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CÉSAR (nave espacial)

CAESAR ( Retorno de muestras de exploración de astrobiología del cometa ) es un concepto de misión de retorno de muestras al cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko . La misión fue propuesta en 2017 para la misión 4 del programa New Frontiers de la NASA , y el 20 de diciembre de 2017 fue uno de los dos finalistas seleccionados para un mayor desarrollo del concepto. El 27 de junio de 2019 se eligió al otro finalista, la misión Dragonfly . [5]

Si hubiera sido seleccionado en junio de 2019, se habría lanzado entre 2024 y 2025, y una cápsula devolvería una muestra a la Tierra en 2038. El investigador principal es Alexander Hayes de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York. CAESAR sería administrado por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. La curación de la muestra devuelta se llevaría a cabo en la Dirección de Ciencia de Exploración e Investigación de Astromateriales de la NASA , con sede en el Centro Espacial Johnson en Houston, Texas.

El equipo CAESAR eligió el cometa 67P sobre otros objetivos cometarios en parte porque los datos recopilados por la misión Rosetta , que estudió el cometa de 2014 a 2016, permiten diseñar la nave espacial según las condiciones allí, lo que aumenta las posibilidades de éxito de la misión. [6] La misión Rosetta también proporciona un vasto contexto geológico para el análisis de retorno de muestras de esta misión.

Descripción general

El cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko visto por Rosetta en 2015; El objetivo propuesto por CAESAR .

Los dos finalistas de la Misión 4 del programa Nuevas Fronteras , anunciados el 20 de diciembre de 2017, fueron Dragonfly to Titan y CAESAR . [7] El cometa 67P fue explorado previamente por la sonda Rosetta de la Agencia Espacial Europea y su módulo de aterrizaje Philae durante 2014-2016 para determinar su origen e historia. Squyres explicó que conocer las condiciones existentes en el cometa les permite diseñar sistemas que mejorarían drásticamente las posibilidades de éxito. [6]

Las misiones CAESAR y Dragonfly recibieron una financiación de 4 millones de dólares cada una hasta finales de 2018 para seguir desarrollando y madurando sus conceptos. [6] La NASA seleccionó la misión Dragonfly el 27 de junio de 2019 para construirla y lanzarla en 2026. [5] [7] [6]

Fondo

Una misión de retorno de muestras de cometas fue uno de los objetivos en una lista de opciones para una misión New Frontiers tanto en el Planetary Science Decadal Survey de 2003 como en el 2011 , que guiaban las encuestas entre los miembros de la comunidad científica sobre qué y dónde debería priorizar la NASA. . [8] Otra propuesta de misión cometaria, Comet Hopper , fue una de los tres finalistas del Programa Discovery que recibió 3 millones de dólares en mayo de 2011 para desarrollar un estudio conceptual detallado; sin embargo, no fue seleccionado. [9] La NASA ha lanzado varias misiones a cometas a finales de los años 1990 y 2000; estas misiones incluyen Deep Space 1 (lanzada en 1998), Stardust (lanzada en 1999), CONTOUR (lanzada en 2002 pero falló después del lanzamiento) y Deep Impact (lanzada en 2005), así como cierta participación en la misión Rosetta .

Astrobiología

Los objetivos de CAESAR eran comprender la formación del Sistema Solar y cómo estos componentes se unieron para formar planetas y dar origen a la vida . [4] Algunos investigadores han planteado la hipótesis de que la Tierra pudo haber sido sembrada con compuestos orgánicos en las primeras etapas de su desarrollo por cometas ricos en tolina , proporcionando la materia prima necesaria para que surgiera la vida . [2] [10] [11] Los Tholins fueron detectados por la misión Rosetta al cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko . [12] [13]

Astronave

La nave espacial sería construida por Northrop Grumman Innovation Systems y heredaría la tecnología utilizada por la exitosa misión Dawn . [1] La navegación, la selección del sitio de muestra y la documentación de muestra están habilitadas por el conjunto de cámaras, proporcionado por Malin Space Science Systems . [4] Este conjunto de cámaras consta de seis cámaras con diferentes campos de visión y rangos focales: cámara de ángulo estrecho (NAC), cámara de ángulo medio (MAC), cámara táctil (TAGCAM), dos cámaras de navegación (NAVCAM), y una cámara contenedora de muestras (CANCAM). [14]

El brazo robótico (TAG) y el sistema de adquisición de muestras serían proporcionados por Honeybee Robotics . [4] La cápsula de retorno de muestras y el escudo térmico son proporcionados por la agencia espacial japonesa JAXA . [2]

Propulsión

El propulsor evolutivo de xenón (NEXT) de la NASA funciona en una cámara de vacío.

El sistema de propulsión de CAESAR sería el propulsor evolutivo de xenón (NEXT) de la NASA, [3] [4] un tipo de propulsión eléctrica solar . Emplearía tres propulsores NEXT, uno de ellos utilizado como repuesto. [15] El propulsor es xenón .

Declaración de muestra

La nave espacial no aterrizaría en el cometa, sino que contactaría momentáneamente con la superficie con su brazo robótico TAG (Touch-And-Go), como lo hizo OSIRIS-REx en un asteroide, incluyendo elevar los paneles solares en una configuración en forma de Y para Minimice la posibilidad de acumulación de polvo durante el contacto y proporcione más distancia al suelo. [3] El mecanismo de toma de muestras en el brazo produciría una ráfaga de gas nitrógeno para soplar partículas de regolito en el cabezal de toma de muestras ubicado en el extremo del brazo. CÉSAR recolectaría entre 80 y 800 g (2,8 y 28,2 oz) de regolito del cometa. El tamaño máximo del guijarro sería de 4,5 cm (1,8 pulgadas). [3] El sistema tiene suficiente gas nitrógeno comprimido para tres muestreos. [2]

El sistema separaría las sustancias volátiles de las sólidas en contenedores separados y preservaría las muestras frías para el viaje de regreso. [2] [16] La nave espacial regresaría a la Tierra y dejaría la muestra en una cápsula, que volvería a entrar en la atmósfera de la Tierra y se lanzaría en paracaídas a la superficie en 2038. [6] La cápsula de retorno de muestras (SRC) será proporcionado por JAXA y su diseño se basa en el SRC volado en las naves espaciales Hayabusa y Hayabusa2 . [4] La cápsula se lanzaría en paracaídas en el campo de entrenamiento y pruebas de Utah (UTTR) y sería transportada al Centro Espacial Johnson de la NASA para su conservación y análisis en el laboratorio llamado Dirección de Ciencias de Exploración e Investigación de Astromateriales (ARES). [1] Una pequeña porción de la muestra también será curada en el Centro de Curación de Muestras Extraterrestres de Japón . [2] La mayor parte de la muestra (≥75% del total) se conservaría para su análisis por generaciones futuras de científicos. [16] [2]

Ver también

Referencias

  1. ^ abc Glavin, Daniel; Squyres, Steven (2018). "Una descripción general de la misión Nuevas Fronteras de retorno de muestras de exploración astrobiológica del cometa (CAESAR)" . XX Asamblea General del EGU. 4 a 13 de abril de 2018. Viena, Austria. Código Bib :2018EGUGA..20.4823G.
  2. ^ abcdefg Squyres, Steven (7 de noviembre de 2018). "Los cometas PSW 2399 y el origen de la vida". Ciencia PSW . Consultado el 10 de marzo de 2019 .
  3. ^ abcdefgh Squyres, Steve (2018). CAESAR: Descripción general del proyecto (PDF) . 18ª Reunión del Grupo de Evaluación de Cuerpos Pequeños de la NASA. 17 y 18 de enero de 2018. Centro de Investigación Ames, California. Instituto Lunar y Planetario .
  4. ^ abcdef Mensajero, Scott R. (2018). "La misión de retorno de muestras del cometa CAESAR New Frontiers" . Reunión de la Unión de Geociencias de Japón. 20 a 24 de mayo de 2018. Chiba, Japón. hdl :2060/20180002990. JSC-E-DAA-TN54564.
  5. ^ ab Brown, David (27 de junio de 2019). "La NASA anuncia una nueva misión de drones Dragonfly para explorar Titán". Los New York Times . Consultado el 27 de junio de 2019 .
  6. ^ abcde Chang, Kenneth (19 de diciembre de 2017). "Finalistas del sorteo de naves espaciales de la NASA: un dron en Titán y un cazador de cometas". Los New York Times . Consultado el 8 de enero de 2018 .
  7. ^ ab Glowatz, Elana (20 de diciembre de 2017). "La nueva misión fronteriza de la NASA buscará vida extraterrestre o revelará la historia del sistema solar". Tiempos de negocios internacionales .
  8. ^ "Programa Nuevas Fronteras: descripción general". NASA. Archivado desde el original el 26 de enero de 2017.
  9. ^ Taylor, Kate (9 de mayo de 2011). "La NASA selecciona la lista corta de proyectos para la próxima misión Discovery". Diario del gurú tecnológico . Archivado desde el original el 6 de octubre de 2018 . Consultado el 28 de octubre de 2015 .
  10. ^ Sagan, Carl y Khare, Bishun (11 de enero de 1979). "Tolinas: química orgánica de gases y granos interestelares". Naturaleza . 277 (5692): 102–107. Código Bib :1979Natur.277..102S. doi :10.1038/277102a0. S2CID  4261076.
  11. ^ McDonald, gen D.; et al. (Julio de 1996). "Producción y análisis químico de tolinas de hielo cometarias". Ícaro . 122 (1): 107–117. Código Bib : 1996Icar..122..107M. doi : 10.1006/icar.1996.0112 .
  12. ^ Pommerol, A.; et al. (noviembre de 2015). "Observaciones de OSIRIS de exposiciones de hielo de H2O del tamaño de un metro en la superficie de 67P / Churyumov-Gerasimenko e interpretación mediante experimentos de laboratorio" (PDF) . Astronomía y Astrofísica . 583 . A25. Código Bib : 2015A&A...583A..25P. doi : 10.1051/0004-6361/201525977 .
  13. ^ Wright, IP; et al. (31 de julio de 2015). "Compuestos orgánicos que contienen CHO en la superficie de 67P / Churyumov-Gerasimenko revelados por Ptolomeo". Ciencia . 349 (6247): aab0673. Código Bib : 2015 Ciencia... 349b0673W. doi : 10.1126/ciencia.aab0673. PMID  26228155. S2CID  206637053.
  14. ^ Soderblom, Jason; et al. (2018). La misión CAESAR Nuevas Fronteras: descripción general y objetivos de imágenes. Reunión Técnica CALCON 2018. 18 a 21 de junio de 2018. Logan, Utah.
  15. ^ Schmidt, George; et al. (2018). Investigación y desarrollo de propulsión eléctrica en la NASA . Spacecraft Propulsion 2018. 14-18 de mayo de 2018. Sevilla, España. hdl :2060/20180004691. SP-2018-00389.
  16. ^ ab Nakamura-Messenger, K.; et al. (2018). La misión CAESAR Nuevas Fronteras: 5. Contaminación, recuperación y curación (PDF) . 49ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria. 19 a 23 de marzo de 2018. The Woodlands, Texas.