Misión Hayabusa2 y el Asteroide Ryugu: Revelaciones sobre la Composición Primordial y el Origen de la Vida

I. Introducción

La misión Hayabusa2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) representa un hito en la exploración del sistema solar y la astrobiología. Como sucesora de la pionera misión Hayabusa que retornó muestras del asteroide Itokawa ¹, Hayabusa2 se embarcó en un viaje ambicioso hacia (162173) Ryugu, un asteroide carbonáceo cercano a la Tierra (NEA).³ Los asteroides de tipo C como Ryugu son de particular interés científico porque se cree que preservan materiales prístinos de la nebulosa solar primitiva, incluyendo agua y compuestos orgánicos, que datan de hace aproximadamente 4.6 mil millones de años.² El objetivo principal de la misión era recolectar muestras de la superficie y subsuelo de este cuerpo primitivo y traerlas a la Tierra para un análisis detallado.¹ El estudio de estas muestras ofrece una oportunidad sin precedentes para investigar la formación y evolución temprana del sistema solar, los procesos de alteración acuosa en cuerpos planetarios menores, y, crucialmente, para evaluar la hipótesis de que los componentes básicos para la vida en la Tierra (agua y moléculas orgánicas complejas) fueron entregados desde el espacio exterior por asteroides y cometas.² Este informe detalla la misión Hayabusa2, las características del asteroide Ryugu, el proceso de recolección de muestras, el análisis de los materiales retornados y las profundas implicaciones de sus hallazgos para nuestra comprensión del origen de la vida.

II. La Misión Hayabusa2: Viaje a un Mundo Primordial

A. Objetivos y Diseño de la Misión

La misión Hayabusa2 fue diseñada con objetivos científicos y tecnológicos ambiciosos. Científicamente, buscaba explorar un asteroide de tipo C, rico en agua y materia orgánica, para elucidar las interacciones entre minerales, agua y compuestos orgánicos en el sistema solar primitivo.⁸ Esto permitiría abordar cuestiones fundamentales sobre el origen y la evolución de la Tierra, sus océanos y la vida.² Un objetivo secundario era investigar la formación de asteroides estudiando su estructura interna y material subsuperficial.⁸

Tecnológicamente, Hayabusa2 tenía como meta consolidar y mejorar las tecnologías de exploración de ida y vuelta en el espacio profundo demostradas por su predecesora, Hayabusa, asegurando la robustez y estabilidad de sistemas clave como la propulsión iónica, la navegación autónoma, la recolección de muestras y la cápsula de reentrada.² La misión también incorporó nuevos desafíos tecnológicos, destacando el despliegue de un impactador cinético para crear un cráter artificial y permitir el muestreo de material subsuperficial fresco.²

La nave espacial Hayabusa2, con una masa aproximada de 600-609 kg ⁴, heredó la configuración básica de Hayabusa pero introdujo mejoras significativas.² Estas incluyeron motores iónicos $\mu$10 de xenón más duraderos y eficientes (tres operativos simultáneamente para un empuje de hasta 28 mN, con uno de respaldo) ⁴, un mecanismo de muestreo mejorado con mayor sellado y múltiples compartimentos ⁵, y una antena de alta ganancia plana en lugar de parabólica para ahorrar peso manteniendo la capacidad de comunicación.⁵ La energía era suministrada por paneles solares con una potencia de 2.6 kW a 1 UA.⁴ Además del impactador (SCI), la nave transportaba instrumentos científicos como cámaras ópticas (ONC), espectrómetros de infrarrojo cercano (NIRS3) y térmico (TIR), un altímetro láser (LIDAR), múltiples rovers pequeños (MINERVA-II1, MINERVA-II2) y un módulo de aterrizaje (MASCOT) desarrollado por DLR/CNES.⁴ Este enfoque iterativo en el diseño, combinando tecnologías probadas con innovaciones calculadas, fue fundamental para maximizar la probabilidad de éxito y el retorno científico de esta compleja misión de exploración del espacio profundo.²

B. Cronología de la Misión

Hayabusa2 fue lanzada el 3 de diciembre de 2014 desde el Centro Espacial Tanegashima en Japón, a bordo de un cohete H-IIA.¹ Realizó una maniobra de asistencia gravitatoria terrestre el 3 de diciembre de 2015 para ajustar su trayectoria hacia Ryugu.¹

La llegada al asteroide Ryugu se produjo el 27 de junio de 2018.¹ La nave permaneció en la proximidad del asteroide durante aproximadamente 1.5 años (17-18 meses), realizando observaciones detalladas y operaciones complejas.³ Este período incluyó una coreografía intrincada de maniobras para operar cerca de un cuerpo pequeño y de baja gravedad. Se realizaron múltiples fases de observación a diferentes altitudes (operaciones BOX-B, BOX-C a 20 km, 5 km, 2.2 km), mediciones de gravedad descendiendo hasta 851 m, y ensayos detallados para los aterrizajes (TD1-R1 a ~600 m, TD1-R1-A a 22.3 m, TD1-R3 a 12 m).²⁰ Se desplegaron con éxito los rovers MINERVA-II1 (21 de septiembre de 2018) y el aterrizador MASCOT (3 de octubre de 2018) a altitudes de ~55 m y ~51 m respectivamente.¹ Estas operaciones a baja altitud subrayan los significativos desafíos de navegación, guiado y control (GNC) que superó la misión.⁴

El primer aterrizaje para recolección de muestras (TD1) se realizó el 22 de febrero de 2019.¹ El impactador SCI fue desplegado y activado el 5 de abril de 2019 para crear el cráter artificial.⁴ El segundo aterrizaje (TD2) para recolectar material subsuperficial tuvo lugar el 11 de julio de 2019.¹

La nave espacial partió de Ryugu el 13 de noviembre de 2019.¹ La cápsula de retorno de muestras (SRC) llegó a la Tierra y fue recuperada con éxito en Woomera, Australia, el 6 de diciembre de 2020 (JST) / 5 de diciembre de 2020 (UTC).¹

Tras el retorno de la cápsula, Hayabusa2 inició una misión extendida (Hayabusa2# o SHARP).¹ Esta extensión incluye un sobrevuelo del asteroide (98943) 2001 CC21 en julio de 2026 y un encuentro con el pequeño y rápido rotador 1998 KY26 en julio de 2031.¹

Tabla 1: Fechas Clave de la Misión Hayabusa2

III. Asteroide (162173) Ryugu: Una Ventana al Sistema Solar Primitivo

A. Descubrimiento y Nomenclatura

El asteroide fue descubierto el 10 de mayo de 1999 por el programa Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR).¹⁰ Inicialmente recibió la designación provisional 1999 JU3.² Posteriormente, fue nombrado (162173) Ryugu.⁴⁰ El nombre «Ryugu» (龍宮, Ryūgū) proviene del folclore japonés y se refiere a un palacio mágico submarino («Palacio del Dragón») visitado por el pescador Urashima Tarō, quien regresa con una caja misteriosa (tamatebako). Este nombre fue elegido por su analogía con la misión Hayabusa2, que viajó al asteroide y regresó a la Tierra con una cápsula que contenía muestras «misteriosas».⁸ Las características geológicas de Ryugu, como rocas (saxa), crestas (dorsa) y fosas (fossae), también han sido nombradas siguiendo temas de cuentos populares de todo el mundo.⁴⁰

B. Características Orbitales

Ryugu es clasificado como un objeto cercano a la Tierra (NEO o NEA) perteneciente al grupo Apolo.¹⁰ Su órbita lo lleva a cruzar la órbita de la Tierra, por lo que también se considera un Asteroide Potencialmente Peligroso (PHA), aunque no representa una amenaza inminente.¹⁰ Su órbita tiene un semieje mayor de aproximadamente 1.19 UA, con un perihelio (punto más cercano al Sol) a unas 0.96 UA y un afelio (punto más lejano) a unas 1.41-1.42 UA.¹⁰ Esto sitúa su órbita principalmente entre las de la Tierra y Marte.⁸ El período orbital es de aproximadamente 1.30 años (474 días).¹⁰ La excentricidad orbital es de ~0.19 y la inclinación respecto a la eclíptica es de ~5.9-6 grados.¹⁵ La Distancia Mínima de Intersección Orbital (MOID) con la Tierra es muy pequeña, de unos 95,400 km (0.0006 AU), equivalente a 0.23 distancias lunares, lo que justifica su clasificación como PHA.¹⁰

C. Características Físicas

Ryugu tiene un diámetro ecuatorial de aproximadamente 1 km (estimaciones varían entre 865 m y 1004 m), con un radio medio de unos 450 m.² Presenta una forma distintiva de «peonza» o «diamante», caracterizada por una prominente cresta ecuatorial.¹⁰ Esta forma probablemente resultó de la deformación causada por una rápida rotación en el pasado, que indujo deslizamientos de material hacia el ecuador.¹⁰ El período de rotación sinódico es de 7.63262 horas, y la rotación es retrógrada.¹⁰

La masa estimada del asteroide es de (4.50±0.06)×1011 kg.¹³ Su densidad aparente (promedio de todo el asteroide) es notablemente baja, de 1.19±0.02 g/cm³.¹³ Esto implica una porosidad muy alta, estimada entre el 50% y el 60%.¹³ Estas características físicas son una fuerte evidencia de que Ryugu no es un cuerpo monolítico, sino una «pila de escombros» (rubble pile): un agregado de fragmentos unidos gravitacionalmente, probablemente formados por la reacumulación de material tras la destrucción catastrófica de un cuerpo parental más grande.¹⁰ La densidad de los granos individuales recuperados se estimó inicialmente en 1.282±0.231 g/cm³ ⁵⁰ o 1.79±0.31 g/cm³ ¹³, mientras que la densidad intrínseca del material (sin poros) se infiere entre 2.4-2.6 g/cm³.¹³

La superficie de Ryugu está cubierta por una gran abundancia de rocas y cantos rodados, muchos de más de 10 metros de tamaño, lo que presentó un desafío inesperado para las operaciones de aterrizaje.⁴ También se observan cráteres de impacto, incluyendo uno de más de 200 m de diámetro.¹⁶ La edad estimada de la superficie sugiere eventos de reestructuración: los cráteres que penetran los 10 metros superiores podrían tener entre 10⁷ y 10⁸ años, mientras que la capa superficial de 1 metro parece mucho más joven (<10⁶ años).¹⁶

Espectralmente, Ryugu se clasifica como un asteroide de tipo C (carbonáceo), específicamente de los subtipos Cb o Cg.² Su superficie es extremadamente oscura, con un albedo geométrico muy bajo, de alrededor de 0.04-0.05, reflejando solo entre el 2% y el 4.5% de la luz incidente.¹⁰ Su espectro de reflectancia es generalmente plano y sin rasgos distintivos en el visible y el infrarrojo cercano.¹⁵ Sin embargo, se observa una banda de absorción débil pero ubicua centrada en 2.72 µm, indicativa de la presencia de minerales hidratados que contienen grupos hidroxilo (OH).¹³ La presencia de una posible absorción a 0.7 µm, a menudo asociada con filosilicatos, fue debatida antes de la llegada de la nave y finalmente se confirmó como ausente o muy débil.¹⁵ Análisis posteriores sugieren una posible capa superficial deshidratada («piel») sobre un interior más hidratado.⁶

Esta aparente contradicción entre la clasificación como tipo C (que implica riqueza en agua y orgánicos) y la señal de hidratación relativamente débil observada remotamente, junto con los hallazgos del análisis de muestras (ver Sección VII), apunta a una historia compleja. Los datos de las muestras confirman una alteración acuosa extensa en el pasado, pero sugieren una pérdida significativa de agua posterior, ya sea por deshidratación del cuerpo parental antes de la formación de Ryugu o por calentamiento posterior.⁶ A pesar de esto, la composición general de las muestras (similar a condritas CI, baja en inclusiones de alta temperatura, firmas isotópicas) sugiere fuertemente un origen en el sistema solar exterior, probablemente más allá de la órbita de Saturno, seguido de una migración hacia el interior.³

D. Razones para la Selección de Ryugu

Ryugu fue seleccionado como el objetivo de Hayabusa2 por varias razones clave. Primordialmente, al ser un asteroide de tipo C, se esperaba que contuviera material primitivo rico en compuestos orgánicos y minerales hidratados, proporcionando una ventana a las condiciones del sistema solar temprano y a los ingredientes potencialmente relacionados con el origen de la vida.² Esto lo diferenciaba del asteroide Itokawa (tipo S, rocoso), visitado por la primera misión Hayabusa, permitiendo así una exploración comparativa de diferentes tipos de asteroides.² Su órbita cercana a la Tierra lo hacía relativamente accesible para una misión de retorno de muestras en términos de energía (combustible) y duración del viaje.¹³ Además, su tamaño de ~1 km es relativamente grande para un asteroide de tipo C en la región cercana a la Tierra, lo que lo convertía en un objetivo particularmente valioso y raro.¹⁰ Se planteó la hipótesis de que podría haberse originado en las familias de asteroides Eulalia o Polana en el cinturón principal interior.¹⁶ En última instancia, el estudio de Ryugu y el análisis de sus muestras prometían arrojar luz sobre la formación del sistema solar, el transporte de volátiles (agua, orgánicos) desde el sistema solar exterior hacia la Tierra primitiva, y la posible conexión entre estos materiales extraterrestres y el origen de los océanos y la vida en nuestro planeta.²

Tabla 2: Parámetros Físicos y Orbitales del Asteroide Ryugu

IV. Muestreo de Ryugu: Tocando un Asteroide

A. Estrategia de Muestreo

La estrategia de muestreo de Hayabusa2 fue diseñada para obtener material tanto de la superficie como del subsuelo de Ryugu, permitiendo así comparar material expuesto al ambiente espacial con material más protegido y prístino.¹ Se planificaron dos operaciones de aterrizaje y recolección de muestras (touchdown, TD).³ Para acceder al material subsuperficial, se ideó un experimento audaz: la creación de un cráter artificial mediante el Impactador Pequeño Transportable (Small Carry-on Impactor, SCI).¹ La navegación y el aterrizaje precisos se facilitarían mediante el despliegue de marcadores objetivo reflectantes en la superficie del asteroide.⁴ Sin embargo, la selección final de los sitios de aterrizaje y la ejecución de las operaciones se vieron complicadas por el terreno de Ryugu, que resultó ser mucho más rocoso y con menos regolito fino de lo esperado, lo que requirió una adaptación significativa de los planes originales.³ Esta capacidad de ajustar las operaciones basándose en las observaciones in situ fue crucial para el éxito de la misión.

B. El Mecanismo de Muestreo

El corazón del sistema de recolección de muestras era un dispositivo denominado «Sampler Horn» (cuerno muestreador), un tubo de un metro de largo que se extendía desde la parte inferior de la nave hasta tocar la superficie del asteroide.¹ En el momento del contacto, el mecanismo disparaba un pequeño proyectil (una bala de tantalio de ~5 gramos) a alta velocidad (~300 m/s) contra la superficie.¹ El impacto levantaba una nube de partículas y fragmentos (eyecta), que eran canalizados por el cuerno hacia un contenedor de muestras (sample catcher) situado dentro de la nave.¹ Este contenedor estaba dividido en tres cámaras (A, B y C) para almacenar muestras de diferentes eventos de recolección.¹¹ La nave disponía de tres proyectiles en total.⁹ Adicionalmente, se podía inyectar gas a través del cuerno para ayudar a dirigir el material hacia el contenedor.¹³ Este mecanismo representó una mejora respecto al de Hayabusa, especialmente en el rendimiento del sellado del contenedor de muestras.⁵

C. Primer Aterrizaje (TD1): Muestreo de Superficie (22 de febrero de 2019)

Hayabusa2 realizó con éxito su primer aterrizaje (TD1) el 22 de febrero de 2019.¹ El sitio elegido, tras superar los desafíos del terreno rocoso, fue denominado «Tamatebako».¹³ Durante el breve contacto con la superficie, se disparó el proyectil y se recolectó material superficial (regolito), que fue almacenado en la Cámara A del contenedor de muestras.²⁴ Las imágenes tomadas después del aterrizaje mostraron una mancha oscura en el sitio, posiblemente causada por la perturbación del regolito superficial o por los propulsores de la nave.⁵¹

D. El Experimento del Impactador SCI (5 de abril de 2019)

Para acceder a material no alterado por la exposición prolongada al ambiente espacial (radiación solar y cósmica, micrometeoritos), Hayabusa2 llevó a cabo el experimento del SCI.¹ El 5 de abril de 2019, la nave liberó el dispositivo SCI.⁴ Este consistía en un proyectil de cobre de unos 2.5 kg y una carga explosiva conformada.¹ Tras separarse de la nave, la carga detonó, impulsando el proyectil de cobre hacia la superficie de Ryugu para crear un cráter artificial, el primero jamás realizado intencionadamente en un asteroide.¹ Se esperaba que el cráter tuviera unos pocos metros de diámetro.⁷ Durante la operación, Hayabusa2 se alejó a una distancia segura y desplegó una cámara separable (DCAM3) para intentar observar el impacto.⁴ Posteriormente, la nave regresó para observar el cráter resultante (operación CRA2).²⁰ Este experimento no solo fue crucial para los objetivos científicos de obtener muestras subsuperficiales, sino que también representó una demostración tecnológica innovadora con potenciales implicaciones para futuras estrategias de defensa planetaria mediante impactadores cinéticos.¹

E. Segundo Aterrizaje (TD2): Muestreo Subsuperficial (11 de julio de 2019)

El segundo y último aterrizaje (TD2) se llevó a cabo el 11 de julio de 2019.¹ El objetivo era recolectar material excavado o expuesto por el impacto del SCI. La nave aterrizó con éxito cerca del cráter artificial, en un sitio denominado «Uchide-no-Kozuchi».³⁹ Se disparó otro proyectil y el material recolectado, presumiblemente procedente del subsuelo (hasta ~1-2 m de profundidad), fue almacenado en la Cámara C del contenedor.¹ Esta operación requirió superar dificultades previas en el despliegue de un marcador objetivo en la zona, lográndose finalmente el 4 de junio de 2019.⁴ La precisión alcanzada en este aterrizaje fue notable, con una exactitud de guiado estimada en 0.6 metros.¹⁰

V. El Viaje de Regreso y la Recuperación de la Cápsula

A. Partida y Crucero de Regreso a la Tierra

Tras completar sus operaciones científicas y de muestreo, Hayabusa2 partió de la órbita de Ryugu el 13 de noviembre de 2019.¹ El viaje de regreso a la Tierra duró aproximadamente un año. La propulsión principal durante esta fase de crucero interplanetario fue proporcionada por los motores iónicos de la nave, que operaron en dos fases principales entre diciembre de 2019 y septiembre de 2020.³ En los últimos dos meses antes de la llegada a la Tierra, se ejecutó una serie de Maniobras de Corrección de Trayectoria (TCM) utilizando los propulsores químicos del Sistema de Control de Reacción (RCS). Estas maniobras (TCM-0 a TCM-4) fueron cruciales para ajustar finamente la trayectoria de la nave y dirigirla con precisión hacia la zona de aterrizaje designada en Woomera, Australia.²⁰

B. Separación de la Cápsula y Desvío de la Nave

El 5 de diciembre de 2020 (UTC), a una distancia de aproximadamente 220,000 km de la Tierra (más de la mitad de la distancia a la Luna), la Cápsula de Retorno de Muestras (SRC) se separó de la nave principal Hayabusa2.⁴ Una vez liberada la cápsula, que contenía las preciosas muestras de Ryugu, la nave Hayabusa2 realizó una maniobra de desvío crucial (TCM-5) para evitar su propia reentrada en la atmósfera terrestre.²⁰ Esto permitió a la nave principal continuar su viaje hacia la misión extendida.²³

C. Reentrada Atmosférica

La cápsula SRC, ahora en una trayectoria balística hacia la Tierra, inició su reentrada atmosférica a una velocidad extremadamente alta, cercana a los 12 km/s.¹⁴ Durante el descenso a través de las capas altas de la atmósfera (iniciando a unos 200 km de altitud), la fricción generó un calentamiento aerodinámico intenso.¹⁴ La temperatura en la onda de choque delante de la cápsula superó los 10,000°C, y la superficie del escudo térmico alcanzó unos 3,000°C.¹⁴ La cápsula experimentó también una fuerte desaceleración, estimada entre 40 y 50 g.¹⁴ Este infierno de reentrada produjo una espectacular bola de fuego visible desde tierra e incluso desde la Estación Espacial Internacional.²⁷ El éxito de esta fase dependía críticamente del rendimiento de los sistemas de protección de la cápsula, diseñados para soportar condiciones extremas que no pueden ser completamente simuladas en pruebas terrestres.¹⁴

D. Secuencia de Aterrizaje

La secuencia de aterrizaje fue diseñada para asegurar la integridad de la muestra:

• Escudo Térmico: La cápsula estaba protegida por un escudo térmico ablativo frontal, de unos 40 cm de diámetro y 3 cm de espesor, fabricado principalmente con plástico reforzado con fibra de carbono.¹⁴ Este escudo disipó la enorme energía térmica de la reentrada, manteniendo la temperatura interna del contenedor de muestras por debajo de los 80°C.¹⁴ Una vez superada la fase de calentamiento máximo, a una altitud de entre 5 y 10 km, el escudo térmico fue eyectado.¹⁴
• Paracaídas: Tras la eyección del escudo térmico, se desplegó un paracaídas para frenar el descenso de la cápsula y asegurar un aterrizaje suave.¹⁴ El despliegue se activó mediante una pequeña carga pirotécnica, cuya fiabilidad tras siete años en el espacio era una preocupación antes del retorno, pero que funcionó perfectamente.¹⁴ El paracaídas estaba diseñado para ser reflectante al radar, facilitando su detección.²⁷
• Baliza: Simultáneamente al despliegue del paracaídas, la cápsula activó una baliza de radio que transmitía una señal para permitir su localización precisa por los equipos de recuperación en tierra.¹⁴

E. Recuperación en Woomera, Australia

La cápsula SRC aterrizó con éxito en la zona designada dentro del Área Prohibida de Woomera (WPA) en Australia Meridional, en las primeras horas del 6 de diciembre de 2020 (hora local de Japón, JST), correspondiente al 5 de diciembre (UTC).¹ La precisión del aterrizaje fue el resultado de las cuidadosas maniobras TCM realizadas en la fase final del viaje.²³

La operación de recuperación fue un esfuerzo logístico complejo que demostró la importancia de la colaboración internacional.¹⁷ Los equipos de JAXA trabajaron en estrecha coordinación con la Agencia Espacial Australiana (ASA), el Departamento de Defensa Australiano (que proporcionó acceso y seguridad en la WPA) y la Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth (CSIRO), que brindó apoyo de seguimiento a través del Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo de Canberra (CDSCC) de la NASA.²⁹ Los equipos de búsqueda utilizaron las señales de la baliza captadas por antenas terrestres y realizaron búsquedas con helicópteros para localizar la cápsula poco después del amanecer.²⁷ Tanto el cuerpo principal de la cápsula como el escudo térmico y el paracaídas fueron encontrados y recuperados.⁴ Se realizaron comprobaciones de seguridad en el lugar del aterrizaje debido a los dispositivos pirotécnicos utilizados.⁶⁸

Posteriormente, la cápsula fue transportada a una Instalación de Revisión Rápida (Quick Look Facility, QLF) establecida temporalmente en Woomera.²⁷ Allí se realizaron inspecciones iniciales para verificar la integridad del contenedor sellado y se procedió a la extracción de gases potencialmente atrapados en el interior, que podrían provenir del propio asteroide.²⁶ Tras estas operaciones preliminares, la cápsula sellada fue preparada para su transporte aéreo a Japón.²⁸

VI. Curación y Análisis Inicial: Desvelando los Secretos de Ryugu

A. Manejo y Curación de Muestras en JAXA ESCuC

La cápsula SRC, conteniendo las muestras de Ryugu, fue transportada sellada desde Australia hasta las instalaciones de curación de JAXA en Sagamihara, Japón.¹¹ Llegó el 8 o 9 de diciembre de 2020.¹¹ Las instalaciones, conocidas como el Centro de Curación de Muestras Extraterrestres (ESCuC) o Instalación de Curación de Muestras de Material Planetario (PMSCF), fueron específicamente diseñadas y mejoradas para manejar materiales carbonáceos prístinos como los de Ryugu.⁶⁷

El manejo de las muestras se realizó bajo condiciones extremadamente controladas para prevenir cualquier tipo de contaminación terrestre (química, biológica, particulada).¹¹ Esto implicó el uso de salas limpias de alta clasificación (Clase 1000 / ISO 6) y cámaras limpias (CC) especializadas.²⁴ Una innovación clave para Hayabusa2 fue la implementación de cámaras capaces de operar y preservar las muestras tanto en una atmósfera de nitrógeno de alta pureza como en vacío.¹¹ El manejo en vacío se decidió específicamente para evitar la contaminación por nitrógeno atmosférico de los compuestos orgánicos o de otros materiales reactivos desconocidos.⁶⁷ Las instalaciones contaban con herramientas especializadas, porta-muestras y sistemas de micromanipulación (incluyendo manipulación electrostática) capaces de manejar partículas diminutas, de hasta 10 µm.¹¹ Se realizó un monitoreo continuo de posibles contaminantes inorgánicos, orgánicos, microbianos y magnéticos.³⁹

La apertura de la cápsula y del contenedor de muestras (sample catcher) se realizó de forma robótica en estas cámaras controladas.¹¹ Se recuperaron muestras de las cámaras A (correspondiente al primer aterrizaje, TD1, material superficial) y C (segundo aterrizaje, TD2, material subsuperficial).²⁴ La cantidad total de material sólido recuperado fue de 5.4 gramos, superando con creces el objetivo inicial de 0.1 gramos.³ Las muestras consistían en una mezcla de partículas que iban desde polvo submilimétrico hasta fragmentos de más de 1 cm.¹¹ Además, se recogió una muestra del gas presente en el contenedor sellado, que análisis posteriores identificaron como gas noble procedente del viento solar, atrapado en los granos de Ryugu y liberado durante el transporte.⁴

La primera fase de trabajo (Curación Fase-1) consistió en la descripción inicial de las muestras: pesado, documentación fotográfica (óptica y microscópica), y análisis espectroscópico no destructivo (por ejemplo, con el microscopio hiperespectral MicrOmega en el infrarrojo cercano).⁶ Estos datos iniciales fueron fundamentales para crear un catálogo detallado de las muestras disponibles, que serviría de base para la asignación de alícuotas a los equipos de investigación.³⁹ Se propuso una clasificación morfológica inicial basada en la apariencia óptica (oscura, brillante, lustrosa, blanca).³⁹ El éxito en la recuperación de una cantidad tan significativa de muestra, junto con el desarrollo de protocolos de curación avanzados para material carbonáceo volátil, representó un logro fundamental que habilitó la extensa campaña científica posterior.³

B. Equipos de Análisis Inicial y Colaboración Internacional

Para llevar a cabo la primera caracterización científica de las muestras, se organizó el Equipo de Análisis Inicial de Hayabusa2. Este equipo estaba compuesto por seis sub-equipos especializados, cada uno enfocado en diferentes aspectos de la composición de Ryugu: Análisis Químico (composición elemental e isotópica), Materiales Pétreos (mineralogía y petrología), Volátiles/Gases Nobles, Materia Orgánica Soluble (SOM), Materia Orgánica Macromolecular (IOM) y un sexto equipo no especificado en todos los documentos.⁶ Además, dos institutos de Curación de Fase-2 (como el «Team Kochi» liderado por JAMSTEC) participaron activamente, desarrollando técnicas analíticas avanzadas y colaborando en la descripción detallada.⁶ En total, unos 400 científicos de diversas instituciones participaron en esta fase inicial de análisis.³³

Para estos análisis iniciales se asignó una pequeña fracción del material total recuperado, aproximadamente 0.3 gramos, lo que representa alrededor del 6% de la muestra.³³ Con el objetivo de maximizar el retorno científico y fomentar la investigación a nivel mundial, JAXA estableció un proceso de Anuncio de Oportunidad (AO) internacional para que investigadores de todo el mundo pudieran solicitar muestras de Ryugu para sus propios estudios.⁶ La primera convocatoria de este AO, emitida a finales de 2021, resultó en la selección de 40 propuestas de investigación de 9 países diferentes, a las que se asignaron unas 74 muestras (aproximadamente 230 mg en total).⁶ Se planean más rondas de AO.³⁷

Además, en el marco de la colaboración internacional, JAXA acordó compartir una porción significativa de las muestras con la NASA. En noviembre de 2021, la NASA recibió el 10% del total de la muestra de Ryugu (unos 0.5 gramos, consistentes en 23 granos milimétricos y material más fino) para su análisis en laboratorios estadounidenses, como el Centro Espacial Johnson.¹ Este intercambio es recíproco, ya que JAXA también recibe muestras del asteroide Bennu, recolectadas por la misión OSIRIS-REx de la NASA. Esta colaboración permite realizar estudios comparativos directos entre los dos asteroides carbonáceos muestreados, utilizando la experiencia y las capacidades analíticas de ambas agencias y de la comunidad científica internacional.¹

C. Técnicas Analíticas Empleadas

La caracterización de las muestras de Ryugu requirió el uso de una amplia y sofisticada gama de técnicas analíticas de vanguardia, aplicadas de manera coordinada por los diferentes equipos. La complejidad del material, que incluye fases minerales, orgánicas y volátiles íntimamente mezcladas a escalas micrométricas y nanométricas, hizo indispensable este enfoque multi-técnica.⁶ Ninguna técnica por sí sola podría haber revelado la riqueza de información contenida en las muestras.

Las principales categorías de técnicas utilizadas incluyen:

• Microscopía: Para observar la morfología, textura y relaciones espaciales entre los componentes a diferentes escalas. Se emplearon Microscopía Óptica, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) para imágenes de alta resolución y análisis elemental básico (con EDS/EDX), y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM/STEM) para resolución nanométrica de la estructura cristalina y composición.³⁶
• Espectroscopía: Para identificar la composición química y mineralógica, y caracterizar enlaces moleculares. Se utilizó Espectroscopía en el Infrarrojo Cercano (NIR), como la realizada por el instrumento MicrOmega en la propia instalación de curación, fundamental para mapear minerales hidratados y orgánicos ⁶; Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) ⁷⁰; Espectroscopía Raman ⁵⁹; Difracción de Rayos X (XRD) para identificar fases cristalinas ³¹; Fluorescencia de Rayos X (XRF); Microsonda Electrónica (EPMA) para análisis elemental cuantitativo ⁷⁰; Microscopía de Rayos X de Transmisión por Barrido (STXM), a menudo utilizando radiación sincrotrón, para mapear la química orgánica a nanoescala ³⁶; y Nanoespectroscopía AFM-IR para análisis químico a nanoescala.⁵⁹
• Espectrometría de Masas: Para determinar composiciones elementales e isotópicas con alta sensibilidad y para identificar moléculas orgánicas. Incluyó Espectrometría de Masas de Gases Nobles ⁷⁰; Espectrometría de Masas de Iones Secundarios a nanoescala (NanoSIMS) para mapeo isotópico (D/H, 15N/14N, etc.) ³⁶; SIMS de Tiempo de Vuelo (ToF-SIMS) ⁷⁰; Cromatografía Líquida acoplada a Espectrometría de Masas (LC-MS) y Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (GC-MS), incluyendo técnicas avanzadas como GCxGC-HRMS, cruciales para separar e identificar la compleja mezcla de moléculas orgánicas solubles ³²; y Espectrometría de Masas de Relación Isotópica (IRMS).
• Otras Técnicas: Análisis basados en radiación sincrotrón en instalaciones como SPring-8 y UVSOR, que permitieron técnicas avanzadas como Tomografía Computarizada (CT) de alta resolución (XRD-CT, CT de contraste de fase) para visualizar la estructura 3D interna de los granos, y STXM ⁶; Análisis por Activación Neutrónica (NAA) ⁷⁰; Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) para confirmar estructuras orgánicas ⁷⁷; y técnicas de extracción por solventes para separar la materia orgánica soluble (SOM) para su posterior análisis.³²

La integración de los resultados obtenidos a través de esta diversidad de métodos fue esencial para construir una comprensión coherente y detallada de la composición, historia y origen del asteroide Ryugu.

VII. Composición de las Muestras de Ryugu: Ingredientes de un Cuerpo Primordial

El análisis exhaustivo de las 5.4 gramos de muestras devueltas por Hayabusa2 ha revelado una composición fascinante, proporcionando una visión sin precedentes de los materiales que formaron los planetas hace 4.6 mil millones de años.

A. Composición General y Analogía con Meteoritos

Los análisis confirmaron que la composición elemental e isotópica global de Ryugu es extraordinariamente similar a la de las condritas carbonáceas de tipo CI (Ivuna).³ Las condritas CI son extremadamente raras en las colecciones de meteoritos terrestres y se consideran las más primitivas químicamente, ya que sus abundancias elementales (excluyendo los elementos más volátiles como hidrógeno y helio) coinciden estrechamente con las del Sol.¹³ Esto sugiere que Ryugu preserva una muestra representativa de la composición promedio de la nebulosa solar a partir de la cual se formaron los planetas. También se han establecido comparaciones con condritas CM (Mighei, Murchison), otro grupo primitivo pero ligeramente diferente.¹⁸

Sin embargo, las muestras de Ryugu presentan diferencias físicas notables respecto a los meteoritos CI/CM encontrados en la Tierra. Son significativamente más oscuras (albedo ~2%), más porosas (porosidad medida en granos ~46%, consistente con la macro-porosidad del asteroide ~50-60%) y mucho más frágiles.¹³ Esta fragilidad y porosidad podrían explicar por qué los meteoritos de tipo CI son tan raros en la Tierra, ya que material como el de Ryugu podría no sobrevivir fácilmente al estrés de la entrada atmosférica.⁶³ Estas diferencias subrayan el valor único de las muestras retornadas directamente del espacio, ya que representan material verdaderamente prístino, no afectado por la alteración terrestre (meteorización) ni por el sesgo de recolección inherente a los meteoritos que sobreviven a la caída.³⁰

B. Mineralogía: Evidencia de Alteración Acuosa

La mineralogía de Ryugu está dominada por minerales secundarios, formados como resultado de una interacción extensa y prolongada entre agua líquida y los minerales primarios anhidros originales en el cuerpo parental del asteroide.⁶ Este proceso, conocido como alteración acuosa, ocurrió muy temprano en la historia del sistema solar, aproximadamente 5 millones de años después de su formación.¹³ Las condiciones de esta alteración fueron de baja temperatura, estimadas en alrededor de 40°C, y ciertamente por debajo de 100°C desde que se formó el asteroide Ryugu actual.¹³ Esta ausencia de calentamiento significativo posterior es crucial, ya que permitió la preservación de compuestos orgánicos volátiles y firmas isotópicas primitivas.³⁶ Ryugu actúa, por tanto, como un laboratorio natural que muestra los resultados de la interacción agua-roca a baja temperatura sobre materiales primordiales.

Los principales minerales identificados son:

• Filosilicatos: Son los minerales más abundantes y constituyen la matriz principal de las muestras. Se trata de silicatos hidratados, principalmente una mezcla interestratificada de saponita (una esmectita rica en Mg) y serpentina.⁶ Contienen una cantidad significativa de agua estructural en forma de grupos hidroxilo (OH), lo que explica la firma espectral de absorción observada a 2.7 µm y contribuye al contenido total de agua estimado.⁶ Se han encontrado filosilicatos de grano grueso asociados íntimamente con materia orgánica.³⁶
• Carbonatos: Se detectaron varios tipos de carbonatos, incluyendo dolomita (CaMg(CO₃)₂), calcita (CaCO₃) y breunnerita (un carbonato rico en Mg y Fe).¹⁰ Un hallazgo particularmente interesante fue la identificación de carbonatos de sodio (nahcolita, NaHCO₃; termonatrita, Na₂CO₃·H₂O).⁴⁶ Su presencia indica que las etapas finales de la alteración acuosa involucraron fluidos alcalinos muy ricos en sales (salmueras), posiblemente formados por evaporación o congelación del agua líquida.⁴⁶ El análisis isotópico de oxígeno y carbono en los carbonatos sugiere que se formaron en diferentes etapas y temperaturas, registrando cambios en la composición del fluido y la fugacidad de oxígeno a lo largo del tiempo.⁴⁷
• Óxidos: El óxido de hierro predominante es la magnetita (Fe₃O₄), a menudo encontrada en forma de agregados framboidales (estructuras esféricas compuestas de microcristales), lo que sugiere su precipitación durante la alteración acuosa.³
• Sulfuros: Se identificó pirrotita (Fe₁₋ₓS) como el principal sulfuro.⁵⁹ Algunos granos de pirrotita en la superficie muestran signos incipientes de meteorización espacial.⁵⁹
• Fosfatos: Se encontraron tanto apatita (un fosfato de calcio, Ca₅(PO₄)₃(OH,F,Cl)) como fosfatos de sodio y magnesio.⁵⁹
• Otras Sales: Además de los carbonatos de sodio, también se detectaron cloruros de sodio (halita, NaCl) y sulfatos de sodio, reforzando la evidencia de fluidos salinos en el cuerpo parental.⁴⁶

Es importante destacar la escasez o ausencia de inclusiones de alta temperatura, como cóndrulos y inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAIs), que son comunes en otros tipos de meteoritos condríticos.¹⁰ Su ausencia en Ryugu apoya la idea de que su cuerpo parental se formó en una región fría del sistema solar exterior, donde estos componentes de alta temperatura eran menos abundantes.

Tabla 3: Minerales Clave Identificados en las Muestras de Ryugu

C. Contenido de Agua

Las muestras de Ryugu confirman la presencia de una cantidad significativa de agua, aunque no como hielo libre, sino ligada químicamente dentro de la estructura de los minerales filosilicatos en forma de grupos hidroxilo (OH).⁶ Se estima que estos minerales contienen alrededor del 7% de agua en masa.¹³ Toda la evidencia mineralógica apunta a que el cuerpo parental de Ryugu fue originalmente rico en hielo de agua y experimentó una alteración acuosa generalizada.⁶ Sin embargo, como se mencionó, la superficie actual del asteroide parece relativamente deshidratada en comparación con lo esperado para algunas condritas carbonáceas, lo que sugiere procesos posteriores de pérdida de agua, ya sea por calentamiento solar cercano o por eventos en la historia del cuerpo parental antes de la formación de Ryugu.⁶

D. Moléculas Orgánicas

Uno de los descubrimientos más emocionantes de Hayabusa2 fue la confirmación y caracterización de una rica y diversa variedad de moléculas orgánicas en las muestras de Ryugu.⁴ El contenido total de carbono se estima en alrededor del 5% en peso.¹³ Los compuestos orgánicos detectados se dividen en dos categorías principales: materia orgánica soluble (SOM), que puede extraerse con solventes, y materia orgánica insoluble (IOM), una compleja red macromolecular que constituye la mayor parte del carbono orgánico.⁶

Los compuestos orgánicos clave identificados incluyen:

• Aminoácidos: Se identificaron al menos 15 aminoácidos diferentes mediante análisis de extractos acuosos y metanólicos.⁶ Estos incluyen aminoácidos proteinogénicos (utilizados por la vida terrestre para construir proteínas) como Glicina, Alanina, Valina, y también aminoácidos no proteinogénicos como ácido α-aminobutírico, β-alanina e Isovalina. Crucialmente, los aminoácidos con centros quirales (como la Alanina) se encontraron en mezclas racémicas, es decir, con cantidades aproximadamente iguales de las formas L y D («izquierda» y «derecha»).⁴⁹ Esto es una fuerte indicación de su origen abiótico (no biológico) y confirma la naturaleza prístina de las muestras, con mínima o ninguna contaminación por aminoácidos terrestres (que son predominantemente de forma L).⁴⁹ Las abundancias detectadas fueron generalmente más bajas que las encontradas en el meteorito Orgueil (CI).⁴⁹
• Nucleobases: Se detectó Uracilo, una de las cuatro bases nitrogenadas que componen el ARN (Ácido Ribonucleico), en concentraciones bajas pero significativas (6-32 partes por billón, ppb).²⁵ Otras nucleobases del ADN/ARN (Citosina, Timina, Adenina, Guanina) no fueron identificadas positivamente por encima de los límites de detección en los análisis iniciales.⁷³
• Vitaminas: Se encontró Ácido Nicotínico (Niacina o Vitamina B3), un cofactor esencial para el metabolismo en la vida terrestre, junto con sus isómeros, en concentraciones más altas que el uracilo (49-99 ppb).²⁵
• Otros Compuestos Orgánicos: La lista de compuestos orgánicos identificados es extensa e incluye: aminas alifáticas (como metilamina, etilamina), que probablemente se conservan como sales orgánicas ³⁴; ácidos carboxílicos (como ácido acético) ³²; hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), incluyendo alquilbencenos, fluoranteno y pireno, cuya presencia podría implicar procesamiento hidrotermal en el cuerpo parental o síntesis presolar ³⁴; compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno, como piridina e imidazoles (ácido 2-imidazolcarboxílico, 2-ICA; ácido 4-imidazolcarboxílico, 4-ICA) ³⁴; y compuestos organosulfurados.⁴⁹ La materia orgánica insoluble (IOM) es abundante, oscura (contribuyendo al bajo albedo del asteroide), y químicamente compleja. Aunque similar a la IOM de meteoritos primitivos, muestra una mayor diversidad química, isotópica y morfológica, sugiriendo una historia de modificación variable por alteración acuosa en el cuerpo parental de Ryugu.⁶ Se observaron partículas orgánicas macromoleculares encapsulando minerales filosilicatos, indicando una interacción íntima entre los componentes orgánicos e inorgánicos durante la alteración acuosa.³⁶

La diversidad de moléculas orgánicas encontradas sugiere que múltiples vías de formación estuvieron activas. Las firmas isotópicas (ver abajo) apuntan a un origen interestelar o nebular para algunos precursores. La presencia de muchos compuestos asociados con el agua (ácidos carboxílicos, aminas) indica una síntesis o modificación significativa durante la alteración acuosa en el cuerpo parental. Se ha hipotetizado que estos compuestos se formaron, al menos en parte, a partir de moléculas más simples como amoníaco (NH₃), formaldehído (HCHO) y cianuro de hidrógeno (HCN), conocidas por estar presentes en hielos cometarios, lo que abre la posibilidad de que Ryugu se originara a partir de un cuerpo parental similar a un cometa o formado en ambientes de muy baja temperatura.³²

Tabla 4: Moléculas Orgánicas Clave Identificadas en las Muestras de Ryugu

E. Relaciones Isotópicas

El análisis de las relaciones isotópicas de varios elementos en las muestras de Ryugu ha proporcionado información crucial sobre el origen del material, los procesos de alteración y la historia de exposición del asteroide.

• Composición Isotópica Global: La composición isotópica general de los elementos formadores de rocas es consistente con la de las condritas CI, reforzando la conexión con el material más primitivo conocido del sistema solar.³³
• Hidrógeno (D/H) y Nitrógeno (15N/14N): La materia orgánica en Ryugu muestra enriquecimientos significativos en los isótopos pesados deuterio (D) y nitrógeno-15 en comparación con los valores terrestres.[36, 55, 57] Algunos granos individuales presentan enriquecimientos o empobrecimientos extremos.[55] Estas firmas isotópicas anómalas son características de material formado en ambientes de muy baja temperatura (por debajo de −200°C), como nubes moleculares interestelares o las regiones más externas y frías de la nebulosa protosolar.[36, 55, 57] Esto indica que al menos una parte de los componentes orgánicos de Ryugu tiene un origen presolar o nebular muy primitivo y que estas firmas sobrevivieron a la alteración acuosa posterior en el cuerpo parental. La composición isotópica global del nitrógeno, sin embargo, resultó ser similar a la de la atmósfera terrestre.[59]
• Gases Nobles: Las concentraciones de gases nobles (como Ne, Ar, Kr, Xe) en las muestras de Ryugu son más altas que las encontradas típicamente en las condritas CI.[56] El análisis del gas extraído del contenedor de muestras reveló la presencia de gases nobles con una composición isotópica similar a la del viento solar.[33] Un hallazgo clave fue que los granos de la superficie (TD1, Cámara A) contenían una cantidad sustancial de gases nobles implantados por el viento solar, mientras que las muestras subsuperficiales (TD2, Cámara C) contenían mucho menos.[33, 56] Dado que el viento solar penetra solo unas pocas decenas de nanómetros en los granos, esta diferencia confirma que el material de TD2 proviene de una profundidad de aproximadamente 1−2 metros y que no ha habido una mezcla vertical significativa en esa escala de profundidad recientemente.[56] Esto valida el éxito del experimento SCI en la obtención de material subsuperficial menos procesado por el ambiente espacial.[33, 56]
• Otros Isótopos (Cr, Mg, Ni, Zr, O, C): Estudios detallados de otros sistemas isotópicos han proporcionado restricciones adicionales. Los isótopos de cromo (53Mn−53Cr) en carbonatos ayudan a datar el momento de la alteración acuosa.[59] Los isótopos de magnesio (26Mg) en diferentes fases minerales revelan cómo se repartieron los cationes durante la alteración.[59] Los isótopos de níquel sugieren una región de acreción común para las condritas carbonáceas.[59] Los isótopos de zirconio indican un empobrecimiento en elementos del proceso-s.[59] Los isótopos de oxígeno y carbono en los carbonatos registran la evolución de la temperatura y la composición química/isotópica de los fluidos y gases durante la alteración acuosa.[47]

En conjunto, la composición detallada de las muestras de Ryugu pinta un cuadro de un material ancestral, formado en las frías regiones exteriores del sistema solar a partir de componentes nebulares e interestelares, que luego experimentó una significativa transformación química a través de la interacción con agua líquida a bajas temperaturas en un cuerpo parental temprano, antes de ser incorporado al asteroide Ryugu actual.

VIII. Implicaciones para el Origen de la Vida en la Tierra

Los descubrimientos realizados a partir del análisis de las muestras de Ryugu tienen profundas implicaciones para una de las preguntas científicas más fundamentales: ¿cómo surgió la vida en la Tierra?

A. La Hipótesis del Suministro Extraterrestre

Desde hace décadas, existe la hipótesis de que los ingredientes esenciales para la vida, como el agua y las moléculas orgánicas complejas (incluyendo aminoácidos y nucleobases), no se originaron únicamente en la Tierra primitiva, sino que fueron suministrados en cantidades significativas desde el espacio exterior.² Los asteroides carbonáceos como Ryugu, junto con los cometas, se consideran los principales candidatos para haber sido los vehículos de este suministro durante el intenso bombardeo que sufrió la Tierra temprana. Estos cuerpos, formados en regiones ricas en volátiles del sistema solar, habrían preservado estos compuestos y los habrían depositado en la superficie terrestre a través de impactos.

B. La Contribución de Ryugu

Los análisis de las muestras de Ryugu proporcionan algunas de las pruebas más sólidas hasta la fecha en apoyo de esta hipótesis:

• Confirmación de Bloques de Construcción Clave: La detección inequívoca de múltiples aminoácidos (incluyendo los utilizados en proteínas), la nucleobase del ARN Uracilo, y la vitamina B3 (Niacina) en material prístino de un asteroide de tipo C demuestra que estas moléculas prebióticas cruciales se forman y existen en estos cuerpos.¹² El hecho de que estas moléculas se encontraran incluso en las muestras superficiales, a pesar del duro ambiente espacial (radiación UV y cósmica, vacío, calentamiento solar), sugiere que los granos del asteroide pueden protegerlas y que, por lo tanto, podrían sobrevivir al transporte interplanetario y a la entrega a planetas como la Tierra primitiva.³⁴ La estructura porosa y de «pila de escombros» de asteroides como Ryugu también podría ofrecer protección adicional durante el viaje y la entrada atmosférica, especialmente para material dentro de meteoroides más grandes.
• Origen Abiótico y Prístino: La constatación de que los aminoácidos quirales son racémicos (mezcla 50/50 de formas L y D) es una prueba contundente de su origen abiótico (no biológico) y, simultáneamente, de la ausencia de contaminación terrestre significativa en las muestras.⁴⁹ Esto refuerza la idea de que la química prebiótica compleja puede ocurrir naturalmente en entornos extraterrestres.
• Coexistencia de Agua y Orgánicos: Las muestras de Ryugu demuestran de forma concluyente que el agua (en forma de minerales hidratados) y una rica variedad de compuestos orgánicos coexistieron e interactuaron en el cuerpo parental del asteroide en una etapa muy temprana del sistema solar.² La alteración acuosa no solo coexistió con los orgánicos, sino que probablemente jugó un papel activo en su síntesis, modificación y complejización.¹² El material de Ryugu actúa, por tanto, como una «cápsula del tiempo» que preserva la composición inicial de la nebulosa solar (similar a CI) y, al mismo tiempo, como un «reactor químico» que registra los resultados de la química prebiótica impulsada por el agua en un planetesimal temprano.
• Origen Primitivo y Universalidad: Las firmas isotópicas de D y $^{15}$N en la materia orgánica conectan los bloques de construcción de Ryugu con entornos muy fríos y primitivos, como nubes interestelares o la nebulosa protosolar externa.³⁶ Esto sugiere que los precursores de estas moléculas orgánicas complejas estaban ampliamente distribuidos en el sistema solar primitivo, haciendo plausible que otros cuerpos similares también los contuvieran y pudieran haber contribuido al inventario prebiótico de la Tierra.

C. Comparación con Meteoritos

Las muestras de Ryugu, al ser recolectadas directamente del asteroide y protegidas de la contaminación terrestre, sirven como un punto de referencia crucial para interpretar los hallazgos en meteoritos carbonáceos.²⁴ Aunque la composición general es similar a las condritas CI/CM, las diferencias observadas son significativas:

• Pristinidad: La ausencia de alteración terrestre en Ryugu permite estudiar la composición original de manera más fiable. Por ejemplo, la composición de las sales solubles en Ryugu (ricas en sodio) difiere de las encontradas típicamente en meteoritos CI (ricas en sulfato de magnesio), lo que sugiere que estas últimas podrían ser en parte producto de la meteorización terrestre.⁴⁶
• Propiedades Físicas: La mayor porosidad y fragilidad de Ryugu respecto a los meteoritos recuperados resalta el sesgo inherente en nuestras colecciones de meteoritos, que favorecen a los materiales más resistentes.³⁰
• Abundancias Orgánicas: Aunque los tipos de moléculas son similares, las abundancias relativas pueden diferir. Por ejemplo, los aminoácidos parecen ser menos abundantes en Ryugu que en Orgueil.⁴⁹
• Quiralidad: Un punto clave es la quiralidad de los aminoácidos. Mientras que algunos meteoritos carbonáceos han mostrado un ligero exceso de la forma L (la utilizada por la vida), las muestras de Ryugu analizadas hasta ahora son consistentemente racémicas.⁴⁹ Este resultado «nulo» en una muestra prístina es muy importante. No resuelve el misterio del origen de la homoquiralidad biológica, pero sugiere que un exceso de L-aminoácidos podría no ser una característica universal del material primitivo, o que requiere condiciones específicas de formación o procesamiento posterior que no ocurrieron en Ryugu, o incluso que los excesos observados en meteoritos podrían estar influenciados por la contaminación terrestre o procesos analíticos.⁴⁹

En resumen, Ryugu ha proporcionado pruebas contundentes de que los asteroides carbonáceos son ricos en agua y en una diversidad de moléculas orgánicas prebióticas, formadas abióticamente en el sistema solar primitivo. Esto refuerza enormemente la plausibilidad de la hipótesis del suministro extraterrestre como una fuente importante de los ingredientes necesarios para el origen de la vida en la Tierra.

IX. Astromateriales Comparativos: Ryugu, Bennu y Meteoritos

La misión Hayabusa2 y el análisis de las muestras de Ryugu no ocurren en el vacío. Se enmarcan en un esfuerzo global más amplio para comprender los cuerpos menores del sistema solar, que incluye el estudio de meteoritos y otras misiones de retorno de muestras, como OSIRIS-REx de la NASA al asteroide Bennu. La comparación entre estos diferentes tipos de astromateriales es fundamental para discernir patrones universales y variaciones locales en la composición y evolución de los cuerpos primitivos.

A. Ryugu vs. Bennu (Objetivo de OSIRIS-REx)

Los asteroides Ryugu y Bennu son los dos únicos asteroides carbonáceos de los que se han obtenido muestras directamente y se han devuelto a la Tierra, lo que los convierte en objetos de comparación ideales.

• Similitudes: Ambos son NEAs carbonáceos (Ryugu tipo Cb/Cg, Bennu tipo B, espectralmente similares), de aproximadamente 0.5-1 km de diámetro, con forma de peonza y estructura de pila de escombros.¹ Ambos muestran evidencia clara de haber sufrido una extensa alteración acuosa en sus cuerpos parentales.⁴⁸ Se cree que ambos provienen de la disrupción de cuerpos parentales más grandes, posiblemente originados en regiones similares del cinturón principal interno (familias Polana o Eulalia).¹⁶ El análisis inicial de las muestras de Bennu también indica una composición general similar a las condritas CI, como Ryugu.⁶⁰ Ambas misiones han detectado bloques de construcción orgánicos clave, incluyendo aminoácidos y nucleobases.³⁴ Las misiones también comparten un fuerte componente de colaboración internacional, incluyendo el intercambio de muestras entre JAXA y NASA.¹
• Diferencias: A pesar de las similitudes, los análisis preliminares revelan diferencias intrigantes. Bennu parece ser más rico en agua (más hidratado) que Ryugu, según las observaciones remotas y posiblemente los análisis de muestras.⁴⁹ Las muestras de Bennu parecen contener concentraciones significativamente más altas de compuestos heterocíclicos nitrogenados (incluyendo las cinco nucleobases del ADN/ARN, a diferencia de solo Uracilo confirmado en Ryugu hasta ahora) y de amoníaco.⁷¹ La proporción entre purinas y pirimidinas también parece diferir entre los dos asteroides y respecto a meteoritos como Murchison.⁸⁰ Un hallazgo distintivo en Bennu es la presencia de minerales evaporíticos (fosfatos, carbonatos, sulfatos, cloruros) que sugieren la existencia pasada de salmueras, posiblemente formadas por evaporación o congelación de agua en el cuerpo parental.⁷¹ Además, Bennu contiene fragmentos exógenos identificados como procedentes del asteroide Vesta (un asteroide diferenciado, de tipo S), un tipo de contaminación inter-asteroidal que no se ha reportado en Ryugu.⁶⁴
• Significado Comparativo: Estas similitudes y diferencias son extremadamente valiosas. Las similitudes refuerzan la idea de que la alteración acuosa y la formación de orgánicos complejos son procesos comunes en los asteroides carbonáceos primitivos. Las diferencias, por otro lado, apuntan a una diversidad real en las historias de los cuerpos parentales, las condiciones de alteración (por ejemplo, temperatura, composición del fluido, duración), la posible influencia de diferentes entornos espaciales, o incluso diferencias en sus regiones de origen o historias de migración.⁸⁰ El estudio comparativo de Ryugu y Bennu, facilitado por el intercambio de muestras, permitirá desentrañar estos factores y obtener una comprensión mucho más robusta de la evolución temprana del sistema solar y la distribución de los ingredientes para la vida.¹

B. Ryugu y Bennu vs. Meteoritos

Como se discutió en la sección anterior (VIII.C), las muestras retornadas de Ryugu y Bennu ofrecen una perspectiva única en comparación con los meteoritos carbonáceos encontrados en la Tierra. La principal ventaja es su pristinidad, al no haber sufrido la alteración química y física asociada con la entrada atmosférica y la exposición al ambiente terrestre (meteorización, contaminación biológica).¹¹ Esto permite:

• Establecer una línea base química y mineralógica «verdadera» para los asteroides de tipo C/B.
• Reevaluar los posibles efectos de la alteración terrestre en los meteoritos.
• Investigar compuestos volátiles o frágiles que podrían perderse o alterarse en los meteoritos.
• Estudiar la textura y estructura física original del material asteroidal, que a menudo se destruye durante la entrada atmosférica.

Las diferencias observadas hasta ahora (porosidad, fragilidad, composición de sales, quiralidad de aminoácidos, abundancia de ciertas moléculas orgánicas) ya están demostrando el valor insustituible de las misiones de retorno de muestras para complementar y refinar el conocimiento obtenido a partir de los meteoritos.³⁰

X. Resumen de Descubrimientos Clave y Direcciones Futuras

La misión Hayabusa2 y el análisis inicial de las muestras de Ryugu han producido una serie de descubrimientos fundamentales:

• Naturaleza Primitiva de Ryugu: Se confirmó que Ryugu es un asteroide de tipo C extremadamente primitivo, con una composición global similar a las condritas CI, representando material sobrante de la formación del sistema solar.³
• Origen en el Sistema Solar Exterior: Múltiples evidencias (mineralogía, baja abundancia de inclusiones de alta T, isotopía de H y N) apuntan a que el cuerpo parental de Ryugu se formó en las regiones frías del sistema solar exterior, más allá de la órbita de Saturno, y posteriormente migró hacia el interior.⁶
• Alteración Acuosa Extensa a Baja Temperatura: Las muestras revelan una historia de interacción generalizada con agua líquida a bajas temperaturas (~40°C) en el cuerpo parental, ocurrida muy temprano (~5 Ma después de la formación del SS).⁶
• Riqueza en Agua y Orgánicos: Se confirmó la presencia significativa de agua (ligada en filosilicatos) y una diversa suite de compuestos orgánicos, incluyendo aminoácidos, la nucleobase Uracilo y la Vitamina B3, formados abióticamente.⁶
• Validación del Muestreo Subsuperficial: El análisis de gases nobles y nucleidos cosmogénicos confirmó que el segundo aterrizaje (TD2), cerca del cráter artificial creado por el SCI, recolectó material subsuperficial menos expuesto al ambiente espacial.³³
• Pristinidad de las Muestras: La cuidadosa recolección y curación aseguraron muestras con mínima contaminación terrestre, proporcionando un estándar de oro para el estudio de materiales extraterrestres primitivos.³⁰ Aunque recientemente se reportó una colonización microbiana en una muestra expuesta al aire terrestre mucho después de su retorno, esto subraya la importancia de los protocolos de curación y la necesidad de considerar la contaminación post-llegada en análisis futuros.³⁵

Direcciones Futuras de Investigación:

El análisis de las muestras de Ryugu está lejos de haber concluido. Las futuras líneas de investigación, facilitadas por la distribución de muestras a la comunidad científica internacional a través de los AOs ⁶ y la colaboración continua, se centrarán en:

• Análisis Detallado de la Diversidad Orgánica: Investigar más a fondo la estructura, abundancia y distribución de la materia orgánica soluble e insoluble, buscando otros compuestos prebióticos (otras nucleobases, azúcares) y explorando las relaciones entre diferentes clases de moléculas.³²
• Estudios Isotópicos de Alta Precisión: Realizar análisis isotópicos más detallados (incluyendo isótopos de elementos traza y análisis específicos de compuestos) para refinar los modelos sobre el origen del material, las condiciones de alteración acuosa y la historia térmica.³⁶
• Investigación de la Quiralidad: Continuar la búsqueda de posibles excesos enantioméricos en aminoácidos u otras moléculas quirales para abordar el origen de la homoquiralidad biológica.⁴⁹
• Caracterización de la Interacción Agua-Roca-Orgánicos: Utilizar técnicas de microanálisis correlativas para comprender mejor las interacciones físicas y químicas entre minerales (especialmente filosilicatos y carbonatos) y materia orgánica a escala nanométrica.³⁶
• Datación de Eventos: Utilizar sistemas isotópicos de vida corta (como $^{53}Mn−^{53}$Cr) para datar con mayor precisión los eventos de alteración acuosa.⁵⁹
• Comparación Ryugu-Bennu: Realizar análisis comparativos detallados entre las muestras de Ryugu y Bennu para entender la diversidad y los procesos comunes en asteroides carbonáceos.¹
• Estudios Experimentales: Realizar experimentos de laboratorio para simular procesos de alteración acuosa y formación de orgánicos bajo condiciones relevantes para el cuerpo parental de Ryugu.

La propia nave Hayabusa2 continúa su viaje en su misión extendida hacia los asteroides 2001 CC21 y 1998 KY26, este último un pequeño y rápido rotador.¹ La exploración de estos nuevos objetivos proporcionará datos comparativos valiosos sobre la diversidad de los asteroides pequeños y contribuirá al conocimiento relevante para la defensa planetaria.⁶

XI. Conclusión

La misión Hayabusa2 de JAXA ha sido un éxito rotundo, no solo por sus logros tecnológicos en la exploración del espacio profundo y el retorno de muestras, sino también por las revelaciones científicas derivadas del análisis del material prístino del asteroide Ryugu. La misión ha confirmado que Ryugu es un cuerpo extraordinariamente primitivo, un remanente del sistema solar temprano cuya composición global refleja la de la nebulosa solar original. Los análisis detallados de las muestras han desvelado una compleja historia de alteración acuosa a baja temperatura ocurrida en su cuerpo parental, formado en las frías regiones exteriores del sistema solar.

Quizás el resultado más impactante es la confirmación de la presencia de una rica diversidad de moléculas orgánicas, incluyendo aminoácidos esenciales y componentes del ARN como el Uracilo y la Vitamina B3, en un material extraterrestre protegido de la contaminación terrestre. Este descubrimiento proporciona un apoyo directo y contundente a la hipótesis de que los bloques de construcción fundamentales para la vida fueron sintetizados abióticamente en el espacio y transportados a la Tierra primitiva a través de impactos de asteroides y cometas.

Ryugu ha demostrado ser una «cápsula del tiempo» que preserva tanto los ingredientes iniciales como los productos de la química prebiótica temprana impulsada por el agua. Si bien aún quedan preguntas abiertas, como el origen de la homoquiralidad biológica, los hallazgos de Hayabusa2, en combinación con los estudios de meteoritos y los resultados anticipados de la misión OSIRIS-REx a Bennu, están revolucionando nuestra comprensión de la química prebiótica, la formación planetaria y el potencial para la vida más allá de la Tierra. La continuación del análisis de las muestras de Ryugu por la comunidad científica internacional promete seguir desvelando los secretos guardados en estos mensajeros del pasado cósmico.

Obras citadas

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3. Mission objectives, planning, and achievements of Hayabusa2 | Request PDF – ResearchGate, fecha de acceso: abril 17, 2025, https://www.researchgate.net/publication/359990737_Mission_objectives_planning_and_achievements_of_Hayabusa2
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6. Asteroid Explorer Hayabusa2 | Spacecraft | ISAS, fecha de acceso: abril 17, 2025, https://www.isas.jaxa.jp/en/missions/spacecraft/current/hayabusa2.html
7. Asteroid Explorer «Hayabusa2» – JAXA, fecha de acceso: abril 17, 2025, https://global.jaxa.jp/projects/sas/hayabusa2/
8. Hayabusa2 Information Fact Sheet – Japan Aerospace Exploration Agency, fecha de acceso: abril 17, 2025, https://global.jaxa.jp/projects/sas/hayabusa2/pdf/sat33_fs_23_en.pdf
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