Asteroides

Tras el lanzamiento en 2003 de la histórica nave Hayabusa, de la que se habla en el apartado «Entrega de muestas», se enviaron dos naves que habrían de sobrevolar asteroides: la europea Rosetta, en 2004, y la estadounidense New Horizons, dos años después.

New Horizons se lanzó desde Cabo Cañaveral el 19 de enero de 2006. El 13 de junio de ese año hizo un sobrevuelo distante (102.000 km) sobre el asteroide (132524) APL poco antes de su asistencia gravitatoria con Júpiter en su camino a Plutón. La sonda no tenía previsto visitar el asteroide; su acercamiento (en junio de 2006 a poco más de 100.000 km) fue una coincidencia. Aún así se pudo saber por la espectrometría de la nave, el tipo de asteroide que era (tipo S). Alan Stern, investigador principal de New Horizons, le dio el nombre en honor a la universidad desde la que dirigía la misión (Universidad Johns Hopkins Applied Physics Laboratory).

Años después, tras su estudio a mediados de la década de 2010 del planeta enano y su gran satélite Caronte, los científicos determinaron una ampliación de la misión de la sonda, dándole como nuevo objetivo un objeto transneptuniano (TNO por sus siglas en inglés), un cuerpo del cinturón de Kuiper (los denominados KBO) descubierto por el telescopio espacial Hubble el 26 de junio de 2014. Este asteroide formado por la unión de dos lóbulos, mide unos 36 km en su eje largo y 10 km de grosor medio. Se llamó inicialmente Ultima Thule, aunque posteriormente se le asignó la nomenclatura (2014) MU69 y el nombre oficial, elegido por el equipo New Horizons, de Arrokoth, un término nativo americano de la extinta lengua powhatan que significa «cielo» (aunque ahora se cree que su significado real es «nube»). Ello fue por la colaboraión destacada de las instituciones de esta región de Virginia (EE Uu.) a la hora de facilitar el descubrimiento y la exploración de lejano objeto.

New Horizons llegó a este asteroide, ubicado a una distancia media del Sol de 44,45 UA, el 1 de enero de 2019, acercándose a tan solo 3.540 km, tres veces más cerca que en su paso por Plutón. Gracias a ello logró obtener imágenes con una resolución de hasta 30 metros por pixel, a pesar de sobrevolarlo a una velocidad de 14,3 km/s.

Desde su visita a Arrokoth, la nave mantiene un buen funcionamiento de sus sensores y suficiente potencial energético para operar hasta mediados de la década de 2030 o más, quizás lo suficiente para alcanzar el límite del espacio interestelar. En la segunda ampliación de su misión, una de las misiones extendidas por la NASA en abril de 2022, New Horizons continuará explorando el sistema solar distante a 63 UA de la Tierra. La citada extensión de la misión de tres años (hasta 2025) fue nuevamente ampliada en septiembre de 2023, de modo que, a partir de 2025, New Horizons se centrará en recopilar datos heliofísicos únicos, que pueden obtenerse fácilmente durante un modo de operaciones prolongado y de baja actividad. La nave espacial New Horizons realizara observaciones multidisciplinarias de relevancia para el sistema solar y las Divisiones de Heliofísica y Astrofísica de la NASA. Además, esta utilización de la nave permitirá conservar suficiente energía en caso de identificar algún objeto que pueda sobrevolar

Esta extensión de las operaciones de New Horizons se aprobó por la agencia hasta que la nave espacial salga del Cinturón de Kuiper, lo que probablemente suceda entre 2028 y 2029.

New Horizons fue lanzada desde Cabo Cañaveral (Florida, EE. UU.) hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

Tiempo transcurrido desde la llegada de New Horizons a Arrokoth XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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Por su parte, Rosetta¹, de la Agencia Espacial Europea, se lanzó en marzo de 2004​. con tres asistencias gravitacionales de la Tierra (4 de marzo de 2005, 13 de noviembre de 2007 y 13 de noviembre de 2009) y una de Marte (25 de febrero de 2007).

Su objetivo fue investigar el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, con el que se encontraría en 2014, pero sobrevolando dos asteroides de camino para su estudio.

Así, el 5 de septiembre de 2008, entre la segunda y tercera asistencia de gravedad terrestre, sobrevoló y fotografió al asteroide (2867) Steins, y el 10 de julio de 2010 llevó a cabo el sobrevuelo del asteroide (21) Lutetia. La mínima distancia de la nave a uno y otro fue de 800 km y 3.162 km, respectivamente. Fue la primera nave en visitar un asteroide tipo M (metal), haciéndolo a una velocidad de 15 km/s.

También se aprovecho su viaje para investigar, en marzo de 2010, un cometa, que resultó ser el resultado de una colisión de dos asteroides un año antes (el 10 de febrero de 2009).

Después de 786 dias en el espacio y 7.900 millones de kilómetros recorridos, y tras cumplir su encomienda cometaria principal, se dio por finalizada la misión el 30 de Setiembre de 2016.

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Aprovechando su Programa de Exploración Lunar, China también ha participado en el estudio de estos cuerpos. El 1 de octubre de 2010 lanzó Chang'e 2 rumbo a la Luna para un mapeo exhaustivo y muy detallado de su superficie. Tras cumplir este y otros logros, se extendió la misión y el 15 de abril de 2012 partió desde el punto de Lagrange Tierra-Sol L2, donde realizaba nuevas misiones, hacia el asteroide (4179) Tutatis.

La nave sobrevoló el asteroide el 13 de diciembre de 2012, tomando fotos de su superficie de alta resolución, habiéndose aproximado más que ninguna otra (las fotografías fueron tomadas a tan solo a 3,2 kilómetros de distancia). Posteriormente, Chang'e 2 se ha ido alejando hasta perder el contacto en 2014, pero según estimaciones, regresará a las proximidades de nuestro planeta en 2027.

Las autoridades chinas habían anunciado su pretensión de explorar el asteroide apolo (12711) Tukmit con la sonda Chang'e 2 tras su visita a (4179) Tutatis, sin embargo se descartó el proyecto.

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Ya en 2021, concretamente el 16 de octubre, la NASA lanzaba la sonda Lucy, perteneciente al Programa Discovery. Era la misión 13 del citado programa y su ambicioso objetivo de sobrevolar, en un viaje de doce años, ocho asteroides: siete troyanos de Júpiter y un asteroide del cinturón principal, concretamente (52246) Donaldjohanson², al que llegará en 2025.

A los troyanos llegará en dos fases: en 2027 a la nube troyana L4 (visitando, durante dos años, (3548) Eurybates —con su satélite—, (15094) Polymele, (11351) Leucus, y (21900) Orus) y en 2033 a la nube troyana L5 (sobrevolando en ella el troyano binario (617) Patroclus —con su satélite Menoetius—), si bien podría extender su misión llegados a este momento.

Además, el 24 enero de 2023 la NASA agregó a esos ocho asteroides un noveno, ya que ajustando su trayectoria obtendría una vista cercana de ese pequeño asteroide, dos años antes de la primera visita planificado (la de Donaldjohanson). Así, el 9 de mayo de 2023 se forzó una primera maniobra de corrección de trayectoria, que cambió la velocidad de la nave espacial en sólo 3,4 m/s. Este pequeño asteroide del cinturón principal incorporado al proyecto fue bautizadeo por el equipo de Lucy como (152830) Dinkinesh (nombre aprobado oficalmente la UAI) es el nombre del fósil Lucy (que da nombre a la misión) en idioma amárico (lengua etíope). Dinkinesh (ድንቅነሽ, en grafía amárica) significa «eres maravilloso».

El tamaño de (152830) Dinkinesh es de unos 790 m, de 10 a 100 veces más pequeño que los asteroides troyanos de Júpiter que son los principales objetivos de la misión. Se incluyó este pequeño asteroide para probar el innovador sistema de seguimiento terminal, fundamental para obtener imágenes precisas durante estos encuentros de alta velocidad. Finalmente, sobre las 17:56 (hora de Madrid) del 1 de noviembre de 2023 se produjo la mayor aproximación: 425 km, y aunque el sobrevuelo fue muy breve, ya que la velocidad de la nave era de 4,5 km/s, fueo suficiente para recopilar datos con todos sus instrumentos.

En su acercamiento descubrió que el asteroide Dinkinesh tiene una luna de unos 220 m a la que se dio el nombre, también oficial, de Selam (o también Dinkinesh I). El nombre Selam («paz en amárico») es el que se dió en su día a los restos fósiles de un homínido hembra Australopithecus afarensis (la misma especie que Lucy), de tres años, hallado también en Etiopía. Al alejarse se tomaron más imágenes y, sorprendentemente, observaron que Selam era un binario de contacto³, formado por dos lóbulos casi iguales (210 y 230 m), siendo el primer caso de satélite binario de contacto conocido.

Estos instrumentos científicos con los que cuenta Lucy son:

• LTES (espectrómetro de emisión térmica), empleando el infrarrojo para determinar la temperatura de los asteroides.
• L'LORRI (Lucy Long-Range Reconnaissance Imager —«generador de imágenes visibles de alta resolución»—), cámara que proporciona las imágenes más detalladas de la superficie de los troyanos para ayudar a explicar la evolución de estos desde el inicio del sistema solar.
• L'RALPH (generador de imágenes en luz visible e infrarroja), útil para mapear la superficie de los asteroides e indagar su composición.
• T2CAM, una cámara de seguimiento que asegura que el asteroide esté siemnre a la vista.
• Antena de alta ganancia, para comunicarse con la Tierra.

Además de estos instrumentos, Lucy cuenta con dos grandes paneles solares, que le proporcionan la energía eléctrica necesaria para llevar a cabo su función. Es la nave más lejana basada en energía solar. Tras el lanzamiento se llevo a cabo el despliegue de sus dos paneles solares, vitales en la misión debido a su lejanía del Sol. Sin embargo uno de ellos no culmino el recorrido completo, poniendo en riesgo la misión. Tras meses de análisis y pruebas, el equipo envió a la nave una serie de comandos que provocaron un mayor despliegue de la matriz fallida, consiguiendo una estabilización suficiente para la continuidad de la misión. En enero de 2023, la Nasa decidió suspender más actividades de despliegue de paneles solares, ya que se determinó que operar la misión con el conjunto solar en el estado actual desbloqueado conlleva un nivel de riesgo aceptable y seguir implementando actividades adicionales no parece que vaya a dar resultados de momento.

Además, siguiendo la tradición de incluir mensajes para la posteridad en las naves Pioneer 10 y 11 (placas) y Voyager 1 y 2 (discos de oro), la nave espacial Lucy llevará una placa similar. Sin embargo, debido a que esta sonda no tiene previsto abandonar nuestro sistema solar, la placa de Lucy es una cápsula del tiempo con mensajes para nuestros descendientes. La placa contiene mensajes de personajes relevantes de la sociedad de esta época (a lgunos premios Nobel de Literatura, los poetas laureados de los Estados Unidos y otras figuras). También incluye una representación del sistema solar el día del lanzamiento anticipado de Lucy el 16 de octubre de 2021 y la trayectoria original de la nave viajando entre los enjambres de Troya y la órbita de la Tierra.

El cronograma de la misión es el siguiente:

• 16 de octubre de 2021: despegue.
• 16 de octubre de 2022: primer sobrevuelo de la Tierra como asistencia gravitatoria.
• 1 de noviembre de 2023: sobrevuelo del asteroide (152830) Dinkinesh del cinturón principal, objetivo nuevo.
• 12 de diciembre de 2024: segundo sobrevuelo de la Tierra como asistencia gravitatoria.
• 20 de abril de 2025: sobrevuelo del asteroide Donaldjohanson (tipo C) del cinturón de asteroides.
• 12 de agosto de 2027: sobrevuelo del troyano Euríbates (tipo C).
• 15 de septiembre de 2027: sobrevuelo del troyano Polymele (tipo P).
• 18 de abril de 2028: sobrevuelo del troyano Leucus (tipo D).
• 11 de noviembre 2028: sobrevuelo del troyano Orus (tipo D).
• 25 de diciembre de 2030: tercer sobrevuelo de la Tierra como asistencia gravitatoria.
• 2 de marzo de 2033: sobrevuelo del troyano binario Patroclo—Menoetius (tipos D).

Tras este último sobrevuelo en 2033, la misión principal habrá concluido, pero la nave continuará orbitando alrededor del Sol, pasando a través de enjambres troyanos alternos durante cientos de miles o millones, de años.

Los asteroides troyanos son bloques de construcción sobrantes de los planetas exteriores. Al ser la primera misión en estudiar estos «fósiles» se le dio el nombre de Lucy⁴, en referencia al antepasado humano fosilizado, cuyo descubrimiento y estudio sirvió para avanzar en el conocimiento de la evoluciòn humana, como un analogismo de la formación del sistema solar.

La posición de Lucy puede conocerse en todo momento en la página Where is Lucy?, del Dr. Rafael Marshall.

Lucy fue lanzada hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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JAXA, por su parte, ha planificado una misión llamada DESTINY+ (Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage with Phaethon fLyby and dUst Science —«demostración y experimento de tecnología espacial para viajes interplanetarios con sobrevuelo de Faetón y ciencia del polvo»—), cuyo lanzamiento está previsto para 2028 desde el Centro Espacial Tanegashima (Japón) en un vehículo de lanzamiento H3. La misión iba a ser lanzada en 2025 utilizando un cohete Epsilon S, pero un fallo en una prueba de combustión en tierra del motor de la segunda etapa del cohete Epsilon S en julio de 2023, la instalación de prueba de combustión al vacío en el Centro de Pruebas de Cohetes de Noshiro (Japón) quedó completamente destruida, y la reconstrucción y remodelación de esta instalación no se completaría hasta el 2027. Por tanto se decidió cambiar este por un H3, lo que generó un retrasó del proyecto hasta el citado año 2028 para dar tiempo a los trabajos de ajuste de la interfaz y otros preparativos..

Con los citados cambios, el momento del paso del asteroide Faetón no se alteraría en el año 2030 y no afectaría a los objetivos científicos de la misión. Además, se está considerando pasar por varios cuerpos celestes pequeños, incluido el asteroide Apofis, que entrará en la órbita geoestacionaria en 2029.

La idea inicial era llevar a la nave a una órbita terrestre baja e ir elevando su órbita durante 18 meses por medio de motores de iones. Tras este periodo, viajar a la Luna hasta acercase a unos 300.000 km para obtener un acelerón gravitacional que la lleve a una órbita interplanetaria. Sin embargo, tras una revisión del plan para el año 2024, se va a omitir la fase de órbita terrestre y se insertará directamente la nave espacial en el espacio interplanetario utilizando un cohete de gran tamaño (el H3). Sin embargo, sí se mantendrá el diseño de la sonda que permite el funcionamiento del motor iónico en órbita planetaria.

La sonda pretende probar nuevas tecnologías que mejoren las operaciones de propulsión eléctrica solar de bajo costo en el espacio profundo y también tecnologías innovadoras de paneles solares livianos. Además tiene como objetivo científico estudiar el polvo interplanetario que aportan carbono y materia orgánica a la Tierra para conocer más sobre su origen y naturaleza.

Pero la parte que interesa en esta sección es que sobrevolará algunos NEO para su estudio, incluido el asteroide (3200) Faetón, cuya superficie será cartografiará utilizando una cámara telescópica multibanda para comprender los mecanismos de la posible expulsión de polvo, además de analizar este polvo que flota cerca del asteroide. Hay que recordar que faetón es uno de los llamados asteroides activos, que comparten características de asteroides y de cometas. De hecho este asteroide es el cuerpo causante de la lluvia de las gemínidas. Sin embargo no hay que perder de vista que la cola de Faetón puede que no sea de polvo sino de sodio, como se explica detalladamente en el apartado «Cometas relevantes por las lluvias de meteoros». La nave espacial se llegará a aproximar a 500 km de la superficie de Faetón en su sobrevuelo, que será rápido (a más de 33 km/s).

La misión tendrá una duración prevista mínima de dos años en órbita terrestre y unos cuatro años y medio en vuelo interplanetario. La nave, con una masa de 480 kg (incluyendo los 60 kg de xenon y 15,4 kg de hidracina), portará tres instrumentos científicos: un analizador de polvo (DDA), una cámara telescópica para Faetón (TCAP) y una cámara multibanda para Faetón (MCAP).

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La última sonda lanzada al espacio con destino a un asteroide por parte de la NASA fue NEA Scout (Near-Earth Asteroid Scout), con muchas peculiaridades respecto a todas las misiones anteriores. En primer lugar era un cubesat y además se había diseñado para propulsarse por medio de una vela solar. Su objetivo: sobrevolar y observar un pequeño asteroide (menor a 90 metros de diámetro), tomar fotografías y observar su posición en el espacio, la forma del asteroide, las propiedades de rotación, la clase espectral, el campo local de polvo y escombros, la morfología regional y las propiedades del regolito.

Fue lanzado, junto con otros cubesats (ver el subapartado Artemis del apartado «Misiones EE. UU (siglo XXI)—NASA—» a la Luna), a bordo del cohete SLS en el lanzamiento de Artemis 1, sin embargo tras la exitosa separación y despliegue del SLS el 16 de noviembre, el equipo del proyecto NEA Scout no logró establecer comunicaciones con la nave espacial. Los equipos siguen trabajando para lograrlo.

Tambíen se diseño y construyó una sonda doble llamada misión Janus, perteneciente al programa SIMPLEx de la NASA. Eran pequeñas naves (36 kg) que irían a bordo del Falcon Heavy que transportaba a Psyche y, tras sperarase de est y hacer algunas maniobras gravitacionales, se encaminarían cada una a un asteroide: una a (175706) 1996 FG 3 y la otra a (35107) 1991 VH. La demora del lanzamiento de Psyche iba a imposibilitar alcanzar los objetivos de Janus, por lo que se decidió retirar las pequeñas sondas de la misión Psyche el 18 de noviembre de 2022. Finalmente, en julio de 2023, la misión Janus fue cancelada y las naves se almacenaron por si una futura financiación da opción a su uso.