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LA MISION STARDUST O ‘‘POLVO DE ESTRELLAS’’: EN BUSCA DE LA MATERIA PRIMA DE LA TIERRA Y DE LA VIDA
* In search of the building stuff of Earth and Life
"...porque tú eres polvo y al polvo volverás" es una de las frases más emotivas de la Biblia (NET [New English Translation] Bible, Biblical Studies Press, Richardson, Texas, 2005). Y bastante correcta. Hoy sabemos que existe un "humus celestial" que, junto con algunos gases, fue la materia prima de la Tierra y de todos los seres vivos. Su búsqueda desembocó en un proyecto de 11 años y 212 millones de dólares que, sorprendentemente, consiguió obtener allá lejos en el cielo un poco de esta mítica sustancia. Esta es la historia de esta increíble hazaña.
Mirando en una noche oscura a las populares "Tres Marías", nos damos cuenta de que a un lado de ellas hay otras tres estrellitas en línea. Con binoculares es posible ver que la estrellita del medio en realidad no es una estrella: es una gigantesca nube de gas y polvo en el espacio, mucho más grande que el Sistema Solar entero.
Con telescopios grandes y sofisticados se descubre que, en la nube, el gas y el polvo se juntan (por la atracción gravitacional de sus átomos) hasta formar remolinos. En el centro de muchos de estos remolinos la nube se comprime hasta la incandescencia y aparecen estrellas. Se cree que de otra nube como ésta surgió la estrella más próxima, el Sol. Y el material que no cayó en el Sol siguió girando alrededor y gradualmente se fue aglomerando hasta formar piedras, y estas se juntaron formando enormes bloques, y estos, a su vez, se juntaron hasta formar la Tierra... con todo lo que hay en ella, inclusive nosotros.
EL POLVO EN EL PRESENTE
En 1970 Donald Brownlee, profesor de la Universidad de Washington, usando globos y aviones especiales de gran altitud consiguió demostrar que pequeñas cantidades de este "humus cósmico" todavía llueve del cielo.
Pero las mejores muestras se encontrarían en la región de Plutón y más allá. Debido a las bajas temperaturas estarían preservadas como en un freezer, congeladas junto con algunos gases de la antigua nube, esperando por nosotros. Infelizmente, nuestras capacidades actuales son insuficientes para ir a buscarlos hasta allá.
Pero hay una alternativa: por perturbaciones en sus órbitas muchos de estos grandes bloques de hielo caen hacia la parte del Sistema Solar donde estamos nosotros. Aquí, el calor del Sol derrite los hielos, y el gas y el polvo liberados forman una nube, que envuelve al cuerpo y se alarga en forma de cola. Esto se conoce como cometa.
En 1986 media docena de naves nuestras fueron a interceptar al cometa más conocido, el Halley. Soportaron bombardeos terribles al chocar con las partículas que emanaban de él. A pesar de que algunos análisis fueron hechos por los instrumentos de a bordo, no estaban proyectadas para traerlas a la Tierra.
El deseo de traer partículas para estudios más detallados (mineralogía, petrografía, composición, estructura magnética, molecular y atómica, origen e historia) en laboratorios ampliamente equipados persistió. Don Brownlee y otros prepararon una propuesta. Eligieron un cometa nuevo en esta región del Sistema Solar y de órbita fácil, el 81P/Wild 2. En 1995 la NASA decidió financiar el proyecto en nombre de la Ciencia.
LA NAVE STARDUST
Para atrapar las partículas sin dañarlas, se pensó en un novedoso material: un gel especial de silicio que es 99% aire. Después se construyó una cápsula de cerámica que se encargaría de traer las muestras hasta la Tierra.
Paralelamente, el Instituto Max Planck de Alemania preparó un espectrómetro de masas portátil para análisis químicos ya en el cometa. Por su parte, la Universidad de Chicago proveyó escudos con analizadores de microimpactos. Y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA se encargó de una cámara (con periscopio), más giroscopios y acelerómetros y un transmisor de radio capaces de mostrar cualquier desvío de la nave por el cometa. Se montaron todos estos equipos en una estructura fabricada por la Lockheed-Martin, junto con una pequeña cantidad de combustible para maniobras, sumando una masa total de 385 kg. La nave así construida fue bautizada con el nombre de Stardust, "polvo de estrellas".
Con el presupuesto era posible adquirir un cohete Boeing Delta II, de tres etapas y 170 toneladas. Era capaz de lanzar a la Stardust más allá de Marte, pero insuficiente para que corte la órbita del 81P/Wild 2. Pero esto se podía resolver dejando que la nave gire alrededor del Sol y vuelva a la Tierra, para aprovechar la gravedad y la velocidad del planeta para "remolcar" la nave a una nueva trayectoria. El 7 de febrero de 1999 la Stardust despegó desde Cabo Cañaveral, Estados Unidos, iniciando un viaje de 7 años.
Ya en ruta al cometa, una parte del gel especial de captura fue usada para atrapar granos de un segundo polvo, proveniente de la constelación de Escorpio y descubierto años antes por otras sondas. La nave también fotografió el asteroide (5535) Annefrank.
EL ENCUENTRO CON EL COMETA
En enero de 2004 los miembros del proyecto estaban listos para enviar los últimos comandos y recibir los datos recogidos por la Stardust (distante 22 minutos a la velocidad de la luz), a través de gigantescas antenas de 70 metros de diámetro en Australia, España y California.
Unos 100 días antes del encuentro, la nave detectó el cometa y los técnicos agendaron 30 sesiones de comunicación de 4 horas cada una. La nave les enviaba imágenes una vez por semana. Faltando 50 días comenzó a enviar imágenes dos veces por semana. Cuando faltaban 30 días se hizo una corrección de trayectoria, y otra más faltando 10 días. A nueve días del encuentro se desplegó el sistema del gel de captura. En la última semana los especialistas comenzaron a recibir imágenes diariamente, y faltando dos días para el cruce con el cometa le ordenan a la nave otra corrección de trayectoria.
En el último día, los técnicos programaron la computadora de la Stardust con las actividades del encuentro. La comunicación era ya continua. Veían nuevas imágenes cada una hora, con muchos detalles. Los especialistas hicieron los últimos cálculos de trayectoria y enviaron los comandos finales apenas 8 horas antes del encuentro.
Faltando sólo 6 horas, la nave realizó obedientemente su última corrección de rumbo.
En las 5 horas finales todos los instrumentos estaban en funcionamiento. La nave entró en la nube y fue en dirección al núcleo, 100 000 km más adentro.
Comenzaba la fase más peligrosa. El núcleo apareció, y 20 minutos antes de la máxima aproximación la computadora de la nave comenzó a rastrearlo. La cámara sacaba fotos cada 10 segundos.
Llegó la fase de distancia mínima y durante estos 8 minutos la cámara estaba funcionando al máximo: imágenes a cada 5 segundos; para mantenerla apuntada al núcleo, la Stardust ya necesitaba realizar rotaciones. Los técnicos temían que esto traiga una pérdida de la señal de radio, por lo que los datos pasaron a ser guardados en la memoria de la nave. Ahora sólo se recibían señales vitales. A las 19:41 Hora Universal del día 2 de enero de 2004 la nave se cruzó con el núcleo del 81P/Wild 2, y en Pasadena, California, los miembros del proyecto Stardust aplaudían y gritaban de alegría.
EL REGRESO
Después del encuentro, se guardó el gel dentro de la cápsula de cerámica y se chequeó el estado de salud de la nave. En los siguientes 50 días los científicos analizaron las condiciones del encuentro y recibieron los datos almacenados en la memoria de la computadora de a bordo.
La Stardust puso rumbo a casa. Por fin, en 2006 llegó a la Tierra y soltó su cápsula: a las 03:10 de la madrugada del 15 de enero ésta cayó en paracaídas sobre el desierto de Utah, Estados Unidos, y fue recuperada por los técnicos.
¡Misión cumplida!
Hoy, los diminutos granos están siendo retirados uno a uno del gel en el Centro Espacial Johnson en Houston. Los análisis preliminares ya muestran que son algo nunca antes visto por los científicos... Stardust nos ha acercado un poco más a nuestro origen.
A. L.
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Basado en una charla dada en la USP, el 18 de agosto de 2001. Publicado originalmente en ABC Color, el 9 de abril de 2006. Ilustración artística: Encuentro entre la Stardust y el Cometa 81P/Wild-2. Crédito: Cortesía NASA/JPL-Caltech. Con permiso de Stardust Education and Outreach.
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