No es fácil muestrear un cometa. Estos viajeros del sistema solar exterior aceleran alrededor del sistema solar interior a 241.000 km / h (150.000 mph), girando y girando mientras arrojan trozos de hielo, polvo y escombros. Considerar aterrizar en uno se convierte en una pesadilla logística, pero ¿qué tal dispararle? ¿Por qué no enviar una misión para encontrarse con estas rocas congeladas e inhóspitas e insertar una sonda? ¡Un método como este podría incluso significar que se podría tomar una muestra donde un aterrizaje sería imposible!
Gracias al trabajo de los científicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, se está diseñando un nuevo 'arpón' de cometas para hacer que los retornos de muestras de cometas no solo sean más eficientes, sino más detallados.
Aproximadamente del tamaño de un armario de ropa, esta sonda en forma de jeringa mide aproximadamente dos metros de altura y se insertará con una disposición en forma de ballesta que entrará en contacto con la superficie del cometa. Colocado para disparar verticalmente hacia abajo, este arreglo de arco consiste en un par de ballestas de camión y un cable de acero de 1/2 pulgada ... ¡un arreglo que podría disparar hasta una milla si apunta en la dirección incorrecta! Cuando impacta, un cabrestante eléctrico hará que el arco vuelva a su posición y expulse el arpón con 1,000 libras de fuerza a 100 pies por segundo.
Entonces, ¿cómo sería presenciar el arpón de la ballena cósmica? Una aventura explosiva, sin duda. Donald Wegel de NASA Goddard, ingeniero principal del proyecto, ha estado experimentando con la balista y la caja de muestra del núcleo en varios entornos de impacto. Según el comunicado de prensa, el impacto resultante es una combinación de impacto de rifle y explosión de cañón.
Esta es una foto del banco de pruebas de balistas preparándose para disparar un arpón prototipo en un cubo de material que simula un cometa. Crédito: NASA / Rob Andreoli
'Tuvimos que atornillarlo al piso, porque el retroceso hizo que todo el banco de pruebas saltara después de cada disparo', dijo Wegel. “No estamos seguros de lo que encontraremos en el cometa: la superficie podría ser suave y esponjosa, en su mayoría compuesta de polvo, o podría ser hielo mezclado con guijarros o incluso roca sólida. Lo más probable es que haya áreas con diferentes composiciones, por lo que debemos diseñar un arpón que sea capaz de penetrar en una gama razonable de materiales. Sin embargo, el objetivo inmediato es correlacionar cuánta energía se requiere para penetrar diferentes profundidades en diferentes materiales. ¿Qué geometrías de punta de arpón penetran mejor en materiales específicos? ¿Cómo afectan la masa y la sección transversal del arpón a la penetración? La balista nos permite recopilar estos datos de forma segura y usarlos para dimensionar el cañón que se utilizará en la misión real '.
El estudio de muestras de núcleos de cometas proporcionará a los investigadores información importante sobre la nebulosa solar original y nos ayudará a comprender mejor cómo se pudo haber originado la vida. 'Una de las razones más inspiradoras para pasar por la molestia y el gasto de recolectar una muestra de cometa es echar un vistazo al 'exudado primordial': biomoléculas en los cometas que pueden haber contribuido al origen de la vida', dice Wegel. Las misiones de retorno de muestras de cometas, como la de Wild 2, nos han demostrado que los aminoácidos existen en estos lugares inhóspitos, pero que pueden haber ayudado a estimular la vida aquí en la Tierra.
Sin embargo, hay más en la historia que simplemente buscar razones para la vida ... la más importante es la preservación de la vida misma. Como sabemos, siempre existe la posibilidad de que un cometa impacte la Tierra y cree un evento de nivel de extinción. Al comprender la composición de los cometas, podemos comprender mejor lo que podríamos necesitar hacer en caso de que un escenario catastrófico asomara su fea cabeza. Por ejemplo, sabríamos si un cierto tipo de cometa podría tender a fragmentarse u otro a explotar. “Entonces, la segunda razón principal para tomar muestras de cometas es caracterizar la amenaza de impacto”, según Wegel. 'Necesitamos entender cómo están hechos para que podamos encontrar la mejor manera de desviarlos si alguien tiene la mira puesta en nosotros'.
'Traer una muestra de cometa también nos permitirá analizarla con instrumentos avanzados que no encajarán en una nave espacial o que aún no se han inventado', agrega el Dr. Joseph Nuth, experto en cometas de la NASA Goddard y científico principal del proyecto. .
Si estuviéramos en una película, tal vez podríamos considerar obtener una muestra de cometa a través de un método como la perforación, pero la falta de gravedad en estos mundos pequeños y en movimiento no permitirá que eso suceda. “Una nave espacial en realidad no aterrizaría en un cometa; tendría que sujetarse de alguna manera, probablemente con algún tipo de arpón. Así que pensamos que si tienes que usar un arpón de todos modos, también podrías conseguirlo para recolectar tu muestra ”, dice Nuth.
Esta es una demostración de la cámara de recolección de muestras. Crédito: NASA / Rob Andreoli
En la actualidad, el equipo de diseño está trabajando arduamente en el estudio de las reacciones del arpón a diferentes medios, y lo que se debe hacer para muestrear y recolectar lo que puedan encontrar. Esto no es fácil considerando que están trabajando con un básico desconocido.
'No puede hacer esto procesando números en una computadora, porque nadie lo ha hecho antes; los datos aún no existen', dice Nuth. “Necesitamos obtener datos de experimentos como este antes de poder construir un modelo de computadora. Estamos trabajando en las respuestas a las preguntas más básicas, como cuánta carga de pólvora necesita para que su arpón no rebote o atraviese el cometa. Queremos demostrar que el arpón puede penetrar lo suficientemente profundo, recolectar una muestra, desacoplar de la punta y retraer el dispositivo de recolección de muestras '.
Sin embargo, nada se dejará al azar. Al crear múltiples consejos, dispositivos de recolección y planificar diferentes técnicas y necesidades de disparo, el equipo seguramente sacará el máximo provecho de su inversión en investigación y de la nave espacial que estará disponible para ellos. Para ayudar aún más en su planificación, también podrán utilizar datos de la misión Rosetta actual y su módulo de aterrizaje, Philae, que se conectará con “67P / Churyumov-Gerasimenko” en 2014.
“El arpón Rosetta es un diseño ingenioso, pero no recoge una muestra”, dice Wegel. “Realizaremos su trabajo a cuestas y daremos un paso más para incluir un cartucho recolector de muestras. Es importante comprender la compleja fricción interna que encuentra un arpón hueco de muestreo de núcleos '. Se agregará aún más información de la reciente misión de la NASA, OSIRIS-REx (Orígenes, interpretación espectral, identificación de recursos, seguridad - Regolith Explorer), que es una misión de retorno de muestras de asteroides. Todo se sumará a algunos hallazgos muy únicos y una cosa que sí sabemos es ...
'¿Almirante? Hay ballenas aquí ... '