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 ✎ 51

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


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