Cuando la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA libere una cápsula con material del asteroide Bennu en el desierto de Utah el 24 de septiembre, se convertirá en la última de una línea de misiones para recolectar muestras del espacio y entregarlas a la Tierra. Recolectar material del espacio es una hazaña desafiante que requiere equipos de científicos e ingenieros dedicados, tecnología innovadora y paciencia. Pero los avances científicos que desbloquean estas muestras hacen que el esfuerzo valga la pena mientras intentamos comprender los orígenes de nuestro planeta y la vida que prospera aquí.
La práctica de recuperar muestras del espacio comenzó en 1969 con la misión Apolo 11 de la NASA, la primera en llevar astronautas a la Luna. Siguieron muchas más misiones de recolección de muestras a la Luna y más allá, creciendo en ambición con cada década que pasaba. Aquí hay una descripción general de la historia y el futuro de las misiones, organizadas por la NASA y sus socios, para llevar a casa piezas del espacio.
1969: Moonwalk de la NASA entrega las primeras muestras espaciales
La famosa frase del astronauta de la NASA Neil Armstrong, “Ese es un pequeño paso para [un] hombre, un gran salto para la humanidad”, conmemoró los primeros pasos de la humanidad en un mundo más allá de la Tierra. También lanzó una nueva era de ciencia, ingeniería y exploración. Los astronautas del Apolo recolectaron y devolvieron 842 libras (382 kilogramos) de rocas y polvo en seis misiones. Debido a que las rocas lunares están mejor conservadas que las rocas de la Tierra, ofrecieron una visión sin precedentes de cómo se formaron nuestro planeta y nuestro sistema solar, una historia borrada en gran medida en la Tierra por la erosión, los ciclos climáticos, la actividad volcánica y la tectónica de placas. Entre muchas otras cosas, las muestras de Apolo revelaron que la composición de la Luna y la Tierra es tan similar que probablemente se formaron del mismo material.
2004: Génesis se apodera del viento solar
La nave espacial Génesis de la NASA entregó las primeras muestras más allá de la órbita de la Luna en 2004. Colocada durante más de dos años en un punto gravitacionalmente estable entre la Tierra y el Sol, la nave espacial recolectó partículas cargadas que emanaban del Sol, llamadas viento solar. Los científicos querían estudiar estas partículas porque se cree que reflejan la composición química del sistema solar cuando se estaba formando hace casi 4600 millones de años. Después de analizar la muestra, los científicos se sorprendieron al ver que las partículas del Sol tenían diferentes versiones, o isótopos, de oxígeno y nitrógeno en comparación con la Tierra. Esperaban que el Sol y los planetas tuvieran firmas isotópicas similares ya que todo en el sistema solar se formó a partir de la misma nube de gas y polvo, llamada nebulosa solar.
2006: Recolectando el halo polvoriento de un cometa
En 2006, la misión Stardust de la NASA se convirtió en la primera en recolectar muestras de cometas y enviarlas a la Tierra. Como sugiere su nombre, Stardust capturó partículas de polvo, 10 000 de ellas, del halo de polvo y gas, llamado coma, que rodea al cometa Wild 2. Los científicos hicieron algunos descubrimientos clave después de analizar fragmentos de Wild 2. Entre ellos estaba la primera detección de glicina en un cometa. La glicina es un aminoácido, que es un componente fundamental de la vida en la Tierra. Encontrar glicina en el polvo de un cometa apoyó la teoría de que algunos de los ingredientes de la vida se formaron en el espacio y llegaron a la Tierra, y posiblemente a otros mundos, a través de cometas y asteroides.
2010 y 2020: Ir a la fuente de la historia del sistema solar
El polvo de asteroides, más antiguo y mejor conservado que cualquier material de la Tierra, ofrece a los científicos una ventana al nacimiento del sistema solar. Los primeros estudios de muestras de asteroides fueron posibles gracias a JAXA (la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón), cuando su nave espacial Hayabusa regresó en 2010 con miles de partículas del asteroide Itokawa. Hayabusa2 siguió con 0,2 onzas, o 5,4 gramos, del asteroide Ryugu en 2020, superando con creces los requisitos de la misión. Las muestras de Itokawa y Ryugu revelaron la estructura y la composición química de los asteroides de “montón de escombros”, que están hechos de rocas y cantos rodados que se mantienen unidos por la gravedad. Las muestras también mostraron que algunos asteroides, como se predijo, contienen moléculas orgánicas, que podrían ser algunos de los componentes básicos de todas las formas de vida conocidas. Pronto, Los científicos tendrán la oportunidad de comparar muestras de Itokawa y Ryugu con piezas del asteroide Bennu, que ahora se encuentran en camino a la Tierra a bordo de la nave espacial OSIRIS-REx. A través de un acuerdo internacional, la NASA y JAXA están colaborando para analizar y comparar muestras de los tres asteroides, dos de los cuales, Ryugu y Bennu, pueden haberse desprendido del mismo asteroide padre hace miles de millones de años.
2023: Navegando de regreso a la Tierra con Bennu Rocks
Con la intención de recolectar al menos 2 onzas, o 60 gramos, de polvo y rocas de Bennu, OSIRIS-REx está de camino a casa con un estimado de 8,8 onzas, o 250 gramos, de material, que es poco más de una taza. OSIRIS-REx recolectó la muestra de Bennu el 20 de octubre de 2020. Después de que la muestra llegue a la Tierra el 24 de septiembre, generaciones de científicos podrán investigar el polvo de Bennu en sus laboratorios para abordar docenas de preguntas sobre la naturaleza de los asteroides, la sistema solar primitivo y los orígenes de la vida. Mientras estaba en Bennu, la nave espacial OSIRIS-REx detectó carbono orgánico y señales de que el material del que está hecho Bennu había interactuado con agua líquida en el pasado. Cuando las muestras lleguen a la Tierra, los científicos podrán ver la composición química completa de Bennu y reconstruir la historia del agua y la materia orgánica en el asteroide.
Misiones futuras
2029: las lunas marcianas obtienen el centro de atención
JAXA lanzará su misión MMX (Martian Moons eXploration) en 2024 para estudiar de cerca las lunas marcianas Fobos y Deimos por primera vez en la historia. MMX también recolectará muestras de superficie de Phobos, el lugar de muestreo más lejano hasta el momento. JAXA entregará las muestras a la Tierra en 2029. Esta misión, que incluye un instrumento de la NASA, un sistema de muestreo de demostración de tecnología y científicos participantes apoyados por la NASA de instituciones estadounidenses, ayudará a abordar preguntas sobre la evolución de Marte y la formación de sus dos lunas. .
2033: El Planeta Rojo llega a la Tierra
Uno de los grandes objetivos de la exploración espacial es determinar si Marte podría haber albergado vida microbiana, o aún la alberga. Los orbitadores y rovers del Planeta Rojo han encontrado evidencia intrigante de que el Marte primitivo tenía agua líquida y una atmósfera protectora, condiciones que podrían haber sustentado la vida tal como la conocemos. Un laboratorio portátil en el vientre del rover Curiosity de la NASA incluso ha detectado moléculas orgánicas en el suelo marciano que pueden, o no, estar relacionadas con la vida. Para tratar de resolver la cuestión de la habitabilidad marciana, los científicos han soñado durante décadas con traer material marciano a la Tierra para analizarlo con tecnologías de punta que son demasiado grandes y complejas para enviar al espacio.
Sus sueños pronto podrían hacerse realidad, ya que la NASA y la ESA (la Agencia Espacial Europea) están diseñando una campaña de múltiples misiones para recuperar muestras que el rover Mars 2020 Perseverance de la NASA está recolectando actualmente de un antiguo delta del río en el cráter Jezero. Llamada Mars Sample Return, la campaña es uno de los esfuerzos más coordinados en vuelos espaciales, involucrando múltiples naves espaciales, lanzamientos y agencias gubernamentales. La primera nave espacial de una serie necesaria para recoger las muestras de Perseverance y traerlas a la Tierra está programada para lanzarse en 2027.