Génesis (nave espacial)


Génesis fue una sonda de retorno de muestras de la NASA que recolectó una muestra de partículas de viento solar y las devolvió a la Tierra para su análisis. Fue la primera misión de retorno de muestras de la NASA en devolver material desde el programa Apolo , y la primera en devolver material de más allá de la órbita de la Luna . [3] [4] Genesis se lanzó el 8 de agosto de 2001 y la cápsula de retorno de muestra se estrelló en Utah el 8 de septiembre de 2004, después de que una falla de diseño impidió el despliegue de su paracaídas de suspensión.. El accidente contaminó a muchos de los recolectores de muestras. Aunque la mayoría resultó dañada, algunos de los colectores se recuperaron con éxito. [5]

El equipo científico de Génesis demostró que se podía eliminar o evitar parte de la contaminación, y que las partículas del viento solar se podían analizar utilizando una variedad de enfoques, logrando todos los principales objetivos científicos de la misión. [6] [7]

Tenga en cuenta que los objetivos científicos de la misión se refieren a la composición del Sol, no a la del viento solar. Los científicos desean una muestra del Sol porque la evidencia sugiere que la capa exterior del Sol conserva la composición de la nebulosa solar primitiva. Por lo tanto, conocer la composición elemental e isotópica de la capa exterior del Sol es lo mismo que conocer la composición elemental e isotópica de la nebulosa solar. Los datos se pueden usar para modelar cómo se formaron los planetas y otros objetos del Sistema Solar, y luego extender esos resultados para comprender la evolución estelar y la formación de sistemas planetarios en otras partes del universo.

Claramente, la opción ideal de recolección de muestras sería enviar una nave espacial al Sol y recolectar algo de plasma solar; sin embargo, eso es difícil debido al intenso calor de los gases sobrecalentados del Sol, así como al entorno electromagnético dinámico de la corona solar , cuyas erupciones interfieren regularmente con la electrónica de las naves espaciales distantes. Afortunadamente, el Sol arroja continuamente parte de su capa exterior en forma de viento solar .

En consecuencia, para cumplir con los objetivos científicos de la misión, la nave espacial Génesis fue diseñada para recolectar iones de viento solar y devolverlos a la Tierra para su análisis. [11] Génesis llevó varios colectores de viento solar diferentes, todos los cuales recolectaron viento solar de forma pasiva; es decir, los colectores se ubicaron en el espacio frente al Sol, mientras que los iones del viento solar chocaron contra ellos a velocidades superiores a 200 km/s (120 mi/s) y, al impactar, se enterraron en la superficie de los colectores. Esta colección pasiva es un proceso similar al que utiliza la industria de los semiconductores para fabricar ciertos tipos de dispositivos, y el programa de libre acceso SRIM proporciona una simulación del proceso . [12]

La mayoría de los colectores de Génesis tomaron muestras continuamente de todo el viento solar que encontró la nave espacial (el "viento solar a granel"). Sin embargo, la nave espacial también llevaba tres conjuntos de colectores que se desplegaron cuando se encontraron "regímenes" específicos ( eyecciones de masa coronal rápidas, lentas ) de viento solar, según lo determinado por los monitores de electrones e iones a bordo. [13] Estos conjuntos de colectores desplegables fueron diseñados para proporcionar datos para probar la hipótesis de que los elementos formadores de rocas mantienen sus proporciones relativas a lo largo de los procesos que forman el viento solar.


Una matriz de colectores Génesis en el laboratorio limpio del Centro Espacial Johnson. Los hexágonos consisten en una variedad de obleas ultra puras de grado semiconductor, que incluyen silicio , corindón , oro sobre zafiro, películas de carbono tipo diamante [9] y otros materiales. [10]
La trayectoria y el plan de vuelo de la misión Génesis
La cápsula de retorno de muestras de Genesis , fotografiada momentos antes de su impacto
La cápsula de retorno de muestras se abrió cuando impactó contra el suelo del desierto de Utah. La cápsula tenía 1,5 m (4,9 pies) de diámetro y una masa de 225 kg (496 lb).
El investigador principal de Génesis , Donald Burnett, clasificando los desechos del recipiente de muestra.
Arriba: una vista de la cápsula y el autobús de Génesis . Abajo: un primer plano del tipo de acelerómetro que se instaló al revés, con un lápiz que se muestra como escala.