subsondas por aterrizar y finalmente el impacto del artefacto explosivo, recogida de muestras y el posterior viaje de vuelta.
      Espero que esto último lo sepan vender mejor, ya quedé trata de un asteroide relativamente intacto desde la formación del sistema solar y el estudio de las muestras en los laboratorios terrestres pueden revelar detalles muy importantes para la comunidad científica.

    3. Imagino que se habrán enterado en Japón. En Europa tenemos la falsa sensación de que todo lo hace la NASA y cuando la ESA salta a los medios es casi por un favor y no por méritos propios. Respecto a los demás, bueno, Rusia anda por ahí, China es un país de todo a 100 y Japón y la India no se mencionan nunca. Imagino que en 10 años el panorama habrá cambiado pero de momento es lo que hay. Saludos.

        1. El “diario” El País se sumó a la fiesta hace 2 horas:
          elpais.com/elpais/2018/09/24/ciencia/1537791885_216932.html

          1 día después del blog Eureka.

          2 días después de la confirmación:
          twitter.com/haya2e_jaxa/status/1043503503279177728

          Nada más que añadir, Señoría.

          1. Tengo la impresion de que este blog es la fuente de informacion sobre ese tipo de noticias de no pocos medios generalistas, no solo los del estilo Meneame.

    1. No, la gravedad de Ryugu es tan baja (50 microges = 0,000050 g) que cualquier diferencia zonal sería despreciable.

      La explicación más probable es un equilibrio entre la gravedad (tiende a formar esferas) y la fuerza centrífuga (tiende a formar discos) debida a la rotación: “Esta cordillera ecuatorial se cree que es típica en asteroides que giran muy rápidamente…”

      Es decir, si dependiera sólo de la gravedad (bajísima), la forma de Ryugu podría ser mucho más irregular de lo que es. Pero sucede que Ryugu es una “pila de escombros” (un aglomerado de rocas, piedras, grava y polvo) con muy poca densidad y cohesión.

      Y además esta pila de escombros rota, lo cual le da cierta simetría a la forma, en especial si pensamos que dicha forma va tomando cuerpo a medida que los escombros “llueven del espacio” y se van acumulando unos encima de otros.

      Ryugu actualmente “tiene un periodo de rotación relativamente lento” (7,63 horas) y en sentido retrógrado (gira al revés que la mayoría de planetas del sistema solar). ¿Recibió uno o varios impactos que modificaron su rotación original? Quizás.

      Saludos.

    1. Uno de los responsables de la sonda New Horizons explicaba en una charla TED que en el diseño original de Philae, el aterrizador era un hopper, y bromeaba sobre lo que sucedió diciendo que quizá al equipo se le olvidó pero al lander no.

  5. ESPECTACULAR. estas fotos y las del NH en pluton (la atmósfera) son fondos de pantalla ahora.

    no quiero ser aguafiestas pero….la palabra “Rover” no es algo que se desplaza por superficie…no se …digo (el LRV del apollo, o los de marte autónomos) …no algo “saltarin”.

  6. Enhorabuena a la agencia JAXA , que sin grandes presentaciones ni alardes de powerpointismos , nos enseña que se puede hacer ciencia espacial de verdad y dejarnos a los espaciotranstornados con la boca abierta . El triunfo de la robotica espacial que nos enseñara las maravillas de nuestro sistema solar como lo hicieron sus predecesoras Cassini , new horizon , Juno y las sondas marcianas y esta se considera una misión “sencilla” . Me estoy acordando del JWST , ¡ ya puede ser bueno lo que nos ofrezca ¡ tendrá que desvelarnos muchos secretos del universo porque de lo contrario alguien se va a cagar en los muertos de los de la Norhtrop Gruman con lo que llevan pulido , y esperar a ver si el ” montruo papiroflexico ” se despliega . Con esto no quiero decir que me alegre si fracasa , todo lo contrario .

  7. Vale que las imágenes de los rovers no sean de alta definición, pero un éxito impresionante y cómo se menciona arriba hecho de manera discreta, sin fanfarria.

    Muy buen trabajo JAXA. Que no se pare el espectáculo.

  8. La agencia japonesa como siempre, ofreciendo ejercicios técnicos y científicos sobresalientes, dentro del minimalismo y una habitual discreción. Es un gran logro.

    No he terminado de entender esta frase:

    “La comunicación con los rovers es muy limitada, pero el control de tierra supo que los dos vehículos habían aterrizado con éxito cuando se pudo comprobar que los voltajes de las baterías descendieron en el preciso momento en el que cayó la noche sobre la zona de aterrizaje.”

    No entiendo la relación entre los voltajes de las baterías como indicación habían aterrizado y que la noche estuviera sobre la zona de aterrizaje. Puedo suponer que los vehículos si han aterrizado y el asteroide ha rotado de tal manera que el sol no incide sobre los paneles solares, empezarán a bajar su voltaje por el uso de la circuitería electrónica.

    Muchas gracias Daniel por esta entrada.

  9. Me parece admirable poder leer un artículo tan completo en tan poco tiempo desde este acontecimiento tan esperado. Gracias.

    Lo que más me llama la atención, después de la delicadeza con que han conseguido posar estos pequeños robots, es lo oscuro del asteroide, más que el carbón. ¿Acaso puede estar cubierto de materia orgánica carbonizada por la radiación solar?

  10. El redactado me ha confundido un poco porque hay una parte en la que parece que los rovers aún no se han desplegado “Los dos rovers MINERVA-II1 están situados en un contenedor en la parte inferior de la sonda y tienen unas dimensiones de…”

  11. Sobre “Vulcano”, el planeta de Omicron-2 Eridani, comentar que en realidad NO esta en la zona habitable como dicen erroneamente los articulos (y aunque estuviera siendo casi 9 veces mas masivo que este planeta seguramente seria un gigante de hielo).

  12. Gracias por tenernos al día en estos temas don Daniel. Una pregunta, dices en el post “… la densidad de Ryugu es de solo 1200 kg/m^3 …”
    Por favor, ¿recuerdas donde encontraste ese dato? Precisamente yo había estado buscando la densidad del asteroide en la web de JAXA, y no he sido capaz de encontrarla por ningún sitio.
    Gracias de nuevo y saludos.

  13. Sigo pensando que si estas misiones fueran mancomunadas entre varias agencias (o todas las agencias), los resultados serían aun más brillantes y los posibles objetivos más y más ambiciosos. Planea siempre la idea de que, en materia espacial, casi siempre cada uno hace la guerra por su cuenta con poca colaboración y prácticamente nula coordinación.

    Dicho esto, enhorabuena JAXA!

    1. para mi que cada agencia espacial haga sus propias misiones, y en determinados casos haya una sociedad, colaboración o aporte entre las agencias,
      pero eso de unificar las misiones como en una sola super-agencia espacial no me llama la atención, es como si decidieran por ejemplo entre todas mandar un solo rover a Marte, y ya, todos contentos, para mi es mejor ver varios rovers compitiendo por aparte ya sea porque así sea porque “no hay colaboración”,
      ademas eso seria como tapar los problemas y limitaciones que tiene por ejemplo la ESA en comparación a otras agencias espaciales mantenidos si no.

  14. Espectacular la noticia! Mientras comentábamos sobre el BFR andaba esperando este artículo también.

    Por otra parte, como decís, tristísimo el desconocimento general de estos éxitos. Ánimo JAXA.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 23 septiembre, 2018
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • Japón • Sistema Solar