NASA‘s Osiris-Rex El próximo mes de septiembre se lanzará una cápsula de muestra desde el asteroide, con el objetivo de aterrizar en el desierto del Gran Lago Salado, y los equipos se prepararán para enfrentar desafíos durante su aterrizaje y recuperación.

Este septiembre, después de viajar miles de millones de millas a través de nuestro sistema solar, la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA pasará cerca de la Tierra con una entrega inusual. A su paso, liberará una cápsula del tamaño de un pequeño frigorífico que contiene una muestra de rocas espaciales primitivas recogidas de un asteroide situado entre las órbitas de la Tierra y Marte. Marte.

OSIRIS-REx – Orígenes, interpretación espectral, identificación de recursos y seguridad – Regolith Explorer – es la primera misión estadounidense que recolecta una muestra de un asteroide. Los científicos esperan que el material original recolectado del asteroide Bennu en 2020 (aproximadamente media libra de escombros y polvo de la superficie del asteroide) proporcione una ventana a hace 4.500 millones de años, cuando el Sol y los planetas se estaban formando.

Desafíos de entrada y preparativos

Antes de que pueda hacer eso, la cápsula protectora de la muestra soportará temperaturas dos veces más altas que la lava y la segunda velocidad más rápida jamás alcanzada por un objeto creado por el hombre que ingresa a la atmósfera de la Tierra. Después de entrar en la atmósfera de la Tierra a aproximadamente 36 veces la velocidad del sonido, la cápsula eventualmente puede encontrar viento, lluvia y otras condiciones climáticas a medida que cae cerca de la superficie. No importa el clima, aterrizarás en el desierto del Gran Lago Salado, una región árida conocida por sus abrasadoras temperaturas de verano y sus salinas, los restos del antiguo fondo de un lago donde los depósitos de sal crujiente cubren el suelo.

Si bien gran parte de la atención se centrará en los aspectos técnicos de la nave espacial y la cápsula de aterrizaje, un equipo de científicos y meteorólogos monitoreará de cerca el clima, lo que podría afectar en gran medida la recuperación de la cápsula.

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OSIRIS-REx es la primera misión de la NASA que devuelve muestras de asteroides. Se lanzó en septiembre de 2016 con la misión de explorar un asteroide cercano a la Tierra llamado Bennu. La emocionante conclusión de la misión tendrá lugar el 24 de septiembre de 2023, cuando una cápsula que contenga muestras de Bennu aterrice en el desierto occidental de Utah. Crédito: NASA

“Antes de nuestro lanzamiento hace siete años, la cápsula tuvo que diseñarse para todas las condiciones climáticas que pensábamos que serían apropiadas para Utah en septiembre”, dijo Eric Quinn, ingeniero investigador del equipo de Entrada, Descenso y Aterrizaje (EDL) de la NASA. Langley. Centro de Investigación en Hampton, Virginia.

Si bien la robusta cápsula está diseñada para ser resistente a elementos como rayos y hielo, “el viento es probablemente nuestra mayor preocupación cada vez que aterrizamos bajo el dosel”, dijo Mark Johnson, quien dirige el análisis de EDL para Lockheed Martin, en Littleton, Colorado. Esto se debe a que la velocidad y dirección del viento pueden afectar el lugar donde aterriza la cápsula dentro de un objetivo de 36 millas por 8,5 millas (58 kilómetros por 14 kilómetros) en el campo de entrenamiento y pruebas del Departamento de Defensa en Utah, al suroeste de Salt. Ciudad del lago.

Condiciones del desierto y planificación de la recuperación.

El campo de aterrizaje se considera un “área segura y controlada”, dijo Kenneth Getzandanner, líder de dinámica de vuelo de OSIRIS-REx. “También fue el lugar de aterrizaje del avión. misión polvo de estrellasEntonces hay una herencia”.

Los equipos de recuperación participan en ejercicios de campo en preparación para recuperar una cápsula de retorno de muestra de la misión OSIRIS-REx de la NASA en el campo de entrenamiento y pruebas de Utah del Departamento de Defensa. La muestra fue recolectada del asteroide Bennu en octubre de 2020 por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA y regresará a la Tierra el 24 de septiembre, aterrizando bajo un paracaídas en el campo de pruebas y entrenamiento en Utah. Crédito: NASA/Kegan Barber

Como cemento gobi

El equipo de OSIRIS-REx también pensó mucho en las condiciones de la propia Tierra. El final del verano es la temporada de los monzones en el desierto, por lo que las fuertes lluvias pueden saturar el suelo aluvial. El lodo húmedo parecido al cemento dificultaría la conducción si se necesitaran vehículos todoterreno para ayudar a los helicópteros a encontrar y transportar la cápsula.

“Para el final de la temporada de monzones deberíamos saber cuántas precipitaciones hemos recibido y el estado de las salinas”, dijo Eric Nelson, un meteorólogo del ejército estadounidense que apoya la misión. “Un buen indicador es la Bonneville Speed ​​​​Week, un evento de carreras anual que se celebra en agosto”. Como todo se desarrolló sin problemas, “probablemente estemos bien”.

Para apoyar la misión OSIRIS-REx, el equipo desplegará globos meteorológicos en los días previos al aterrizaje. Los globos de un solo uso vuelan a altitudes de unos 60.000 pies, o 18.288 metros, el doble de la altura de un avión comercial. Se eleva a 5,5 metros (18 pies) por segundo, transmitiendo datos sobre temperatura, humedad, presión y viento antes de explotar en lo alto de la atmósfera. La misión utilizará estas observaciones para estimar un posible lugar de aterrizaje en el rango.

Se muestra un modelo de entrenamiento de cápsula de retorno de muestra durante ejercicios de campo en preparación para la recuperación de la cápsula de retorno de muestra de la misión OSIRIS-REx de la NASA, el martes 29 de agosto de 2023, en el campo de entrenamiento y pruebas del Departamento de Defensa en Utah. Crédito: NASA/Kegan Barber

¿Cómo se realizará la entrega?

El tramo final del largo viaje de la cápsula comenzará cuando se separe de la nave espacial OSIRIS-REx y luego ingrese a la atmósfera de la Tierra sobre la costa oeste unas cuatro horas después. Cuando viaje a velocidades hipersónicas, la cápsula, que pesa alrededor de 100 libras (45 kg), dependerá de un sistema de entrada protector que incluye un escudo térmico hecho de un material liviano inventado en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, y diseñado para soportar temperaturas extremas.

Los sistemas de seguimiento por radar e infrarrojos seguirán la cápsula durante el aterrizaje. Mientras se dirigía hacia el este en la mañana del 24 de septiembre, varios aviones volaron en círculos, incluso a gran altura. y B-57 Un avión de investigación del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston seguirá su vuelo utilizando sistemas de imágenes visuales y térmicas.

La cápsula viajará a aproximadamente 1.850 kilómetros por hora (1.150 millas por hora) cuando despliegue su paracaídas sobre el campo de entrenamiento. El paracaídas redondo principal se abrirá cerca del suelo para facilitar el aterrizaje. A diferencia de otros diseños, es menos probable que la forma circular se atrape con la brisa, lo que aumenta la resistencia y la estabilidad a medida que la cápsula desciende. Esto reduce la posibilidad de que se desvíen de su rumbo, lo que podría hacer que sea más difícil encontrarlos en tierra.

Una vez que aterrice y sea recuperada por un equipo especializado, la muestra será trasladada a un laboratorio especial en Johnson, donde será preservada y estudiada. También se estudiarán aterrizajes históricos para informar futuras entregas espaciales.

“No esperamos nada que normalmente no esperaríamos, pero este otoño habrá muchos ojos puestos en nuestro pequeño rincón del desierto”, señaló Nelson. “Esto supone un poco más de presión de lo habitual”.

El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, ofrece gestión integral de misiones, ingeniería de sistemas, seguridad y garantía de misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta de la Universidad de Arizona, Tucson, es el investigador principal. La universidad lidera el equipo científico y planifica el seguimiento científico y el procesamiento de datos de la misión. Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado, construyó la nave espacial y realiza operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace son responsables de la navegación de la nave espacial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx se procesará, incluido el procesamiento de la muestra a su llegada a la Tierra, en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. Las asociaciones internacionales en esta misión incluyen el altímetro láser OSIRIS-REx de CSA (Agencia Espacial Canadiense) y una colaboración científica con muestras de asteroides. JAXAMisión Hayabusa 2 (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón). OSIRIS-REx es la tercera misión del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington.