Captura Extraterrestre
Resumen: En los próximos días, una nave espacial que viaja a la velocidad de una bala y se llama Stardust (Polvo Estelar) pasará a través de la tenue cola de un cometa, capturará aproximadamente una onza (30 gramos) de sus delicadas partículas, y luego comenzará su viaje de regreso a la Tierra. Astrobiology Magazine habló con el investigador principal de Stardust, el profesor Don Brownlee, sobre la logística de esta próxima caza del tesoro.|
Entrevista con Don Brownlee “Éste es un tiempo emocionante”, dice el profesor de astronomía de la Universidad de Washington Don Brownlee, quien es también el investigador principal para la misión Stardust de la NASA. La nave Stardust está programada para contactar un cometa el 2 de enero de 2004, y regresar a la Tierra con el polvo recolectado en enero de 2006. Es la primera misión que traerá muestras desde la Apolo. La nave volará en un curso de casi colisión dentro de una zona a 300 kilómetros (200 millas) de la tenue cola de un cometa llamado Wild 2, mientras atrapa minúsculas partículas del cometa en un material de silicio de baja densidad llamado aerogel.
Para delicia de los científicos de la misión, el 13 de noviembre, la bola cometaria de hielo sucio y roca (del tamaño aproximado de tres puentes de Brooklyn puestos uno detrás del otro) fue detectada visualmente por la cámara de navegación óptica de la nave, en el primer intento. Para lograr esta detección, la cámara de la nave observó estrellas tan débiles como de magnitud 11, más de 1.500 veces más tenues que lo que el ojo humano puede ver en una noche clara. La cámara principal de Stardust, construida para el programa Voyager de la NASA, trasmitirá a la Tierra las imágenes más cercanas que jamás se hayan obtenido de un cometa. Durante el próximo encuentro del 2 de enero, las partículas cometarias estarán viajando cinco veces más rápido que la bala de un rifle, pero el aerogel recolector las detendrá en una fracción de pulgada. Como el aerogel es un 99,9% espacio vacío, la colisión no dañará a los gránulos ni alterará apreciablemente sus características. La nave está programada para regresar a la Tierra dos años más tarde, cuando una cápsula que contendrá su tesoro (menos de 20 gramos – una onza – de polvo de cometa) descenderá en paracaídas en el desierto de Utah. Aunque miles de toneladas de partículas cometarias microscópicas cubren a la Tierra cada año, Brownlee dijo que “desafortunadamente, son difíciles de encontrar entre los materiales terrestres. Y aún cuando estas partículas extraterrestres puedan ser encontradas, son huérfanos cósmicos; no hay forma de determinar su origen”. Además de la comprensión del origen de los cometas, la misión puede ofrecer nuevas visiones sobre el origen de la vida sobre la Tierra. Se cree que los cometas trajeron una porción considerable del agua terrestre, y “esta (misión) nos da una real oportunidad de saber si nuestras largamente sostenidas sospechas son correctas, acerca de que los cometas jugaron un papel principal en el origen de la vida”, dijo Brownlee. “Nadie sabe exactamente como comenzó la vida, pero estamos seguros de que el carbono fue clave para el proceso. Los cometas son los materiales más ricos en carbono del sistema solar, y sabemos que están llenos de compuestos orgánicos que caen todo el tiempo sobre la Tierra”. Astrobiology Magazine tuvo la oportunidad de hablar con el profesor Brownlee mientras que la Stardust se aproximaba a su dramático encuentro con un cometa. Astrobiology Magazine (AM): ¿Cuándo comenzó su trabajo en la misión Stardust? Don Brownlee (DB): Comenzamos realmente a trabajar en 1980 con una propuesta para realizar un “retorno de muestras atomizadas” del cometa Halley. La misión HER (Halley Earth Return) nunca se llevó a cabo, pero inició una cadena de desarrollos y propuestas que incluían misiones de retorno de muestras con ESA y con Japón. El adelanto más importante fue el desarrollo de la captura intacta utilizando aerogel y el programa Discovery de la NASA. Stardust fue seleccionada en 1995. AM: ¿Cuál es la fecha exacta prevista para el retorno de las muestras a la Tierra en el desierto de Utah? DB: El 15 de enero de 2006. AM: ¿Cuáles son las preparaciones logísticas para esta misión, como la primera de ese tipo desde Apolo?
DB: Se está construyendo una habitación limpia para el cuidado y distribución de las muestras en el Edificio 31 del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. Se necesitan métodos especiales para manipular y extraer muestras del aerogel de silicio donde han sido recogidas, pero después de la extracción las muestras serán tratadas en forma similar a la que se utiliza para las partículas de polvo cósmico en el Laboratorio de Polvo Cósmico que también se encuentra en el Edificio 31. La mayoría de las muestras estará en el entorno de los 5 a 20 micrones, por lo que serán idénticas a las partículas de polvo cósmico que se recogen en la estratósfera. Las muestras de la Stardust se estudiarán generalmente por grupos consorcios alrededor del mundo, utilizando secuencias de diferentes técnicas. AM: ¿Cuales serían los compuestos orgánicos típicos que uno podría esperar encontrar alrededor de un cometa? DB: Los compuestos orgánicos no volátiles más comunes serían probablemente similares a los que encontramos en las condritas carbonáceas (meteoritos ricos en carbono). Sería probablemente un material similar al kerógeno (un sólido orgánico ceroso), pero éso lo veremos. AM: Cuando la muestra de aerogel de la Stardust sea llevada al Centro Espacial Johnson (JSC) en Houston, ¿qué clase de exámenes se realizarán?. ¿Espectroscopía de masa y micrografía electrónica? <DB: La inspección inicial en el JSC medirá longitudes de trazas y estimará la masa de las partículas y su estado de preservación. Otras investigaciones se llevarán a cabo en otros lugares utilizando un amplio espectro de técnicas, esencialmente métodos que pueden ser usados para estudiar las muestras de tamaño del orden de los nanogramos y aún menores.
AM: ¿Cuál es la señal indicadora de que el material es prístino y de origen cometario?. ¿Una proporción particular de elementos químicos clave obtenida por la espectroscopía de imagen?. DB: Si es recolectada por la Stardust en el “lado del cometa” del aerogel, será casi un 100% seguro que sea cometaria. Si recogemos unas pocas partículas de polvo interplanetario por el impacto contra la nave, esas partículas no producirán trazos perpendiculares al plano frontal del colector. Éso es lo bello de la Stardust: todas las partículas en el lado cometario tienen un origen conocido y son recogidas exactamente a la misma velocidad (6,1 km/s). AM: ¿Qué tipo de control de temperatura es posible dentro del aerogel para preservar el estado del polvo cometario; por ejemplo, ¿qué sucede si se captura una minúscula cantidad de agua congelada? DB: Las partículas son calentadas por pulsación durante la captura... durante unos pocos microsegundos. Cuando son enviadas a la Tierra se calientan hasta las condiciones ambientales, quizás tanto como hasta los 35ºC. No sobrevivirá nada de agua líquida excepto como una película superficial sobre el aerogel. AM: Hay muchas ideas de misión para extender el método de recolección Stardust, en particular la de proyectiles enviados a Europa para remover suficientes partículas como para que un sobrevuelo recoja muestras de la superficie sin aterrizar realmente. ¿Cuál es su opinión acerca de estas ideas? DB: Se han propuesto dos misiones de recolección de muestras, una a Europa (Ice Clipper) y una a Marte (Sample Collection for Investigation of Mars = Recolección de Muestras para la Investigación de Marte, o SCIM). Son muy interesantes. El estilo de recolección de muestras de la Stardust presenta el gran atractivo de que no requiere un aterrizaje. AM: El encuentro con el cometa Wild 2 durará solamente unos pocos minutos, ¿correcto? DB: La Stardust volará a 300 km del cometa a una velocidad de 6 km/s. En dos minutos, cubrirá 90º de ángulo de fase. Una estimación de unos pocos minutos para la mayor parte de la recolección y de la toma de imágenes, sería correcta. AM: Luego del encuentro del 2 de enero, ¿cómo se sabrá que la recolección ha sido realizada?. ¿Hay señales de telemetría que proporcionen la información suficiente como para presumir que se ha cumplido la captura? DB: Tendremos una señal portadora durante el encuentro, que nos estará diciendo que la nave está bien. La estimación del éxito de la recolección se basará en el número de partículas detectadas por el recolector de polvo, (Dust Flux Monitor Instrument = Instrumento Monitor de Flujo de Polvo, o DFMI), y por el espectrómetro de masa (Cometary and Interestelar Dust Analyzer = Analizador de Polvo Cometario e Interestelar), o CIDA).
Durante los próximos cinco años o algo así, habrá por lo menos cuatro o cinco encuentros de naves con cometas y asteroides. De particular interés será el del próximo año; se espera que la nave Deep Impact (Impacto Profundo) de la NASA cree un cráter del tamaño de un estadio en el cometa Tempel 1 el 4 de julio de 2005, produciendo un impacto lo suficientemente grande como para ser visible con telescopios desde la Tierra. En el día de San Valentín del año 2001, la nave NEAR-Shoemaker descendió exitosamente en el asteroide No. 433, Eros. Su extraordinario viaje, que finalizó con un aterrizaje suave en un asteroide en forma de maní a unos 176 millones de kilómetros (109 millones de millas) de la Tierra, impulsó a Andrew Cheng, científico del Proyecto NEAR, a decir: “el lunes 12 de febrero de 2001, la nave NEAR descendió en el asteroide Eros, luego de trasmitir 69 imágenes en primer plano de la superficie durante su aproximación final. Observar ese evento fue la experiencia más emocionante de mi vida”. Todas las misiones siguientes están totalmente financiadas, aunque no todas han sido lanzadas todavía:
Stardust es una colaboración de la UW, la NASA y el Laboratorio de propulsión a Chorro en el Instituto de Tecnología de California, y de Lockheed Martin Space Systems. Otros miembros clave son The Boeing Co., el Instituto Max Planck para la Física Extraterrestre, el Centro de Investigación Ames de la NASA y la Universidad de Chicago. Stardust, parte del Programa Discovery de la NASA de misiones altamente focalizadas de bajo costo, fue construido por Lockheed Martin Astronautics and Operations, Denver, Colorado, y es administrado por el JPL para la Oficina de Ciencia Espacial de la NASA, Washington, DC. JPL es una división del Instituto de Tecnología de California, Pasadena. El investigador principal es el profesor de astronomía Donald E. Brownlee de la Universidad de Washington en Seattle. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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