La fragilidad de los asteroides

Hace pocos días un robot con un nombre extraordinario OSIRIS-REx, hizo una tarea delicada y peligrosa a pedido de sus creadores. De manera autónoma, guiado por su sentido de la vista y valiéndose de sus motores cohete, descendió a la escarpada superficie del asteroide Bennu y, usando su brazo articulado, tomó una muestra del suelo para traerla a la Tierra. La imagen es una ilustración realista del sitio del descenso, porque primero se pasó un año reconociendo al milímetro toda la superficie. El evento se transmitió en vivo pero sin imágenes, porque el ancho de banda y la demora debida a la distancia no lo permitían. Al día siguiente llegaron las fotos que tomó OSIRIS-REx para mostrarnos, y lo que se ve es notable.

En el video vemos los últimos segundos del descenso, con el brazo sosteniendo el dispositivo recolector, que mide unos 50 cm de diámetro. Cuando toca el suelo ocurren un montón de cosas, y vuelan cascotes y polvo, hasta que finalmente la nave retrocede para ponerse a salvo. En una versión lenta de los segundos cruciales vemos lo siguiente.

Las piedras empiezan a volar desde el instante del contacto, pero luego el robot sopla para levantar más material y poder recolectarlo. En ese momento vemos una gran sombra, y cuando el robot se aleja podemos ver su borde, a la derecha. Es como si se hubiera formado un cráter. Ya se sabía que el suelo de Bennu era muy suelto, por mediciones de su densidad, y se esperaba que el brazo penetrara un par de centímetros. Pero aparentemente, entre el movimiento hacia abajo y el soplido, yo diría que penetró como 50 cm por lo menos. Uno diría que, de no haber retrocedido, se habría enterrado por completo en el regolito. 

Vale la pena ver el instante exacto del contacto. Estos son dos frames, justo antes y justo después:

Se puede ver que inmediatamente se perturban los guijarros a cierta distancia del punto de contacto. La piedra grande de la izquierda parece moverse bastante, levantando la punta que estaba parcialmente enterrada. Justo en el borde superior del dispositivo se ve también una piedra grande, cubierta por guijarros. Este tipo de cascotes era justamente de las que más preocupaban a los diseñadores del aparato, porque podían evitar un contacto plano con el suelo, necesario para la aspiración de polvo y guijarros. Lo que ocurrió fue sorprendente: la piedra literalmente se pulverizó al apretarla (en la aproximación se ve mejor).

Después del procedimiento OSIRIS-REx se elevó inmediatamente por seguridad, y fotografió la parte inferior de la aspiradora para comprobar el resultado de la recolección. Esto también fue sorprendente: ¡había tanto material dentro, que las piedras estaban escapando! Se decidió suspender dos maniobras previstas, para no sacudir innecesariamente la muestra. Por un lado, no se frenó el ascenso alejándose de Bennu, que se mantuvo a una velocidad constante de 40 cm/s. Por otro lado, no se hizo una pirueta que pretendía medir la masa recolectada directamente. Se considera exitosa una recolección de 60 gramos, y por la inspección visual estiman que debe haber cientos de gramos, tal vez más de un kilo. Así que sólo quedaba empaquetar el dispositivo en la cápsula que caerá a la Tierra en 2023. ¿Sobrevivirá alguna piedra a la tremenda sacudida del reingreso?

También es interesante lo que se ve en un video hecho con la cámara de navegación, que muestra toda la secuencia de aproximación al sitio de muestreo (vayan a verla en ese link, se lo ve acercándose, un parche de suelo más suave que el resto). En una interesante discusión en unmannedspaceflight se están analizando estas imágenes. Una sombra que se ve aparecer tras el toque me parecía un cráter tallado por uno de los cohetes de retroceso al disparar. Pero este montaje del usuario Greenish muestra claramente que es el manto de material eyectado por el toque, haciendo sombra sobre el paisaje. Es de manual.

Cuando uno ve esto no puede dejar de preguntarse si lo que sabemos de los asteroides, basado fundamentalmente en los meteoritos que hemos encontrado en la Tierra, no está extremadamente sesgado. Me da la impresión de que un asteroide como Bennu, si chocara con la Tierra, se desintegraría por completo en la atmósfera, sin producir meteorito alguno. Tal vez los asteroides que sobreviven al impacto no son una muestra típica. Bueno, los metálicos sabemos que son raros, pero tal vez las condritas mismas, de roca, sean raras. Coincidentemente, esta semana se publicó un análisis del descenso de Philae sobre el cometa 67P hace unos años, mostrando que el hielo cometario es más frágil que la nieve recién caída, más blando que la espuma del mar. ¿Será por esto que del mayor impacto de los tiempos recientes, el de Tunguska en 1908 en Siberia, que produjo una explosión de decenas de megatones que se sintió a miles de kilómetros de distancia, no tenemos ni un miserable meteorito?

Todo esto ocurrió a 300 millones de kilómetros, después de 4 años de viaje, en un terreno completamente distinto y mucho más peligroso que el esperado, y el robotito tocó el asteroide a menos de un metro de distancia del lugar previsto. Fue una hazaña de la ingeniería, la robótica y la tecnología espacial. Y un éxito que probablemente revolucionará nuestro conocimiento de los asteroides pequeños, cápsulas del tiempo de los orígenes del sistema solar. 

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El 25% del material que OSIRIS-REx traiga a la Tierra será entregado al investigador responsable del proyecto, para su análisis. Partes más pequeñas se entregarán a diversos partners de la misión (Canadá y Japón, y no sé si alguno más). La mayor parte se preservará para el futuro, a ser usado cuando haya tecnologías que hoy no sospechamos.

El robot japonés Hayabusa-2 se encuentra ya camino a la Tierra, portando también una muestra (si no me equivoco mucho menor, menos de un gramo) del asteroide Ryugu. Llegará el mes que viene. ¡Qué ganas de ver lo que trae!

Las imágenes y videos son de la NASA/JPL/OSIRIS-REx. Versiones de alta definición pueden verse en https://svs.gsfc.nasa.gov/13744. 

El paper sobre Philae es: O'Rourke et al., The Philae lander reveals low-strength primitive ice inside cometary boulders, Nature 586:697–701 (2020). Hay un fantástico video de 5 minutos con el resultado explicado.