Después de viajar miles de millones de kilómetros a través de nuestro sistema solar, la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA pasará cerca de la Tierra este domingo 24 de Septiembre con una entrega extraordinaria. A su paso, liberará una cápsula del tamaño de una mini nevera que contiene una muestra de roca espacial primordial recogida de un asteroide situado entre las órbitas de la Tierra y Marte.

OSIRIS-REx es la primera misión estadounidense en recolectar una muestra de un asteroide. Los científicos esperan que el material prístino que recolectó 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.

Antes de que pueda hacer eso, la cápsula protectora de la muestra resistirá temperaturas dos veces más altas que la lava y la segunda velocidad más rápida jamás alcanzada por un objeto creado por el hombre que ingrese en la atmósfera de la Tierra. Después de entrar en la atmósfera de la Tierra a unas 36 veces la velocidad del sonido, la cápsula puede eventualmente encontrar viento, lluvia y otras condiciones climáticas a medida que descienda más cerca de la superficie. Independientemente del clima, aterrizará en el desierto del Gran Lago Salado, un paisaje árido conocido por sus abrasadoras temperaturas de verano y sus salinas, los restos de un antiguo lecho de 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 también monitoreará de cerca el clima, lo que puede afectar significativamente a la recuperación de la cápsula.

"Antes de nuestro lanzamiento hace siete años, la cápsula tuvo que diseñarse para todas las condiciones climáticas que pensábamos que eran razonables para Utah en Septiembre", dijo Eric Queen, ingeniero investigador del equipo de Entrada, Descenso y Aterrizaje (EDL) en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia.

Si bien la resistente cápsula fue construida para ser impermeable a elementos como rayos y hielo, "los vientos son probablemente nuestra mayor preocupación cada vez que aterrizas en paracaídas", dijo Mark Johnson, quien dirige el análisis EDL para Lockheed Martin, en Littleton, Colorado. Esto se debe a que la velocidad y dirección del viento podrían afectar el lugar donde se posará la cápsula dentro de un objetivo de 58 km por 14 km en el campo de entrenamiento y pruebas del Departamento de Defensa de Utah, al suroeste de Salt Lake City.

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 de la misión Stardust, por lo que hay un legado".

El equipo de OSIRIS-REx también pensó mucho en las condiciones del terreno. El final del verano es la temporada de los monzones en el desierto, por lo que las fuertes lluvias podrían saturar el suelo limoso. El barro 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 cuánta precipitación 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”.

En apoyo de la misión OSIRIS-REx, el equipo desplegará globos meteorológicos en los días previos al aterrizaje. Los globos de un solo uso se elevan a altitudes de alrededor de 18.288 metros, aproximadamente el doble de lo que vuela un avión comercial. Se elevan a 5,5 m por segundo y transmiten datos sobre temperatura, humedad, presión y viento antes de estallar en lo alto de la atmósfera. La misión utilizará estas observaciones para estimar un lugar probable de aterrizaje en el campo.

El último tramo 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. Viajando a velocidades hipersónicas, la cápsula de aproximadamente 45 kg dependerá de un sistema de entrada protector que incluye un escudo térmico hecho de un material ablativo 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 a la cápsula durante el descenso. A medida que avanza hacia el este en la mañana del 24 de Septiembre, varios aviones, incluido un avión de investigación de gran altitud WB-57 del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, seguirán su viaje con sistemas de imágenes visuales y térmicas.

La cápsula viajará a alrededor de 1.850 km/h cuando despliegue su paracaídas sobre el campo de entrenamiento. Un paracaídas principal redondo se abrirá más cerca del suelo para suavizar el aterrizaje. A diferencia de otros diseños, es menos probable que la brisa atrape la forma redonda, lo que aumenta la resistencia y la estabilidad a medida que la cápsula desciende. Esto reduce las posibilidades de que se desvíe de su rumbo, lo que podría hacer que sea más difícil encontrarlo 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 conservada y estudiada. También se estudiará el histórico aterrizaje para informar futuras entregas espaciales.

"No estamos pronosticando nada que no pronostiquemos habitualmente, pero este otoño habrá muchos ojos puestos en nuestro pequeño rincón del desierto", señaló Nelson. "Eso es un poco más de presión de lo habitual".