Esta imagen, tomada durante la segunda misión espacial Apolo 12, muestra dos naves espaciales de la NASA en la superficie lunar. En el fondo, el módulo lunar Apolo 12. En primer plano, la nave espacial no tripulada Surveyor 3. Crédito: NASA
Cuando la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA lance una cápsula que contiene material del asteroide Bennu al desierto de Utah el 24 de septiembre, será la última de una serie de misiones para recolectar muestras del espacio y entregarlas a la Tierra. Recolectar material del espacio es una tarea desafiante que requiere equipos de científicos e ingenieros dedicados, tecnología innovadora y paciencia. Pero los avances científicos que descubren estas muestras hacen que valga la pena el esfuerzo mientras tratamos de comprender los orígenes de nuestro planeta y la vida que prospera aquí.
La práctica del muestreo espacial 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, y las ambiciones crecieron 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 traer a casa piezas del espacio.
1969: Moonwalk de la NASA entrega las primeras muestras espaciales
El astronauta de la NASA Neil Armstrong dijo célebremente: “Es un pequeño paso para [a] hombre, un gran salto para la humanidad”, conmemorando los primeros pasos de la humanidad en el mundo más allá de la Tierra. También marcó el comienzo de una nueva era de la ciencia, la ingeniería y la exploración. Los astronautas del Apolo recolectaron y regresaron 842 libras (382 kilogramos) de roca y polvo durante seis misiones.
Debido a que las rocas lunares están mejor conservadas que las rocas terrestres, han brindado una visión sin precedentes de cómo se formaron nuestro planeta y nuestro sistema solar: la historia en gran parte fue borrada en la Tierra por la erosión, los ciclos climáticos, la actividad volcánica y la tectónica de placas. Entre otras cosas, las muestras de Apolo revelaron que la composición de la Luna y la Tierra son tan similares que probablemente se formaron a partir del mismo material. Este descubrimiento llevó a los científicos a teorizar que la luna se formó a partir de roca y metal que se formaron por la colisión de la joven Tierra con un objeto del tamaño de Marte hace unos 4500 millones de años.
La visión de un artista del viento solar, que es una corriente de partículas cargadas liberadas continuamente por el sol. Fuente: NASA
2004: Génesis atrapa el viento solar
La nave espacial Génesis de la NASA entregó las primeras muestras más allá de la órbita lunar en 2004. Colocada durante más de dos años en un punto gravitacionalmente estable entre la Tierra y el Sol, la nave espacial recogió partículas cargadas que fluyen desde el Sol, llamadas viento solar. Los científicos querían estudiar estas partículas porque se cree que reflejan la 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 las de la Tierra. Esperaban que el sol y los planetas tuvieran firmas de isótopos similares porque todo en el sistema solar se formó a partir de la misma nube de gas y polvo llamada nebulosa solar. Una de las razones de esta diferencia puede ser que la Tierra y los otros planetas interiores rocosos se formaron a partir de polvo de nebulosa, mientras que el Sol se formó a partir de gas y polvo.
2006: recolectando el halo polvoriento del cometa
En 2006, la misión Stardust de la NASA fue 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 varios 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 el componente básico de la vida en la Tierra. Encontrar glicina en el polvo de un cometa apoyó la teoría de que algunos de los ingredientes para la vida se originaron en el espacio y llegaron a la Tierra, y posiblemente a otros mundos, a través de cometas y asteroides.
2010 y 2020: En el origen de la historia del sistema solar
El polvo de asteroides, más antiguo y mejor conservado que cualquier otro material en la Tierra, les está dando a los científicos un vistazo al nacimiento del sistema solar. El primer estudio de muestras de asteroides fue posible gracias a la JAXA (Agencia de Exploración Espacial de Japón) cuando su nave espacial Hayabusa regresó en 2010 con miles de partículas del asteroide Itokawa. Hayabusa2 hizo lo mismo 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 química de los asteroides “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 los componentes básicos de toda la vida conocida.
Pronto, los científicos tendrán la oportunidad de comparar las muestras de Itokawa y Ryugu con fragmentos del asteroide Bennu, que ahora se encuentran de camino a la Tierra a bordo de la nave espacial OSIRIS-REx. Según un acuerdo internacional, la NASA y JAXA están colaborando para analizar y comparar muestras de tres asteroides, dos de los cuales, Ryugu y Bennu, pueden haberse desprendido del mismo asteroide padre hace miles de millones de años.
2023: Viaje de regreso a la Tierra con las rocas de Bennu
Saliendo a recolectar al menos 2 onzas o 60 gramos de polvo y roca de Bennu, OSIRIS-REx está de camino a casa con aproximadamente 8,8 onzas o 250 gramos de material, poco más de una taza. OSIRIS-REx tomó muestras de Bennu el 20 de octubre de 2020. Después de que la muestra llegue a la Tierra el 24 de septiembre, generaciones de científicos estudiarán el polvo de Bennu en sus laboratorios para responder docenas de preguntas sobre la naturaleza de los asteroides, el sistema solar primitivo y los orígenes de vida.
Mientras estaba en Bennu, la nave espacial OSIRIS-REx detectó carbono orgánico e indica que el material de Bennu ha interactuado con agua líquida en el pasado. Cuando las muestras lleguen a la Tierra, los científicos podrán ver la química completa de Bennu y reconstruir la historia del agua y la materia orgánica en el asteroide.
Misiones futuras
2029: Las lunas de Marte están en el punto de mira
JAXA lanzará la misión MMX (Martian Moons eXploration) en 2024 para estudiar de cerca las lunas de Marte, Fobos y Deimos por primera vez en la historia. MMX también recolectará muestras de superficie de Phobos, el sitio de muestreo más lejano hasta la fecha. JAXA entregará muestras a la Tierra en 2029.
Esta misión, que incluye un instrumento de la NASA, un sistema de muestreo para demostraciones de tecnología y científicos respaldados por la NASA de instituciones estadounidenses, ayudará a responder 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 la vida microbiana pudo haber existido o no en Marte. Los orbitadores y rovers en el 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 en Marte, los científicos han soñado durante décadas con traer material marciano a la Tierra para analizarlo con tecnología de punta que es demasiado grande y demasiado compleja para enviar al espacio.
Es posible que sus sueños pronto se hagan realidad, ya que la NASA y la ESA (la Agencia Espacial Europea) están desarrollando una campaña de múltiples misiones para recolectar muestras que el rover Mars 2020 Perseverance de la NASA está recolectando actualmente de un antiguo delta del río en el cráter Jezero. La campaña Mars Sample Return es uno de los esfuerzos más coordinados en vuelos espaciales, que involucra múltiples naves espaciales, lanzamientos y agencias gubernamentales. La primera nave espacial de la serie necesaria para recolectar muestras de Perseverance y traerlas de regreso a la Tierra está programada para lanzarse en 2027.