Asteroides

Ya en 2007, el 27 de septiembre, la NASA lanzaba la sonda Dawn para el estudio del planeta enano Ceres (antes considerado un asteroide) y el asteroide (4) Vesta, ambos localizados en el cinturón de asteroides. La nave, hecha de aluminio y grafito, medía 1,77 en su lado mayor, y pesaba (sin combustible de lanzamiento) 747 kg. Portaba varios instrumentos científicos (la cámara, el espectrómetro de cartografía, altímetro láser, rastreadores de estrellas, un espectrómetro de rayos gamma y otro de neutrones), varias antenas, un brazo de 5 m, con el magnetómetro, y dos paneles solares de de 2,3 x 8,3 que le proporcionaban la energía.

En febrero de 2008 sobrevoló Marte a poco más de 500 km para como asistencia gravitatoria en su viaje a Vesta. El 3 de mayo de 2011 tomaba su primera imagen de Vesta, y el 16 de julio entraba en órbita del asteroide, convirtiéndose en la primera nave en orbitar un objeto en el cinturón principal de asteroides.

Dawn se mantuvo trabajando alrededor de Vesta 14 meses, operando en seis órbitas científicas distintas para optimizar la recopilación de datos.

Dawn abandonó la orbitación del astro en septiembre de 2012. Durante este año y pico, Dawn examinó el astro con todos sus instrumentos, determinando, entre otros descubrimientos, que presenta una estructura interna diferenciada en un núcleo de hierro y níquel, un manto de silicato y una corteza ígnea, considerando los científicos que esta estructura hace del asteroide Vesta un protoplaneta. También halló material hidratado y rico en carbono en su superficie aportado por impactadores, un hecho inesperado según las observaciones telescópicas previas a la misión.

Uno de sus principales hallazgos fue la gran cuenca de impacto Rheasilvia, de 500 km de diámetro, situada en el polo sur, provocada por el choque de otro asteroide de tamaño considerable.

Dawn llevó a cabo un mapeo detallado de toda la superficie de Vesta, determinando con exactitud su diámetro, densidad y desniveles, entre ellos la segunda montaña más alta del sistema solar, al parecer aún mayoe que Monte Olimpo de Marte.

Con los datos enviados por la nave se confirmó que Vesta es el cuerpo progenitor del tipo de meteorito más numeroso encontrado en la Tierra (Vesta es el padre de los meteoritos HED —howarditas, eucritas y diogenitas—). También ganó fuerza la idea de que este asteroide se formó cerca de su actual ubicación, al contrario de lo que los datos indican en el planeta enano que visitaría a continuación.

Tras esta primera parte de la misión, tomó rumbo a Ceres, al que llegó en 2015. Mientras ornitaba al planeta enano, se aproximó el asteroide (668956), con nombre provisional 2012 PM35 el 30 de septiembre de 2017 a una distancia de 200.000 km, aunque no hay datos de valor de ese encuentro lejano fortuito con Dawn.

El 1 de noviembre de 2018 con la pérdida de comunicaciones, tras haber agotado su combustible de hidracina que le permitía orientar su antena y paneles solares, se dio por finalizada la misión.

Se puede encontrar más información sobre esta misión y, más concretamente, sobre su visita a Ceres en el menú Misiones del capítulo Planetas enanos.

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Junto con la anteriormente descrita misión Lucy, la número 13 del Programa Discovery de la NASA, en 2017 se aprobó la misión 14, a la que se llamó Psyche (Psique en español), ya que este es el nombre del asteroide para cuyo estudio fue lanzada a las 16:19, hora peninsular española, del 13 de octubre de 2023, a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy desde la plataforma de lanzamiento 39A, en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida (EE. UU.).

La idea es alcanzar el cinturón de asteroides cuatro años después de su despegue y entrar en órbita de (16) Psique (o Psyche), un asteroide grande, de 279 km de diámetro, formado por metal (hierro y níquel), semejante al núcleo de la Tierra. Puede ser el nucleo desnudo de un antiguo planeta del tamaño de Marte que perdio sus capas externas por colisiones. De hecho, Lindy Elkins-Tanton, líder de la misión, ha afirmado que (16) «Psique es el único objeto de su clase en todo el sistema solar y la única forma de que los humanos visiten un núcleo planetario».

La nave espacial Psyche deberá recorrer 450 millones de kilómetros hasta alcanzar al asteroide utilizando propulsión eléctrica solar, siguiendo un sobrevuelo de Marte, en mayo de 2026, para obtener asistencia gravitatoria. Sus propulsores se basan en el efecto Hall, por el que se genera un impulso limitado pero muy eficiente. Sus cinco paneles solares permitirán proporcionar la electricidad necesaria para los propulsores, que emplean gas noble xenón como propelente. La secuencia de aproximación se iniciará en mayo de 2029. Será capturado por la gravedad del astro a finales de julio y seguirá maniobrando hasta entrar, 20 días después, en la primera de las cuatro órbitas programadas.

Una vez en órbita, la nave espacial desarrollará su fase científica de 26 meses, mapeando y estudiando Psyche a distintas alturas. Para ello utilizará dos generadores de imágenes multiespectrales, un espectrómetro de rayos gamma y neutrones, un magnetómetro y un instrumento de radio (para medir la gravedad). Según indica la NASA en su web, el objetivo de la misión es, entre otras cosas, determinar si Psyche es realmente el núcleo de un planetesimal.

La nave espacial Psyche mide, con los paneles solares desplegados, 25 × 7,3 m. El cuerpo mide 4,9 m de alto, incluidos los brazos de 2 m para dos instrumentos, 2,2 m de ancho y 2,4 m de profundidad. Funciona con propulsión eléctrica solar. Cuenta con los siguientes instrumentos científicos:

• Un magnetómetro para buscar evidencias de un antiguo campo magnético en el asteroide Psyche. A diferencia de la Tierra y otros planetas rocosos que generan un campo magnético en sus núcleos metálicos líquidos, los cuerpos pequeños como los asteroides no generan uno ya que están congelados. La confirmación de la existencia de un campo magnético remanente en Psyche sería una fuerte evidencia de que el asteroide se formó a partir del núcleo de un cuerpo planetario.
• Un espectrómetro de rayos gamma y neutrones, empleado para determinar los elementos químicos que componen el material de la superficie del asteroide.
• Un generador de imágenes multiespectral, que puede tomar imágenes en el espectro visible y en el infrarrojo cercano.

La nave lleva integrada, además, un sistema tecnológico de prueba de tecnología de Comunicaciones Ópticas en el Espacio Profundo de la agencia, un test de comunicaciones láser en el espacio profundo que podría respaldar futuras misiones de exploración al proporcionar más ancho de banda para transmitir datos que las comunicaciones tradicionales por radiofrecuencia. DSOC, que es la abreviatura de Experimento de Comunicaciones Ópticas en el Espacio Profundo, podría transformar la forma en que se comunican las naves espaciales. La velocidad es la misma en las ondas de radio y el láser, sin embargo en el caso de la luz infrarroja usada para la comunicación láser la frecuencia es mucho más alta que la de las ondas de radio, por lo que se pueden incluir más datos en cada transmisión.

Este sistema está implementado como carga útil en muchas misiones, en esta se puso a prueba la comunicación por láser en la exploración del espacio profundo. Este elemento envió un láser de infrarrojo cercano codificado con datos de prueba desde casi 16 millones de kilómetros de distancia (unas 40 veces la distancia Tierra-Luna) al Telescopio Hale, en el Observatorio Palomar de Caltech (San Diego, California —EE. UU.—. La «primera luz» exitosa del equipo DSOC se produjo en las primeras horas del 14 de noviembre de 2023.

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Otra misión que se está llevando a cabo es OSIRIS-APEX, cuyo nombre, además de su referencia al más popular de los dioses de la mitología egipcia (el dios y rey que civilizador y protector del mundo) y al término inglés apex («ápice», «apéndice», «culminación», ...), está formado por dos acrónimos: Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security (cuya traducción literal es «Orígenes, interpretación espectral, identificación de recursos, seguridad») y APophis EXplorer («explorador de Apofis¹», en referencia al asteroide que estudiará).

Es una extensión de la misión OSIRIS-REx, de la que se habla en la sección «Entrega de muestras». Se cambió de nombre para generar una clara diferenciación con la citada mision anterior, ya que en esta no habrá toma de muestras. Esta extensión fue confirmada por la NASA el 25 de abril de 2022.

La nave, veinte minutos depués de la entrega en 2023 de la muestra de Bennu (misión OSIRIS-REx), encendió sus motores y puso rumbo (ya como OSIRIS-APEX) al NEA (near earth asteoid, —«asteroide cercano a la Tierra»—) y PHO (potentially hazardous object —«objeto potencialmente peligroso»—) denominado oficialmente (99942) Apofis. A este asteroide, de un diámetro de 370 metros, se le otorgó una probabilidad de impacto cercano en el tiempo, si bien estudios posteriores alejaron esa posibilidad al menos 100 años. Aún así, en 2029 llegará a aproximarse a una distancia de 32.000 km de la Tierra, lo cual será aprovechado para que la nave espacial llegue ese año e inicie su orbitación (poco después del sobrevuelo del asteroide por la Tierra), proporcionando una mirada cercana sin precedentes a este asteroide tipo S.

OSIRIS-APEX orbitará el asteroide durante año y medio y llevará a cabo una maniobra similar a la recolección de muestras en Bennu, empleando los propulsores de gas de la nave espacial para intentar desalojar el polvo y las rocas pequeñas sobre y debajo de la superficie de Apofis con el fin de exponer y estudiar espectralmente el subsuelo y el material subterráneo, aunque sin capturar muestras como sí se ha producido en la primera misión (OSIRIS-REx).

También se quiere estudiar cómo el asteroide se verá afectado físicamente por la atracción gravitatoria de la Tierra en la aproximación del citado año.

Aunque el descubrimiento científico es el principal objetivo de APEX, el conocimiento de su masa, de la firmeza de su superficie y de su afectación al paso próximo a la Tierra de Apofis es de primordial importancia en la defensa planetaria.

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Por su parte Japón, tras culminar el 5 de diciembre de 2020 exitosamente la misión Hayabusa2 de toma de muestras, que se detalla en el apartado «Entrega de muestas», procedió a prolongar su vida útil. Así, JAXA decidió que, con el propulsor que aún le quedaba a la nave (aproximadamente la mitad), se extendería su misión rumbo al asteroide NEA 1998 KY26 (tambíen con los nombre provisionales (24883) y 1996 VG9) en julio de 2031

Esta misión ampliada se ha nombrado como Hayabusa2♯². El carácter «♯» es un símbolo musical («sostenido» o, «sharp» en inglés) que significa subir la nota un semitono. Con ello se pretende dar idea del aumento del nivel de la misión, además de aprovechar otros significados del vocablo inglés que se pueden aplicar a esta misión extendida. Además, como suele suceder con multitud de misiones espaciales, se emplea la palabra como acrónimo, de forma que sus letras signifiquen algo. En este caso, SHARP (Hayabusa2♯ se pronuncia /Hayabusa 2 Sharp/ en inglés) es el acrónimo de Small Hazardous Asteroid Reconnaissance Probe («Sonda de reconocimiento de asteroides pequeños y peligrosos»).

1998 KY26 es un objeto muy pequeño, con un diámetro de 30 metros. Es un asteroide de rotación rápida (su velocidad de rotación es de tan solo 10 minutos). Su pequeño tamaño y su rapidez de giro provocan que, cerca de su superficie, la fuerza centrífuga supere ala de la gravedad, lo cual será interesante estudiar dejando caer un marcador de objetivo sobre el asteroide. Además el estudio de 1998 KY26 contribuirá a un mejor conocimiento del obtenido en Ryugu.

La nave todavía cuenta con un marcador de objetivo y un proyectil como el empleado en el «touchdown» en Ryugu, de modo que los ingenieros intentarán usar el marcador y, si es posible, hacer un nuevo contacto con la superficie del asteroide.

Hay muchos asteroides del tamaño de 1998 KY26 que estadísticamente colisionan con la Tierra cada siglo o milenio, de forma que su mejor conocimiento (sobre sus características físicas y comportamentales) contribuirá a una defensa más eficaz cuando se determine un impacto de alguno de ellos contra nuestro planeta.

Durante su viaje hará un sobrevuelo de proximidad al asteroide NEA (98943) Torifune³ en julio de 2026, un asteroide de unos 500 m de diámetro con el que aportará datos para la defensa planetaria; tras este sobrevuelo y antes de alcanzar su objetivo final, Hayabusa2♯ se acercará a la Tierra en 2027 y 2028. Como el sobrevuelo de Torifune será muy rápido y la nave no tiene cámaras con teleobjetivos, la toma de imágenes del asteroide será difícil. En el largo viaje observará la luz zodiacal alejado del Sol, que se refleja en el polvo interplanetario, revelando así su distribución; también intentará observar fenómenos de tránsito como el de expolanetas pasando frente a sus estrellas.

Se pueden conocer los datos de la nave continuamente actualizados en esta página web de ISAS/JAXA.

La misión Hayabusa2♯ se inició tras dejar la nave la muestra de Ryugu en la Tierra hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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Los Emiratos Árabes Unidos (EAU) es otro país que se suma a la exploración de asteroides, con una nave espacial que se pondrá rumbo al cinturón principal en marzo de 2028. La misión se llama EMA (siglas en inglés de «misión de los Emiratos al cinturón de asteroides») y la nave que la llevará a cabo es la MBR Explorer, en honor al jeque Mohammed bin Rashid Al Maktoum, vicepresidente y primer ministro de los Emiratos Árabes Unidos y gobernante de Dubái. Pesará unas 2,3 toneladas al lanzamiento desde el Centro Espacial Tanegashima de Japón en un cohete H3 nipón, y medirá 16 metros de envergadura cuando despliegue sus paneles solares (que previsiblemente serán circulares, asemejándose al diseño de Lucy). La Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos (UAESA) cooperará con Mitsubishi Heavy Industries para el lanzamiento.

Cuatro meses despçues del despegue sobrevolará Venus para una primera asistencia gravitacional y en mayo de 2029 volverá a la Tierra para obtener un segunto impulso. Posteriormente sobrevolará tres asteroides: (10253) Westerwald, (623) Quimera, y (13294) Rockox en febrero y junio de 2030 y enero de 2031, respectivamente.

Tras estas primeras visitas llevará a cabo una nueva asistencia gravitacional en Marte (septiembre de 2031) para continuar con sus sobrevuelos a otros tres asteroides: (88055) —2000 VA28—, (23871) —1998 RC76— (59980) —1999 SG6— en julio y diciembre de 2032 y agosto de 2033, respectivamente.

Una vez concluido el estudio de estos seis asteroides llegará a su objetivo final, (269) Justicia, insertándose orbitalmente en octubre de 2034. Allí estará tomando datos e imágenes al menos hasta mayo de 2035, momento en que enviará un aterrizador para alcanzar la superficie del asteroide. Este módulo de aterrizaje estará diseñado por una empresa privada del sector espacial emiratí, aunque aún no ha trascendido su nombre.

los principales objetivos científicos de la misión son obtener un mayor conocimiento sobre los orígenes y evolución de los asteroides ricos en agua y estimar la posibilidad de uso de los asteroides como recursos potenciales y allanar el camino para futuras misiones de exploración espacial para la explotación de estos recursos. Además la misión tiene otros objetivos de tipo estratégico (empoderamiento del sector privado del país, ampliar las asociaciones internacionales y mejorar la formación y la experiencia) y de implementación de tareas (sensibilización, sostenibilidad del programa de exploración, desarrollo del sector comercial, fomentar iniciativas científicas y tecnológicas, etc.).

Un viaje de 5.000 millones de kilómetros con tres maniobras gravitacionales (cada una en un planeta distinto) y siete asteroides por visitar, y un 50 % de la misión asignada a empresas del sector privado es el ambicioso proyecto de los EAU para el futuro próximo.