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.
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]
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 .
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]
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]
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 .
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]