5,4 gramos del asteroide Ryugu en la Tierra: el gran éxito de Hayabusa 2

Por Daniel Marín, el 19 diciembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Japón • Sistema Solar ✎ 47

5,4 gramos no parece ser mucho, pero todo depende de la sustancia de la que estemos hablando, lógicamente. Si se trata de polvo de un asteroide cercano, su valor es simplemente incalculable, especialmente si tenemos en cuenta que la agencia espacial japonesa JAXA solo esperaba recoger 0,1 gramos del asteroide Ryugu. El pasado 5 de diciembre de 2020 a las 17:55 UTC la pequeña cápsula de la sonda japonesa Hayabusa 2 (はやぶさ2, «halcón peregrino» en japonés) aterrizó en Woomera (Australia) con muestras de Ryugu en su interior. En Woomera la cápsula se llevó a la instalación QLF (Quick Look Facility), creada ex profeso para llevar a cabo un primer análisis exterior y para recoger posibles gases que hubiera en el contenedor. Después de asegurar la cápsula, esta viajó el 7 de diciembre en avión hasta Tokio y el 8 de diciembre llegó a las instalaciones de la agencia espacial japonesa JAXA en Sagamihara, donde está situado el laboratorio habilitado para el análisis inicial de las muestras de este pequeño asteroide cercano. El 10 de diciembre se repitió el análisis para verificar si había alguna cantidad de gas en el recipiente y, como ya se había hecho en Australia, se recogió cierta cantidad minúscula de gas, la primera procedente de un asteroide. El espectrómetro de masas del laboratorio confirmó que la composición del gas es distinta a la de la atmósfera terrestre y, por tanto, que viene de Ryugu.

Este es el aspecto que tiene unos trocitos del asteroide Ryugu de cerca (JAXA).

Hay que recalcar que estos gases no proceden de una atmósfera, pues Ryugu es demasiado pequeño, sino de partículas del asteroide que pueden desprender partículas más pequeñas o volátiles tales como hielo de agua o hielo de dióxido de carbono. Por fin, el 14 de diciembre comenzó la inspección del contenedor de las muestras para ver su interior. Pero para entender cómo es este proceso hay que explicar primero cómo es el sistema de recogida de Hayabusa 2. La sonda japonesa, al igual que su hermana Hayabusa 1 —oficialmente, Hayabusa a secas— dispone de un largo apéndice en forma de «manguera», denominado SMP, destinado a entrar en contacto con la superficie del asteroide. En el momento del contacto con el suelo, la sonda disparó una bala de tántalo de 5 gramos a una velocidad de 300 m/s.

Sonda Hayabusa 2. La manguera de recogida de muestras se ve en la parte inferior (JAXA).
Detalle de la manguera de recogida de muestras SMP (JAXA).

Se suponía que la fuerza del impacto contra el suelo levantó, en el ambiente sin atmósfera y baja gravedad de la superficie del asteroide, una pequeña cantidad de regolito —polvo y arena— y guijarros que debían viajar por la manguera hasta la parte superior, donde está situado el sistema de recogida de muestras. Este sistema consiste en un cilindro colocado perpendicularmente con respecto a la manguera y que se halla separado en tres «cámaras», denominadas A, B y C, siendo la cámara A la más grande, de 24 centímetros cúbicos (las otras tienen un volumen de 12 centímetros cúbicos). Se incluyeron tres cámaras porque se planearon tres intentos de recogida de Ryugu, aunque al final Hayabusa 2 solo llevó a cabo dos de ellos. Las tres cámaras se comunican con el eje central por el que suben las partículas de la superficie. Mediante un sistema rotatorio se elige qué cámara puede recoger muestras en un momento dado, aunque no hay forma de comprobar el correcto funcionamiento de este sistema hasta que el cilindro se abre en las instalaciones terrestres. El cilindro incluye además un sistema de recogida de gases. Una vez completada la fase de recogida de muestras, el cilindro se introdujo en la cápsula de reentrada, localizada en un lateral de la nave.

Proceso de recogida de muestras tras el impacto de la bala de tántalo (JAXA).
Detalle del cilindro de muestras y sus tres cámaras separadas (JAXA).
Proceso de captura de las muestras en las diferentes cámaras (JAXA).
Detalle de la inserción del contenedor en la cápsula (JAXA).

Una vez en Sagamihara, la secuencia para analizar el cilindro comenzó por abrirlo en condiciones de vacío y recolectar algunas de las muestras en estas condiciones para reducir la posibilidad de que resulten modificadas en el proceso y con el fin de identificar volátiles. A continuación, se pasaron a otro recipiente estanco, pero presurizado con nitrógeno, lo que facilita la manipulación y recogida de muestras. Cuando el día 14 de diciembre se abrió el cilindro en la cámara de vacío, se comprobó que había regolito pegado. Muy poca cantidad, sí, pero fue la primera vez que se pudo comprobar que la misión había recogido muestras con éxito (a diferencia de OSIRIS-REx, Hayabusa 2 no tenía forma alguna de verificar que esta operación había sido un éxito).

Regolito de Ryugu pegado al fondo del contenedor (JAXA).
En rojo, la zona donde se encontró el regolito (JAXA).

EL 15 de diciembre se procedió a la apertura de la cámara A… y la sorpresa fue mayúscula. La cámara estaba repleta de partículas, no solo de polvo, sino también de pequeños guijarros. El material de Ryugu tiene un color muy oscuro, como era previsible a partir de las imágenes tomadas por la sonda de este asteroide. Pero la gran sopresa fue la medida de la masa recogida: nada más y nada menos que 5,4 gramos. ¡54 veces más de lo previsto! Efectivamente, JAXA había considerado que el criterio para declarar que la misión había sido un éxito era traer una cantidad de 0,1 gramos de Ryugu. Esta estimación conservadora se debía a la experiencia con la anterior Hayabusa, que apenas pudo traer unos granos —no gramos— del asteroide Itokawa a la Tierra. 5,4 gramos puede parecer poco, pero es más que suficiente para estudiar en detalle la composición de Ryugu con las técnicas actuales. E incluso abre la posibilidad a intercambiar pequeñas cantidades de material con otras agencias espaciales y organismos de investigación de todo el mundo.

El avión que llevó la cápsula de Hayabusa 2 de Australia a Japón (JAXA).
El Campus de Sagamihara (JAXA).
Distintas partes de las cámaras de análisis en Sagamihara (JAXA).
Proceso de análisis del cilindro (JAXA).
Apertura de la cámara A del contenedor con las muestras (JAXA).

Por ahora JAXA no ha retirado todavía todas las muestras del contenedor, así que esta masa es una estimación basada en comparar el peso del cilindro de la Hayabusa 2 con una copia que se quedó en la Tierra. Además, esta masa no incluye la pequeña cantidad de regolito que se encontró al abrir el contenedor, así que es posible que la masa final sea ligeramente diferente. En los próximos años se analizarán estas muestras concienzudamente para intentar desvelar los secretos de Ryugu. Ya podemos decir que en la Tierra hay más de cinco gramos procedentes de un pequeño asteroide cercano.

Ryugu con la primera zona de recogida de muestras (Tamatebako) vista en julio de 2018 (JAXA).
Imagen de la zona de retorno de muestras L08-E1 (Tamatebako) a 30 metros de altura después de que la sonda Hayabusa 2 contactase con la superficie el 21 de febrero de 2019. Se ve la sombra de la sonda (JAXA).
La superficie de Ryugu visto por el ‘rover’ MINERVAII-1A en 2018 (JAXA).

Referencias:

  • http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press_20201215_ver3_en2.pdf


47 Comentarios

  1. Gran entrada Daniel. Es un éxito enorme de JAXA, creo que no llegamos a dimensionar lo extraordinario de la misión y los desafíos tecnológicos que ésta preveía. Siempre me impresionó lo complejo del sistema de recolección de muestras, incluso dudé de su eficacia. Mis temores era infundados, fue un éxito rotundo.

      1. El detalle conque informa Daniel sobre el asunto es fenomenal!
        Este amigo de la ilustración de nosotros los mortales se supera cada vez!👏👏👏
        1000 gracias por tus entradas querido Daniel!

  2. Gracias Daniel por esta entrada. No quería leer nada por ahí hasta esperar tu informe!
    Me queda una duda, si realizó dos intentos deduzco que se utilizaron dos cámaras… ¿El contenido de ambas se mezcló o resta abrir la cámara B?
    Si se recogieron muestras de dos lugares del asteroide sería bueno tenerlas separadas para ver si se encontraban diferencias entre las mismas.

  3. Impresionante de párese ser que está misión superó las espetativas de la jaxa ojalá qué los japoneses compartan alguna de esas muestras con otras agencias espaciales y que la misión MMX sea igual de exitosa 🤩

    1. Siempre lo hacen al parecer y son generosos si compartieron algunos granos de los pocos obtenidos de Itokawa como nos ha recordado Pelau en un comentario más abajo. (Link a la ESA con impresionante imagen de microscopia electrónica)

      1. 3 partículas de 1500 totales tampoco es un exceso de generosidad jeje. Al menos si sólo dieron a la ESA las tres que dicen en el enlace de Pelau (quiza hubo más)

    2. No sólo hay que hacer los instrumentos y que funcionen, además hay que explicar todo el proceso y aquí entra nuestro Daniel, que no sólo lo explica, sino que nos hace vibrar

  4. Excelente entrada Daniel M. Felicitaciones a la JAXA. Un hito tecnológico y científico el logro alcanzado para ellos y para la humanidad. Hoy por hoy me parece totalmente acertado el enfoque japonés en la exploración del espacio trazando objetivos realmente alcanzables y siendo eficientes en el manejo de sus recursos disponibles.

    1. No es una critica, solo una curiosidad:
      Cuanto costo el proyecto hayabusa 2, desde el diseño hasta el regreso, pasando por el mantenimiento en vuelo?
      …si dividimos ese precio por cada gramo, ¿cuanto costo cada gramo?

      1. El coste de Hayabusa 2 ha sido de 400 millones de dólares USA, esto es, 150 millones más que Hayabusa 1.

        https://www.space.com/14759-asteroid-sample-mission-hayabusa-2.html

        Ese presupuesto incluye todas las fases, del diseño de la sonda y sus rovers saltarines al lanzamiento y recuperación. Si dividimos 400 millones de dólares entre 5.4 gramos nos sale a 74 millones el gramo, pero creo que no es justo hacer ese tipo de cálculos simplones.

  5. Perdon daniel, cuando mencionas que ya podemos decir que tenemos material de un asteroide…¿y los fragmentos de meteoros y asteroides que estan en los museos son otra cosa?
    (Pregunto en mi ignorancia)

    1. Ya, pero las muestras de Hayabusa 2 sabemos exactamente de dónde vienen… y sabemos que no sufrieron cambios fisicoquímicos debidos a una violenta entrada atmosférica natural 😉

    2. Pienso que ese tipo de muestras de asteroides/meteoritos caídos en la tierra pudiesen no puede ser representativo/suficientes del sistema solar para estudio, o simplemente pudieron haberse modificado en su entrada en la atmósfera, o a través del paso del tiempo haberse modificado y/o contaminado por acción terrestre. Se puede caracterizar cada cuerpo del sistema solar de manera única y así ampliar nuestro conocimiento sobre la evolución , estructura, y resolver preguntas sobre como se formo la vida, estructura asteroides para desviarlos en caso de peligro, nuevas moléculas, o sobre la minería espacial.

  6. OT : un falcón 9 a lanzado un satélite militar de EEUU el NROL 108 por el echo de que el propulsor aterizo en tierra firme es probable que el satélite no fuera muy pesado probablemente un satélite como el que se acercó ala ISS y causo tanta polémica quien sabe probablemente lo lanzarán para estudiar algún satélite de Rusia o china 😒

  7. Felicitaciones a Japón 👏 veremos con el tiempo que arrojan los resultados de los análisis de esta pequeña muestra. En la imagen aumentada esos 5 g parecen 5 kg. 😊

    Excelente la entrada Daniel.

  8. Joer, después comer como un cura y echarme una breve siesta de sofá como un obispo, me pongo a hacer limpieza escuchando el último programa de Radio Skylab y al terminar echo un ojo a Eureka y ¡alehop! Daniel nos ha regalado otra entrada… 😀 Esto es un no parar 👏👏👏.

    Se agradece pero en serio, Daniel, aunque bajes un poco el ritmo no pasa nada, te querremos lo mismo. Olvídate de nosotros estas Navidades y disfruta de ese chavalín tuyo ahora que es pequeñajo, juega con él a los números y a las letras (como hacía yo con el mío, los dos tirados encima de la alfombra) y montaros una peli del Oeste o de dragones, princesas y caballeros con los Playmobil, que la muchachada crece enseguida y cuando te quieras dar cuenta será un adolescente sabihondo que empezará a tener ideas para “mejorar el blog del viejo” mientras tú empiezas a pensar cómo echarlo de casa… 🤣🤣🤣

    Ya en serio, esta misión nipona ha sido un absoluto exitazo y toda una demostración de lo mucho que se puede hacer con medios económicos relativamente modestos (la JAXA tuvo un presupuesto de 1.700 millones de dólares en 2020) trabajando de forma muy eficaz. Su programa de pequeñas sondas cometarias y asteroidales es todo un acierto. A ver qué sacamos europeos y nipones de la misión Beppi-Colombo a Mercurio.

  9. Ya que os molan las cosas de la JAXA, aquí tenéis su nuevo cohete, el H3, que en su versión 24 podrá enviar 6 toneladas de carga a una órbita de transferencia lunar.

    https://global.jaxa.jp/projects/rockets/h3/

    en.wikipedia.org/wiki/H3_(rocket)

    Es un vehículo similar al Ariane 6 con dos etapas criogénicas de oxígeno e hidrógeno líquidos y entre dos y cuatro aceleradores sólidos. Se espera que cada lanzamiento salga por 50 millones de dólares y que el primer vuelo tenga lugar durante el año fiscal japonés de 2021 (que va de abril de 2021 a marzo de 2022).

  10. Muy bien contado Daniel, me he enterado perfectamente. Las imágenes del contenedor , como funciona y hasta de como llego a Sagamihara, magnificas. De hecho he avanzado hasta comprender las Funciones básicas en la operación de un indicador digital de peso inteligente:
    TARA vs ZERO. Mucho mejor 5.4 gr que cero. Aunque cabe la dudosa posibilidad de que el contenedor gemelo no tenga la misma tara.

    Espero que los no-evolucionistas no se pongan de los nervios por el gran daño infringido al asteroide Ryugu que ahora pesará algo menos, entre lo recolectado y lo que haya podido salir despedido al espacio.

    Ryugu ha sido biopsiado. Esperemos que el resultado sea “Benigno”.

  11. La JAXA la verdad es que es digna de encomió.
    Colaboraciones entre grandes agencias. Hacia la “PANSA” en beneficio de la humanidad.

    Tri-Agency Collaboration Using Assembled Satellite Observation Data…
    One is the COVID-19

    https://global.jaxa.jp/activity/pr/jaxas/no081/02.html

    «Earth Observing Dashboard» created jointly by JAXA, NASA and the European Space Agency (ESA) to post their assembled data analysis results.

    This article introduces a behind-the-scenes story shared by HIRABAYASHI Takeshi and HAMAMOTO Ko, from Space Technology Directorate I.

  12. 5,4 gramos de gloria. Realmente baratos teniendo en cuenta el precio de los sueños ;-).

    Ahora a esperar ansiosamente por el retorno científico, seguro que abre nuevos campos de la astrofísica, ¿astrobiología?, ….

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