OSIRIS-REx

Tras completar el retorno de muestras del asteroide Bennu en 2023, la nave continúa como OSIRIS-APEX rumbo a Apofis para estudiar su comportamiento durante su paso cercano a la Tierra en 2029

OSIRIS-REx fue diseñada para estudiar un asteroide cercano con materiales primitivos y traer a la Tierra una muestra significativa de su superficie para analizarla en laboratorio. Bennu, un asteroide carbonáceo de tipo B, ofrecía la oportunidad de investigar minerales formados en presencia de agua y compuestos que registran procesos tempranos del Sistema Solar. La misión combinó fases prolongadas de cartografiado, caracterización espectral y una maniobra automatizada de recogida de regolito en un entorno de muy baja gravedad.

Tras completar el retorno de 121,6 gramos de material en 2023, la nave continúa operativa, ahora bajo el nombre de misión OSIRIS-APEX. Su siguiente objetivo es Apofis, que realizará un acercamiento inusual a la Tierra en 2029. La misión extendida permitirá observar cómo responde la superficie de un asteroide pequeño cuando experimenta un cambio fuerte en su entorno dinámico, proporcionando datos directos sobre la evolución de estos cuerpos a lo largo del tiempo.

Objetivos de la misión OSIRIS-REx

El propósito principal de OSIRIS-REx fue obtener y traer a la Tierra una muestra de regolito del asteroide Bennu para analizar su composición con técnicas de laboratorio imposibles de aplicar desde el espacio. La misión debía caracterizar la superficie del asteroide con suficiente resolución para identificar materiales hidratados, fases ricas en carbono y texturas que revelasen la historia térmica y química del cuerpo del que procede Bennu. El estudio detallado de su morfología, densidad y distribución de bloques permitiría evaluar su estructura interna y reconstruir los procesos que han moldeado a los asteroides pequeños desde su formación.

Otro objetivo clave fue generar un modelo tridimensional preciso del asteroide para comprender su evolución física y documentar cómo se comportan las superficies de cuerpos de muy baja gravedad. La misión debía determinar su masa, su campo gravitatorio y la respuesta del terreno durante operaciones de proximidad. La combinación de datos remotos y la muestra en la Tierra permitiría vincular observaciones orbitales con propiedades mineralógicas reales.

La misión extendida OSIRIS-APEX incorpora un objetivo adicional centrado en Apofis. La nave observará su superficie antes y después del acercamiento de 2029 para estudiar cambios inducidos por la interacción gravitatoria con la Tierra. Este seguimiento permitirá evaluar la estabilidad de la superficie de un asteroide pequeño durante una perturbación intensa y proporcionar información útil para modelos de evolución a largo plazo de objetos cercanos a la Tierra.

Características de la misión OSIRIS-REx

OSIRIS-REx fue construida por Lockheed Martin como una nave estabilizada en tres ejes preparada para operar alrededor de un cuerpo de muy baja gravedad. Su masa al lanzamiento rondó los 2.100 kg e incluía propelente y la cápsula de retorno SRC (Sample Return Capsule). La estructura integró el brazo de muestreo TAGSAM, el compartimento de la SRC y los sistemas de propulsión y navegación.

El sistema de propulsión utilizó hidrazina para maniobras de crucero, control de actitud y operaciones cercanas al asteroide. La nave combinó ruedas de reacción, sensores estelares y cámaras de navegación para mantener orientación estable y ejecutar descensos controlados. Dos paneles solares articulados, con unos 8,5 m² de superficie, generaron hasta 1,2 kW y podían orientarse para evitar el contacto con fragmentos levantados durante la toma de muestras.

Las comunicaciones en banda X se realizaron mediante antenas de media y alta ganancia conectadas a la Red de Espacio Profundo. Este enlace permitió transmitir imágenes y telemetría durante todas las fases críticas. La cápsula SRC, diseñada para soportar la reentrada, incorporó un escudo ablativo, sistema de paracaídas y un cierre hermético que mantuvo las muestras en condiciones estables hasta su recuperación.

El control de misión se llevó a cabo desde Lockheed Martin en Colorado, responsable de la navegación, las maniobras y la planificación operativa tanto en la misión primaria como en la extendida.

Instrumentación científica

El conjunto de cámaras OCAMS, desarrollado por la University of Arizona, fue el núcleo de las operaciones de superficie. Incluyó tres sistemas ópticos independientes. MapCam adquirió imágenes multiespectrales para generar mapas globales y seleccionar regiones de interés. PolyCam, la cámara de mayor focal, permitió obtener vistas de alta resolución desde largas distancias y documentar rasgos texturales esenciales para evaluar la seguridad del terreno. SamCam registró la maniobra de muestreo y verificó la presencia de material dentro del cabezal TAGSAM tras el contacto con la superficie.

El espectrómetro visible e infrarrojo OVIRS cubrió el rango de 0,4 a 4,3 micras y permitió identificar minerales hidratados, compuestos carbonosos y variaciones composicionales a escala local. El espectrómetro térmico OTES operó entre 4 y 50 micras para medir la emisión térmica y estimar la inercia térmica del terreno, un parámetro útil para interpretar la compactación del regolito y la distribución de bloques. El espectrómetro de rayos X REXIS mapeó la fluorescencia inducida por la radiación solar y proporcionó información elemental de la superficie.

El altímetro láser OLA, construido por la Agencia Espacial Canadiense, obtuvo mediciones topográficas con precisión centimétrica. Sus datos permitieron generar un modelo tridimensional de Bennu indispensable para planificar sobrevuelos bajos y la maniobra de aproximación final. Las variaciones en el campo gravitatorio se determinaron mediante telemetría Doppler y seguimiento de la nave, lo que permitió estimar la masa y propiedades internas del asteroide.

El mecanismo de muestreo TAGSAM fue un sistema activo que expulsó gas nitrógeno para levantar partículas del terreno y capturarlas en un cabezal con filtros y cavidades internas. Tras la recogida, el cabezal se depositó en el interior de la cápsula SRC mediante un cierre mecánico diseñado para preservar las muestras durante el crucero de retorno y la reentrada atmosférica.

Antecedentes de la misión OSIRIS-REx

OSIRIS-REx fue seleccionada en 2011 como la tercera misión del programa New Frontiers. La propuesta unía retorno de muestras y operaciones prolongadas en torno a un asteroide pequeño, una combinación que exigía una nave precisa y un sistema de muestreo fiable. Bennu fue elegido por su composición carbonácea y por disponer de observaciones previas suficientes para planificar la aproximación y las operaciones de superficie.

Tras la aprobación, la misión entró en fase de diseño. Lockheed Martin construyó la nave, integró el mecanismo TAGSAM y adoptó la cápsula de retorno basada en la experiencia de Stardust. La planificación incluyó requisitos estrictos de navegación y ensayos ambientales para validar el funcionamiento de todos los sistemas durante el lanzamiento y el crucero interplanetario.

El esquema operativo definió una aproximación gradual al asteroide para operar con seguridad en un entorno de gravedad extremadamente baja. La misión avanzó en paralelo a Hayabusa 2, lo que permitió comparar estrategias de muestreo y refinar procedimientos. OSIRIS-REx completó su integración y quedó lista para el lanzamiento en 2016.

Desarrollo de la misión OSIRIS-REx

Lanzamiento de la misión OSIRIS-REx

OSIRIS-REx despegó el 8 de septiembre de 2016 a bordo de un Atlas V 411 desde la plataforma SLC-41 de Cabo Cañaveral. El lanzador situó a la nave en una trayectoria heliocéntrica diseñada para alcanzar la Tierra un año después en una maniobra de asistencia gravitatoria. Tras la separación, la nave completó las verificaciones iniciales de actitud, comunicaciones y generación de energía que confirmaron el estado nominal de sus sistemas antes de iniciar el crucero interplanetario.

Llegada a Bennu y fases preliminares

OSIRIS-REx alcanzó las proximidades de Bennu el 3 de diciembre de 2018 tras una aproximación controlada durante las semanas previas. La nave realizó sobrevuelos a distintas latitudes para refinar el modelo tridimensional del asteroide y confirmar la distribución real de bloques en superficie. Una vez completada esta fase, se situó en una órbita inicial de unos 1.5 km del centro del asteroide, con un periodo de 50 horas, lo que permitió iniciar las primeras observaciones sistemáticas. Esta órbita sirvió para validar los modelos de navegación en un entorno donde la gravedad era lo bastante débil como para exigir maniobras frecuentes de corrección.

Operaciones científicas

Tras estabilizar la órbita inicial, la nave inició una campaña de caracterización global para mapear la superficie y documentar la distribución real de materiales. Las observaciones permitieron identificar que Bennu estaba cubierto por bloques de múltiples tamaños y mostraba muy poco regolito fino, un escenario más complejo del previsto para la selección de un punto de muestreo. La nave alternó fases de órbita con sobrevuelos bajos que mejoraron la resolución de las imágenes y los datos espectrales.

Posteriormente pasó a una órbita más cercana, a menos de un kilómetro de la superficie, lo que permitió refinar la lista de zonas candidatas. Los modelos topográficos generados con OLA facilitaron la evaluación de pendientes, rugosidad y accesibilidad, mientras que las imágenes de alta resolución revelaron estructuras que debían evitarse durante la maniobra de aproximación. Esta fase concluyó con cuatro ubicaciones posibles para la toma de muestras y la preparación de los ensayos de descenso que confirmarían la viabilidad de cada una de ellas.

Maniobra de muestreo y recolección de las muestras

La maniobra de muestreo se realizó el 20 de octubre de 2020 tras varios ensayos de aproximación que confirmaron la precisión de navegación necesaria. Desde una órbita cercana, la nave ejecutó una secuencia de descensos controlados para igualar la rotación del asteroide y colocar el brazo TAGSAM en posición de contacto. La fase final comenzó a unos 30 metros de altura, donde la gravedad de Bennu era tan baja que el descenso avanzó de forma muy lenta.

El contacto con la superficie duró solo unos segundos. TAGSAM expulsó gas nitrógeno para levantar partículas sueltas y atraparlas en su cabezal. Las imágenes posteriores mostraron que se había recogido material suficiente, aunque parte del regolito quedó atrapado en el exterior del mecanismo debido a la gran cantidad movilizada. Tras confirmar la captura, la nave se alejó del asteroide y depositó el cabezal en el interior de la cápsula SRC mediante un cierre mecánico que aseguró su contenido para el viaje de regreso.

Salida de Bennu y retorno de las muestras

Tras completar la toma de muestras y asegurar el cabezal en la cápsula SRC, la nave inició las maniobras para abandonar Bennu en 2021. La salida se realizó mediante una secuencia de encendidos que situaron a OSIRIS-REx en una trayectoria heliocéntrica de retorno. Durante el crucero, se monitorizó el estado de la cápsula y se mantuvo la nave en configuración estable hasta la aproximación final a la Tierra.

La cápsula SRC se separó el 24 de septiembre de 2023 y entró en la atmósfera a unos 12 km/s. El sistema de paracaídas redujo la velocidad hasta permitir un aterrizaje controlado en Utah. Tras su recuperación, la cápsula se trasladó al Centro Johnson para la apertura del mecanismo y la extracción del regolito. La misión primaria concluyó oficialmente tras confirmar que las muestras habían llegado en buen estado.

Misión extendida OSIRIS-APEX

Inicio de la misión extendida OSIRIS-APEX

Tras liberar la cápsula de retorno en 2023, la nave pasó a denominarse OSIRIS-APEX para reflejar su nuevo objetivo: estudiar el asteroide Apofis durante su acercamiento excepcional a la Tierra en 2029. El cambio de misión se aprobó tras confirmar que los sistemas esenciales del vehículo seguían operativos y que el propelente disponible permitía ejecutar las maniobras necesarias para alcanzar el nuevo destino.

Apofis realizará un paso inusual a unos 31.000 km de la Tierra, distancia suficiente para que su superficie experimente perturbaciones gravitatorias detectables. OSIRIS-APEX observará estos cambios mediante campañas previas y posteriores al encuentro. El objetivo es evaluar cómo se redistribuyen los bloques, cómo responde el regolito a la alteración externa y qué procesos dinámicos dominan la evolución de un asteroide pequeño sometido a un estímulo fuerte y repentino.

Asistencia gravitatoria con la Tierra

La primera operación significativa de la misión extendida tuvo lugar el 23 de septiembre de 2025, cuando OSIRIS-APEX ejecutó un sobrevuelo de la Tierra a 3.438 km de altitud sobre el Atlántico. La maniobra proporcionó el cambio de velocidad y de plano orbital necesarios para orientar la trayectoria hacia Apophis sin gastar grandes cantidades de propelente, con un incremento de velocidad heliocéntrica de unos 5 km/s y una variación en la inclinación orbital cercana a 18 grados. Durante el encuentro se realizaron secuencias de calibración óptica con las cámaras de la suite OCAMS, verificaciones del altímetro láser OLA y registros de navegación que confirmaron el buen estado de la nave tras seis años de operaciones en el espacio profundo.

Estado actual, próximos encuentros y llegada a Apofis prevista

Tras la asistencia gravitatoria del 23 de septiembre de 2025, OSIRIS-APEX mantiene una configuración operativa estable y continúa su crucero con verificaciones periódicas de navegación e instrumentos. El perfil de vuelo incluye dos nuevas asistencias gravitatorias con la Tierra, previstas para 2027 y 2029, destinadas a completar los ajustes de velocidad y plano orbital necesarios para interceptar a Apofis tras su aproximación extrema del 2029, cuando el asteroide pasará a unos 32.000 km de nuestro planeta. Ese encuentro modificará su dinámica de manera medible y permitirá comparar observaciones previas y posteriores al paso. Con el propelente disponible y la potencia de los paneles solares todavía dentro de márgenes operativos, la misión prevé iniciar las operaciones científicas alrededor de Apofis en abril de 2029 según la planificación actual.

Cronología de la misión OSIRIS-REx

Lanzamiento	8 de septiembre de 2016
Asistencia gravitatoria con la Tierra	22 de septiembre de 2017
Llegada a Bennu	3 de diciembre de 2018
Toma de muestras en Bennu	20 de octubre de 2020
Salida de Bennu	2021
Reentrada de la cápsula de retorno de muestras a la Tierra	24 de septiembre de 2023
Inicio de la misión extendida OSIRIS-APEx	2023
Asistencia gravitatoria con la Tierra	23 de septiembre de 2025
Asistencia gravitatoria con la Tierra	2027
Asistencia gravitatoria con la Tierra	2029
Llegada prevista a Apofis	abril de 2029

Galería de imágenes de la misión OSIRIS-REx

Referencias y más información:

• AsteroidMission.org – Web de la misión
• OSIRIS-REx – Web de la misión en ESA Science.
• OSIRIS-REx – Web de la misión en la Universidad de Arizona
• OSIRIS-APEX – Web de la misión extendida en la Universidad de Arizona

Misiones a asteroides operativas: