NASA Johnson constrói laboratórios para estudar novas amostras de asteroides, mistérios cósmicos
Quando a espaçonave OSIRIS-REx da NASA tocar o asteroide Bennu, ela irá capturar a primeira amostra de um asteroide e fornecer espécimes raros para pesquisas que os cientistas esperam ajudá-los a lançar luz sobre os muitos mistérios da formação do nosso Sistema Solar.
A amostra está programada para retornar à Terra em 2023 para ser examinada e armazenada em instalações de curadoria de última geração, agora em construção no Centro Espacial Johnson em Houston. Os laboratórios serão gerenciados pela divisão Astromaterials Research and Exploration Science da NASA, também conhecida como ARES. A divisão abriga as maiores coleções de astromateriais do mundo - incluindo rochas lunares, partículas do vento solar, meteoritos e amostras de cometas - e alguns dos especialistas que os pesquisam.
Muito tempo vindo
Os cientistas estão ansiosos para examinar a amostra de Bennu porque acredita-se que seja um remanescente rochoso relativamente inalterado dos primeiros dias do Sistema Solar. Estudar a amostra de Bennu poderia revelar
odos os principais insights sobre a formação e natureza do Sistema Solar, asteroides e outros pequenos corpos celestes. Em particular, os cientistas estão ansiosos para estudar a existência de água e compostos orgânicos, como aminoácidos nos asteroides, porque esses produtos químicos são conhecidos por estarem envolvidos em muitos processos importantes, incluindo o surgimento de vida na Terra antiga.
No entanto, para aprender esses segredos científicos, os pesquisadores devem ter o cuidado de preservar, proteger e manusear adequadamente o que eles esperam ser entre 3 onças e 4,4 libras (60-2000g) da superfície de seixos do asteroide, chamado regolito. Para isso, o ARES está desenvolvendo novos laboratórios de curadoria e pesquisa, instalações de limpeza, ferramentas e áreas de armazenamento de asteróides que permitirão aos pesquisadores estudar o material até o nível molecular sem danos.
A ARES começou a planejar a missão há mais de 15 anos, e o esforço de curadoria é liderado por Kevin Righter, curador da coleção de meteoritos da Antártica em Johnson, que inclui amostras que podem ser semelhantes às rochas do asteroide Bennu.
“Depois de anos de planejamento, arquivamento, lançamento, levantamento e agora amostragem, estou um pouco ansioso para ver o que coletamos em comparação com o que esperávamos”, disse Righter.
Righter está liderando uma equipe de cientistas de curadoria de asteroides da ARES que inclui o curador adjunto do OSIRIS-REx, Keiko Messenger, Nicole Lunning e Christopher Snead.
Algo em troca
Em 2023, o OSIRIS-REx irá balançar pela Terra e liberar a amostra de asteróide em uma cápsula que pousará no deserto de Utah. Lá, a equipe do ARES estará pronta para proteger a amostra e prepará-la para entrega em Houston. Eles farão o trabalho dentro de uma sala limpa temporária instalada em um hangar de aeronaves próximo, assim como o ARES fez depois que a cápsula de amostra do cometa Stardust pousou com sucesso em 2006.
Lunning é um cientista que trabalha ao lado de Righter durante o processamento inicial da amostra do asteroide.
“Estou muito animado para ver a amostra e interagir com ela”, disse Lunning. “Antes de chegar, estaremos nos preparando de várias maneiras, como realizar a recuperação da cápsula de retorno da amostra e os ensaios de desmontagem para garantir que o evento real ocorra da maneira mais tranquila possível e a amostra esteja protegida”.
Após o desembarque, a amostra será transportada para as novas salas limpas em Johnson. Lá, Righter, Messenger, Lunning, Snead e outros funcionários do ARES conduzirão exames iniciais básicos da amostra para caracterizar, catalogar digitalmente, preparar e dividir para estudo por outros pesquisadores.
Os primeiros cientistas a dar uma olhada na amostra de Bennu serão uma equipe científica multiinstitucional e multigeracional da missão OSIRIS-REx que estudará sua composição química e mineralógica, entre outros aspectos, para cumprir os objetivos científicos oficiais da missão. Após a conclusão dos primeiros estudos de missão, o ARES arquivará cerca de 75% da amostra para ser usada no futuro por pesquisadores em todo o mundo.
Um parceiro internacional que recebeu uma parte da amostra é a Japan Aerospace Exploration Agency, que em troca está dando à NASA uma amostra de sua missão Hayabusa2 ao asteroide Ryugu. Como parte dos preparativos, a NASA está construindo um laboratório separado para as amostras Hayabusa2 ao lado das salas OSIRIS-REx para que possam compartilhar a infraestrutura comumente necessária, como sistemas de tratamento de ar e ambientes de armazenamento de nitrogênio. A curadora adjunta da OSIRIS-REx, Keiko Messenger, também é a curadora da coleção Hayabusa2.
A Agência Espacial Canadense, que contribuiu com o instrumento OSIRIS-REx Laser Altimeter (OLA) para a missão, também receberá parte da amostra Bennu como parte desta parceria internacional.
São as pequenas coisas que importam
Os cientistas querem estudar a amostra de Bennu porque o material do asteroide não será alterado por grandes eventos ou processos que podem afetar meteoritos, como uma viagem de fogo através de nossa atmosfera ou exposição ao ar ou água na superfície da Terra. Dados do OSIRIS-REx também indicam que as rochas em Bennu são tão frágeis que não poderiam atingir a superfície da Terra intactas. Isso significa que os pesquisadores do ARES precisam desenvolver técnicas para extrair, manusear e examinar cuidadosamente as amostras de forma a manter seu estado original.
Snead é especialista no manuseio de astromateriais até as menores partículas microscópicas. Uma grande parte de seu trabalho é descobrir como trabalhar com partículas com menos de um milímetro de tamanho para que os cientistas possam aprender mais sobre a estrutura do asteroide, química e as forças que os influenciam.
“A faixa de tamanho é um desafio porque, quando as coisas são tão pequenas, a gravidade não é mais a principal força que afeta como eles se comportam”, disse Snead. “Em vez disso, as forças eletrostáticas e intermoleculares são dominantes. Por exemplo, se você pegar uma partícula de 200 micrômetros (cerca de duas vezes a espessura de um cabelo humano) com uma pinça muito fina e depois abrir a pinça, a partícula provavelmente não cairá. Em vez disso, provavelmente ficará preso em um lado da pinça por causa de forças estáticas e moleculares, então temos que aprender como lidar com isso”.
O trabalho de Snead também representa a rede de segurança da NASA para a missão. Caso o OSIRIS-REx não consiga coletar uma grande amostra com seu coletor principal após até três tentativas, o coletor também apresenta pequenas almofadas de metal que parecem velcro. Testes de cientistas mostram que grãos finos devem ficar presos nas almofadas. Este material também pode fornecer uma amostra da superfície superior de Bennu se a amostragem ocorrer como planejado. Snead está atualmente desenvolvendo técnicas para extrair de forma limpa o regolito dessas almofadas para que os pesquisadores tenham a garantia de ter algo de Bennu para estudar e garantir que a missão seja um sucesso geral.
Para obter mais informações sobre o trabalho desses e de outros pesquisadores do ARES na missão OSIRIS-REx, visite https://ares.jsc.nasa.gov/missions/osiris-rex/ .
Para obter mais informações sobre os astromateriais com curadoria da ARES em Johnson, visite
E para mais informações sobre a missão OSIRIS-REx, visite
https://www.asteroidmission.org/ ou https://www.nasa.gov/osiris-rex
Charlie Plain, Johnson Space Center
