La misión OSIRIS-REx se encuentra hoy con el asteroide Bennu

Tras casi 27 meses de viaje espacial, la sonda OSIRIS-REx de la NASA empezará a operar alrededor del asteroide Bennu este lunes, 3 de diciembre. Hasta marzo de 2021, la nave espacial inspeccionará y mapeará a Bennu, navegará cerca del asteroide y finalmente tocará la superficie durante cinco segundos para obtener una muestra. Será entonces cuando comience su viaje de regreso a la Tierra con su preciada carga.

Tras su encuentro de hoy, la nave hará un total de cinco pases sobre el polo norte, el ecuador y el polo sur a una distancia de 7 kilómetros. Los principales objetivos científicos de esta Fase Preliminar son estimar la masa de Bennu, refinar el modelo de estado de giro del asteroide y generar un modelo de forma global a una resolución de 75 centímetros.

Ya en la Fase Orbital A, la nave espacial se colocará en una órbita de gravedad alrededor de Bennu por primera vez. No hay requisitos científicos, ya que esta fase está diseñada para proporcionar al equipo de la misión la experiencia de navegar cerca de un cuerpo pequeño. La nave espacial rodeará a Bennu a una distancia entre 1,4 y 2 kilómetros, y cada órbita durará aproximadamente 50 horas. Esta fase marca lo más cerca que una nave espacial ha orbitado alrededor de un cuerpo pequeño.

Durante esta fase, el equipo de navegación pasará de la navegación basada en estrellas a la navegación basada en puntos de referencia. El uso de puntos de referencia, como rocas y cráteres en la superficie de Bennu, para determinar la posición de OSIRIS-REx permitirá al equipo de navegación maniobrar la nave espacial con mucha precisión, lo que será crítico durante las próximas fases de la misión.

El estudio en profundidad de Bennu comienza durante el Estudio Detallado. OSIRIS-REx realizará múltiples pasadas alrededor de Bennu para producir el amplio rango de ángulos de visión necesarios para observar completamente el asteroide. La nave también utilizará su espectrómetro OTES para mapear la composición química de toda la superficie de Bennu. Las imágenes obtenidas durante esta fase tendrán una resolución lo suficientemente alta como para producir mapas de terreno digitales y mosaicos de imágenes globales para los sitios de muestra propuestos. El terreno de Bennu se examinará a granel y las secciones se clasificarán como "seguras" o "inseguras", con los resultados visualizados en un mapa de peligros.

En una segunda fase del Estudio Detallado, la nave hará las observaciones científicas necesarias para ayudar al equipo a concentrarse en la mejor ubicación en Bennu para recoger una muestra de regolito (material de superficie suelta). Para obtener estos datos, la nave ejecutará una serie de giros entre los polos norte y sur de Bennu mientras realiza observaciones desde siete estaciones diferentes sobre el ecuador. Estos datos serán estudiados para entender la geología de Bennu. La nave espacial también realizará búsquedas de polvo y gas.

La amplia gama de productos de datos desarrollados durante esta fase se analizará y combinará para producir varios mapas. Al final, el equipo tendrá la información necesaria para seleccionar hasta 12 sitios de muestra candidatos. Además, el equipo mapeará las propiedades globales del asteroide, logrando un objetivo científico importante de la misión.

Al final de la Estudio Detallado, la nave espacial entrará en una órbita cercana (con un radio de 1 kilómetros) alrededor de Bennu y comenzará la fase Orbital B, batiendo el récord de la fase orbital A.Nuevos datos recogidos se utilizarán para evaluar los sitios de muestra potenciales para tres elementos clave: seguridad, capacidad de muestreo y valor científico.

Durante la fase de reconocimiento, la nave hará una serie de observaciones de reconocimiento a baja altitud de los dos candidatos del sitio de muestra final. Estas observaciones, obtenidas a partir de 225 metros sobre la superficie, mostrarán objetos en el suelo que son tan pequeños como 2 centímetros. Las imágenes de contexto de los sitios también se tomarán durante los pases superiores a una altura de 525 metros. Ambos sitios se estudiarán en su totalidad para que el equipo pueda comenzar a planificar inmediatamente la recolección de muestras en el sitio de respaldo si es necesario.

Debido a que la recolección de muestras es un evento crítico, la misión ha planeado al menos dos ensayos antes de la ejecución final. En el primer ensayo, OSIRIS-REx practicará dejar su órbita, maniobrando a un punto de control predefinido ubicado a 125 metros sobre el sitio de muestra, y luego regresará a la órbita. El segundo ensayo llevará a la nave espacial de la órbita a un punto de coincidencia, donde se desplazará sobre la ubicación de muestreo antes de volver a la órbita.

Durante cada ensayo, la nave espacial recopilará y analizará datos de rastreo, rangos LIDAR e imágenes OCAMS y TAGCAMS para que el equipo pueda verificar el desempeño del sistema de vuelo antes de la maniobra real de recolección de muestras.

Cuando sea el momento, OSIRIS-REx utilizará el instrumento TAGSAM para recolectar una muestra de regolito de Bennu. TAGSAM es un brazo articulado en la nave espacial con una cabeza redonda de muestra en el extremo. Durante la maniobra Touch-and-Go (TAG), la cabeza del muestreador se extenderá hacia Bennu, y el impulso de la trayectoria lenta y descendente de la nave lo empujará contra la superficie del asteroide durante unos cinco segundos, lo suficiente para obtener una muestra. En contacto, el gas nitrógeno soplará sobre la superficie para tomar el polvo y las pequeñas piedras, que luego serán capturadas en la cabeza de TAGSAM.

Después de que la nave espacial se active para alejarse de Bennu, el equipo de la misión medirá la cantidad de muestra recolectada girando la nave espacial con el brazo TAGSAM extendido. Luego compararán el cambio en la inercia de la nave espacial con un giro anterior de TAGSAM vacío para garantizar que se haya recogido suficiente muestra. La nave tiene tres botes de gas nitrógeno a bordo, lo que permite tres intentos de muestreo. Una vez que se determina que la recolección de muestras es exitosa, la cabeza TAGSAM se colocará en la cápsula de retorno de muestras para regresar a la Tierra. Después de la estiba exitosa, la nave se pondrá en una posición a distancia segura de Bennu, donde permanecerá hasta el inicio de su viaje de regreso a la Tierra en marzo de 2021.