Durante el fin de semana, la segunda misión de China al espacio profundo, Tianwen-2, realizó silenciosamente un encendido crucial del motor para encontrarse con un misterioso mundo diminuto en una órbita casi terrestre. Aunque la administración espacial de China aún no ha reconocido el hito, los radioaficionados observadores que utilizaron telescopios en Alemania y los Países Bajos siguieron la maniobra y observaron que Tianwen-2 se encuentra ahora en las proximidades del asteroide cercano a la Tierra Kamo’oalewa. Durante las próximas cuatro semanas, la nave espacial se acercará al asteroide que gira rápidamente para comenzar a estudiar y mapear su superficie, alineando futuros intentos de muestreo.
Kamoʻoalewa es una roca espacial de entre 40 y 100 metros de tamaño que gira una vez cada 28 minutos. También es una de las siete cuasilunas conocidas de la Tierra, cuerpos que orbitan alrededor del Sol en sintonía con nuestro planeta, formando lentos bucles retrógrados a nuestro alrededor. Pero al menos hasta que Tianwen-2 se acerque lo suficiente como para verlo con más detalle, los científicos no pueden decir mucho más sobre este enigmático objeto, más pequeño que el tamaño de un campo de fútbol.
“Cada nueva imagen de un asteroide ha sido una sorpresa”, afirma Patrick Michel, director de investigación del Centro Nacional Francés de Investigación Científica e investigador principal de la misión Hera de la Agencia Espacial Europea, que ha estudiado extensamente a Kamo’oalewa. “Tenemos todo que aprender”.
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El rápido giro del asteroide puede dar algunas pistas sobre su composición porque, si fuera un “montón de grava”, debería arrojar escombros mientras gira. En cambio, podría ser, en palabras de la científica planetaria Christine Hartzell de la Universidad de Maryland, “un trozo de roca o un par de trozos de roca unidos”. Un documento de la misión del equipo Tianwen-2 lo reconoce y señala que, si bien la superficie de Kamo’oalewa probablemente esté compuesta de granos de escala milimétrica a centimétrica, en las profundidades podría ser esencialmente una roca gigante, o una pila de escombros fusionados.
Otra pregunta abierta es cómo este aparente asteroide llegó a una órbita extraña junto a la de la Tierra. Una teoría, defendida por Michel y otros basada en la apariencia rojiza del asteroide, que se asemeja a la de las rocas lunares comunes, es que Kamoʻoalewa comenzó como un trozo de la cara oculta de la luna. Luego fue lanzado a órbita en algún momento de los últimos 10 millones de años por el impactador que creó el cráter Giordano Bruno de 22 kilómetros de ancho.
Por el contrario, otros investigadores sostienen que es más probable que el objeto sea un emigrado del cinturón de asteroides principal entre Marte y Júpiter que migró hacia el interior de su actual órbita casi lunar alrededor del sol. “Si se toma simplemente el tamaño de este cuerpo, es muy extraño que sea tan grande y haya sido expulsado de la luna tan recientemente”, dice Mikael Granvik, profesor de la Universidad de Helsinki y de la Universidad Tecnológica de Luleå en Suecia. Los modelos estadísticos de Granvik de la población de objetos cercanos a la Tierra sugieren que un asteroide en la órbita de Kamoʻoalewa tiene 10 veces más probabilidades de haberse originado en el cinturón de asteroides principal interior que en la luna.
Si todo va según lo planeado, Tianwen-2 resolverá esos debates recogiendo muestras de Kamo’oalewa y entregándolas a la Tierra para su análisis. Si este material coincide con la composición isotópica de las rocas lunares, triunfará la teoría del “fragmento lunar”. Ese resultado, afirma Granvik, impondría nuevas e importantes limitaciones a nuestra comprensión de la física del impacto. “Si queremos seguir el sistema solar hacia atrás para ver cómo ha evolucionado a lo largo del tiempo, entonces necesitamos entender cómo ha funcionado realmente la evolución colisional, y esto podría proporcionar datos clave para esos modelos”, afirma.
Por otro lado, un origen de Kamo’oalewa en el cinturón principal sugeriría que su rojizo parecido con las rocas lunares es un subproducto de la erosión espacial extrema, lo que tendría implicaciones sobre cómo se clasifican otros asteroides enrojecidos.
En algunos aspectos, sin embargo, los estudios de Kamoʻoalewa realizados por Tianwen-2 son algo más que ciencia. La misión es una prueba importante de la creciente capacidad de China para realizar maniobras autónomas y de alta precisión en el espacio profundo, que serán esenciales para las posteriores incursiones de la nación a la Luna y otros mundos más allá de la Tierra. Y guiado por cámaras, radares y lecturas lidar, el intento de muestreo de la nave espacial será el más ambicioso de China hasta el momento, una especie de precursor de los planes aún más audaces de la nación para recuperar rocas de Marte.
Los tres métodos de muestreo disponibles de Tianwen-2 (tocar y listo, flotar y anclar y fijar) deberían permitirle adaptarse al rápido giro y a la superficie desconocida de Kamoʻoalewa.
Touch and go es un método similar a los utilizados anteriormente por las misiones Hayabusa2 de Japón y OSIRIS-REx de la NASA. En este enfoque, un cabezal accionado por gas en forma de disco hace contacto brevemente con la superficie. Cepillos giratorios y ráfagas de gas presurizado dentro de la cabeza luego barren las muestras hacia una cámara de recolección antes de que la nave espacial se retire apresuradamente.
El modo estacionario implica que la nave espacial utilice un brazo robótico para recoger una muestra de la superficie. Aunque aparentemente simple, Hartzell describe esto como algo similar a flotar en un tanque de agua e intentar recolectar material del fondo sin nada contra qué empujarse para estabilizarse. “De esas tres opciones, [hover] Sería lo más arriesgado, porque hay que preocuparse por las fuerzas de reacción que la nave espacial necesita generar para poder volar correctamente”, afirma.
El enfoque de anclar y fijar utilizaría un mecanismo de garra y púa en la punta del brazo robótico para agarrar y anclar el asteroide, suponiendo, claro está, que la superficie de Kamo’oalewa sea resistente y esté relativamente libre de obstáculos. “No se esperan rocas en la superficie, porque se necesita cohesión para poder sobrevivir a esta velocidad de giro”, dice Michel. “¿Pero quién sabe? Tal vez haya rocas pegadas con un poco de polvo. No lo sabemos”.
Michel considera que el enfoque de tres modos revela algo sobre las prioridades de la misión. “Si la ciencia impulsara la misión, se intentaría maximizar el éxito y utilizar el enfoque que ya ha sido probado”, afirma. Y probablemente seleccionaría un objetivo más grande y que girara más lentamente para simplificar el intento de muestreo. Pero, añade Michel, ese cálculo cambia cuando se planea extraer recursos de los asteroides. “Si quieres utilizarlas como gasolineras para llegar más lejos [into the solar system]encuentras más objetos pequeños que grandes, y todos giran rápidamente. Así que no es una mala elección”, afirma.
Según una cronología no verificada filtrada en las redes sociales chinas, que hasta ahora se ha alineado perfectamente con los hitos de la misión ya ejecutada, el encuentro cercano de Tianwen-2 con Kamo’oalewa comenzará el 4 de julio, cuando se espera que la nave espacial se haya acercado a 20 kilómetros del asteroide. Mientras Estados Unidos celebra su independencia, China comenzará la última fase de una agenda de exploración cada vez más ambiciosa y demostrará su propia autonomía en el espacio, con el objetivo de unirse tanto a Estados Unidos como a Japón para realizar retornos exitosos de muestras de asteroides. Los asteroides Itokawa, Ryugu y Bennu, muestreados por los japoneses Hayabusa y Hayabusa2 y OSIRIS-REx de la NASA, respectivamente, depararon sorpresas y entregaron material precioso. Kamo’oalewa es más pequeño, gira más rápido y tiene un origen más incierto que todos ellos. “Incluso si no logran capturar muestras, sería muy interesante si pudieran tomar imágenes de alta resolución de un cuerpo de este tamaño”, dice Hartzell, porque nunca nadie ha visto de cerca un asteroide tan pequeño.
Sin embargo, si tiene éxito, Tianwen-2 completará su muestreo y partirá de Kamo’oalewa el próximo abril, después de lo cual se dirigirá a una breve reunión con la Tierra en noviembre de 2027. Al pasar por nuestro planeta, la nave espacial enviará su reentrada llena de muestras en un viaje de ida a tierra firme para aterrizar y recolectar en un sitio objetivo en Mongolia Interior. Para llegar allí, la cápsula tendrá que soportar una intensa reentrada en la atmósfera a una velocidad de 12 km por segundo, una caída más rápida y enérgica que las experimentadas por las anteriores misiones de retorno de muestras lunares de China. Después de dejar sus muestras, Tianwen-2 utilizará la gravedad de la Tierra para lanzarse en camino a visitar el cometa 311P, que llegará en 2035.