Ingenieros del MIT han diseñado un mapa de decisiones para identificar la mejor misión posible para desviar un asteroide ante varias hipotéticas situaciones de amenaza.
El 13 de abril de 2029, una roca espacial helada más ancha que la Torre Eiffel, se deslizara por los alrededores de la Tierra a 30 kilómetros por segundo, rozando la esfera de satélites geoestacionarios del planeta. Se trata de la predicción más cercana para el paso de uno de los asteroides más grandes que se espera, crucen la órbita de la Tierra en la próxima década.
Las observaciones del asteroide, conocido como 99942 Apophis, en honor al dios egipcio del caos, una vez sugirieron que su visita de 2029 lo llevaría a través de un ojo de cerradura gravitacional -un punto en el campo de gravedad de la Tierra que lo atraería hasta nosotros- de tal manera que en su próximo sobrevuelo, en el año 2036, probablemente tendría un impacto devastador.
Afortunadamente, observaciones más recientes han confirmado que el asteroide pasará por nuestro vecindario sin incidentes, tanto en 2029 como en 2036. Sin embargo, la mayoría de los científicos creen que nunca es demasiado temprano para considerar estrategias para desviar un asteroide que se dirija directo hacia nosotros, dado que la posibilidad está ahí.
Los investigadores aplicaron su método a Apophis y a Bennu, otro asteroide cercano a la Tierra y el cuál es el objetivo de OSIRIS-REx, una misión operativa de la NASA que planea devolver una muestra del material de la superficie de Bennu a la Tierra en 2023. REXIS, un instrumento diseñado y construido por estudiantes en el MIT, también es parte de esta misión y su tarea es caracterizar la abundancia de elementos químicos en la superficie.
Desviar asteroide
De este modo, en un artículo publicado recientemente en la revista especializada Acta Astronautica, los investigadores se basaron su mapa de decisiones para establecer el tipo de misión que tendría mayor probabilidad de éxito en desviar a Apophis y Bennu en varios escenario en los que los asteroides pueden dirigirse hacia un ojo de cerradura gravitacional.
«Las personas siempre han considerado principalmente estrategias de desviación de última hora, cuando el asteroide ya ha pasado por un ojo de la cerradura gravitacional y se dirige hacia una colisión con la Tierra», explica Sung Wook Paek, autor principal del estudio. “Yo estoy interesado en evitar el paso del asteroide por ese ojo de cerradura. Es como un ataque preventivo, con menos desorden», añade.
Una partida de billar cósmico
En 2007, la NASA concluyó en un informe presentado al congreso de los Estados Unidos que en el caso de que un asteroide se dirigiera hacia la Tierra, la forma más efectiva de desviarlo sería lanzar una bomba nuclear al espacio.
La fuerza de su detonación destruiría el asteroide, aunque como resultado el planeta tendría que lidiar con cualquier efecto nuclear. De hecho, el uso de armas nucleares para mitigar los impactos de asteroides sigue siendo un tema controvertido y muy discutido en la comunidad de organismos encargados de velar por la defensa planetaria.
La segunda mejor opción consistía en enviar un «impactador cinético», es decir, una nave espacial, cohete u otro proyectil que, si se apunta en la dirección correcta y con la velocidad adecuada, debería colisionar con el asteroide, transferir una fracción de su impulso, y sacarlo fuera de su trayectoria hacia la Tierra. «El principio básico de la física es como jugar al billar«, explica Paek.
Sin embargo, para que cualquier impactador cinético tenga éxito, Olivier de Weck, profesor de aeronáutica y astronáutica y sistemas de ingeniería, afirma que: «las propiedades del asteroide, como su masa, momento, trayectoria y composición de la superficie deben conocerse con la mayor precisión posible. Eso significa que, al diseñar una misión de desviación, los científicos y los gerentes de misión deben tener en cuenta la incertidumbre».
“¿Importa si la probabilidad de éxito de una misión es del 99,9% o solo del 90%? Cuando se trata de desviar a un potencial asesino de planetas, apostamos que sí, opina Weck. Por lo tanto, debemos ser más inteligentes cuando diseñamos misiones en función del nivel de incertidumbre».
Cerrando un ojo de cerradura gravitacional
Dado el conjunto de propiedades inciertas y desconocidas de un asteroide, Paek y sus colegas desarrollaron un código de simulación para identificar el tipo de misión de desvío de asteroides que tendría la mejor posibilidad de éxito.
Las misiones que consideraron incluyeron un impactador cinético básico, en el que se dispara un proyectil al espacio para empujar un asteroide fuera de curso.
Otras variaciones implicaron enviar un explorador para medir primero el asteroide para perfeccionar las especificaciones de un proyectil que se enviaría más tarde así como enviar dos exploradores, uno para medir el asteroide y el otro para empujar el asteroide ligeramente fuera de curso antes de que un proyectil más grande fuera posteriormente lanzado para hacer que el asteroide evite la Tierra con casi certeza.
Los investigadores aportaron a la simulación diversas variables específicas, como la masa, el impulso y la trayectoria del asteroide, así como el rango de incertidumbre en cada una de estas variables.
Lo más importante es que tuvieron en cuenta la proximidad de un asteroide a un ojo de cerradura gravitacional, así como la cantidad de tiempo de la que los científicos dispondrían antes de que el asteroide alcanzara el punto en el que la gravedad lo atrajera inevitablemente hacia nuestro planeta.
Un ojo de cerradura es como destapar el tapón de una bañera, una vez que se abre, el asteroide se dirigirá a la Tierra como el agua el agua se dirige hacia el sumidero.
Apophis y Bennu
Los investigadores probaron su simulación para los asteroides Apophis y Bennu, dos de los pocos para los que se conocen las ubicaciones de sus cerraduras gravitacionales con respecto a la Tierra.
Simularon varias distancias entre cada asteroide y su ojo de cerradura respectivo, y también calcularon para cada distancia una región de «puerto seguro» donde un asteroide tendría que desviarse para evitar un impacto con la Tierra y pasar por cualquier otro ojo de cerradura cercano.
Luego evaluaron cuál de los tres tipos de misiones principales sería más exitoso para desviar el asteroide a un puerto seguro, dependiendo de la cantidad de tiempo que los científicos tuvieran para prepararse.
Por ejemplo, si Apophis atraviesa un ojo de cerradura en cinco años o más, entonces hay tiempo suficiente para enviar dos exploradores, uno para medir las dimensiones del asteroide y el otro para empujarlo ligeramente fuera de la pista a modo de prueba, antes de enviar un impactador principal.
Si el paso del ojo de la cerradura ocurre de entre dos a cinco años, puede haber tiempo para enviar un explorador para medir el asteroide y ajustar los parámetros de un proyectil más grande antes de enviar el impactador para desviar el asteroide.
Si Apophis pasa por su ojo de la cerradura dentro de un año terrestre o menos, Paek dice que puede ser demasiado tarde. «Incluso un impactador principal puede no ser capaz de alcanzar el asteroide dentro de este plazo», explica el científico.
Bennu es un caso similar, aunque los científicos saben un poco más sobre su composición material, lo que significa que puede no ser necesario enviar exploradores de investigación antes de lanzar un proyectil.
Simulación de asteroide
Con la nueva herramienta de simulación, el equipo planea estimar el éxito de otras misiones de desviación en el futuro. “En lugar de cambiar el tamaño de un proyectil, podemos cambiar la cantidad de lanzamientos y enviar varias naves espaciales más pequeñas para chocar con un asteroide, una por una. O podríamos lanzar proyectiles desde la Luna o usar satélites difuntos como impactadores cinéticos”, explica Paek.
«Hemos creado un mapa de decisión que puede ayudar a anticiparnos a los posibles escenarios de una hipotética futura misión de desvío de asteroides» concluye.
Fuente: Héctor Rodríguez / National Geographic,
Artículo de referencia: https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/como-desviar-asteroide_15214,
