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La NASA se prepara para chocar contra un asteroide en 2022 con la misión DART

La NASA se prepara para chocar contra un asteroide en 2022 con la misión DART

En la foto se muestra un concepto artístico de la nave espacial Prueba de redirección de doble asteroide (DART) de la NASA. DART puede ser la primera misión de la NASA en demostrar una técnica de deflexión de asteroides para la defensa planetaria. NASA / JHUAPL

En la década de 1990, los planetólogos comenzaron a darse cuenta de que nuestro planeta podría convertirse en un objetivo principal en el campo de tiro cósmico. Cada vez se reconoce más que, en escalas de tiempo geológico, la Tierra es frecuentemente golpeada por grandes asteroides y cometas; Sin embargo, a diferencia de los cráteres de la Luna, la atmósfera de la Tierra es muy buena para erosionar la evidencia de impactos masivos.

Los científicos ya habían identificado el infame cráter Chicxulub enterrado bajo la península de Yucatán en México y lo habían vinculado al límite Cretácico-Terciario (KT), una roca creada durante un evento de extinción masiva que acabó con 66 millones de dinosaurios. Años atrás. Al mismo tiempo, los astrónomos estaban descubriendo trozos cada vez más grandes de roca espacial girando alrededor de nuestro sol. Estaba claro que no era Uno mismo todavía nos golpeará una roca espacial merodeadora, pero sí Cuándo.

Inspirado por darse cuenta de que los asteroides podrían representar una amenaza, Andy Cheng comenzó a pensar en el peor de los casos: si descubrimos un asteroide que se aproxima, ¿qué podemos hacer para evitar que golpee la Tierra?

“Durante los primeros 20 años de trabajar con este problema, tuvimos que tener mucho cuidado. La reacción de la gente a esta noticia fue ‘¿Hablas en serio? Tuvimos que superar el llamado factor de la risa, pero ahora lo hemos superado ”, dice. Cheng, quien trabaja en el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland.

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La misión

Cheng desarrolló un concepto que utiliza un dispositivo de simulación cinética para desviar físicamente un asteroide. Los impactadores cinéticos son esencialmente naves espaciales de movimiento rápido que usan su energía cinética para chocar con un asteroide con el fin de cambiar ligeramente la velocidad y / o dirección de la roca espacial. No se necesitan ojivas nucleares al estilo de Hollywood. Hasta ahora, solo se han probado en simulaciones por computadora, lo que Cheng espera que cambie muy pronto. Ahora es co-líder de una misión de la NASA que finalmente pondrá a prueba su trabajo inicial como parte de la Misión de Evaluación de Impacto y Deflexión de Asteroides (AIDA).

El concepto AIDA consta de dos naves espaciales: la Prueba de redireccionamiento de asteroides dual (DART) y la Misión de impacto de asteroides (AIM). La NASA desarrollará DART y la Agencia Espacial Europea (ESA) desarrollará AIM. En junio, la NASA aprobó DART para entrar en la fase de diseño.

Los científicos planean probar esta técnica de desviación en un solo asteroide usando dos misiones espaciales: una es el impactador mientras que la otra viajará al objetivo para medir el cambio en la órbita (del asteroide impactado), dijo Cheng.

Aunque DART aún no está totalmente financiado, Cheng y sus colegas ya han identificado un objetivo muy especial. Un asteroide binario llamado Didymos volará muy cerca de la Tierra en 2022, a menos de 11 millones de kilómetros de nuestro planeta. Por lo tanto, los investigadores esperan que las dos naves espaciales AIDA se lancen a tiempo para lograr este objetivo de oportunidad. .

Didymos consta de dos asteroides en una danza orbital compacta. El componente más grande, Didymos A, tiene aproximadamente media milla (780 metros) de ancho, y el asteroide más pequeño, Didymos B, tiene aproximadamente 530 pies (160 metros) de ancho. Debido a que Didymos B es tan pequeño, a menudo se le llama “Didymoon” y será el destino de DART.

“Este asteroide binario Didymos se está acercando mucho a la Tierra. En 2010 sabíamos que el acercamiento de Didymos a la Tierra en 2022 era muy especial … Es un sistema que ya ha sido bien observado y se sabe que es un asteroide binario”, agrega. .

Por supuesto, existen preocupaciones de seguridad acerca de chocar contra un asteroide para ver cómo cambia su órbita. Suponga que el equipo de la misión calcula mal y cambia la trayectoria del asteroide. ¿Se convertiría esto en una amenaza para la Tierra en el futuro? Afortunadamente, como Didymos es un asteroide binario, incluso si DART afecta significativamente la órbita de Didymoon alrededor de Didymon A, no representará una amenaza para la Tierra. Didymoon es simplemente demasiado pequeño para alterar significativamente la órbita de todo el sistema binario.

“No vamos a cambiar [the binary asteroid’s] orbitan alrededor del sol en una medida mensurable ”, dice Cheng.

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El raro

Los astrónomos también tienen una idea bastante clara de la composición química de este asteroide tan estudiado. La gran incógnita es cómo está empaquetado el material de Didymoon, un factor que afectará en gran medida su reacción cuando sea golpeado por una nave espacial de alta velocidad. ¿Es esta roca sólida o una pila de material suelto conocida como “pila de escombros”?

Asteroide Eros

Esta imagen del asteroide Eros muestra su topografía gravitacional. Según la NASA, las áreas rojas están “subiendo” y las áreas azules están “cayendo”. Una bola lanzada a uno de los puntos rojos intentará cruzar la zona verde más cercana a la zona azul más cercana.

NASA / JPL / JHUAPL

“El impacto puede reaccionar de manera muy diferente dependiendo de la composición del asteroide”, continúa Cheng. “No es específicamente la composición química, porque para muchos asteroides, creemos que tenemos una idea básica de su composición química, basándonos en sus espectros y en el hecho de que teníamos dos misiones”.

La NASA lanzó su misión NEAR en 1996, pasando un año en órbita alrededor del asteroide cercano a la Tierra Eros. Y la misión japonesa Hayabusa devolvió físicamente una muestra de material de asteroide de la superficie del asteroide Itokawa en 2010. A partir de estas misiones y el análisis espectroscópico del asteroide, los astrónomos están convencidos de que Didymos es un asteroide de silicio (o “tipo S”). Los asteroides tipo S son rocas espaciales rocosas y son los segundos asteroides más comunes (después de los asteroides carbonosos o “tipo C”) conocidos en nuestro sistema solar, que pueblan el cinturón de asteroides interior entre las órbitas de Marte y Júpiter. Pero para obtener la “verdad en el campo” sobre la efectividad de un impactador cinético que golpea la superficie de un asteroide para alterar físicamente su órbita, necesitamos lanzar una misión como DART.

“Lo que NO se sabe de este tipo de asteroide es cómo se compacta el material. Cosas como la fuerza y ​​la porosidad, factores que marcan una gran diferencia en la respuesta a un impacto”, agrega Cheng, pero está convencido de que el impactador no servirá. . golpéalo tan fuerte que el asteroide se hará añicos.

“Estamos trabajando duro para calcular las respuestas al impacto mediante simulación por computadora … pero la incertidumbre proviene del hecho de que cuando tenemos un impacto hiperrápido en un cuerpo, se crea un cráter; expulsa el cráter expulsado en la dirección en la que entró, pero al hacerlo, estos chorros toman mucho impulso y hay una reacción que puede cambiar la cantidad de deflexión en el cuerpo; ese es el problema y hay una gran pregunta. “

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Los detalles

Cheng señala que la cantidad de empuje tomado del asteroide puede ser varias veces mayor que la cantidad de empuje que un impactador cinético traerá al asteroide, y todo depende de la cantidad de materia (impacto expulsado) que se proyecta al espacio en ese momento. del ‘impacto. Y cómo DART llegará a Didymoon a una velocidad de aproximadamente 6 kilómetros (3,7 millas) por segundo (¡que es nueve veces la velocidad de una bala!) y da una energía de colisión de “unas pocas toneladas equivalentes a TNT”, la única forma de entender cómo esto afecta el movimiento de un asteroide en el espacio es probarlo.

Pero existen desafíos antes de que DART llegue a la fecha de colisión de 2022. El componente de la ESA de la misión AIDA aún no ha pasado de la fase de diseño y en diciembre se reasignaron los fondos. para la misión ExoMars de la agencia espacial estadounidense. Esta es una de las razones por las que se eligió a Didymos como objetivo: la misión DART aún puede continuar sin su socio espacial AIM. A medida que el asteroide binario se acerca a la Tierra, los observadores terrestres pueden observar los efectos del impactador cinético en Didymoon cronometrando su órbita. Por supuesto, es más ideal tener otra nave espacial que observe de cerca el impacto y realice una investigación científica sobre los jets de impacto, pero ese no sería el final de la misión si, por ejemplo, la ESA no lanzara el AIM.

“El desacoplamiento de la misión es el secreto (del éxito de la misión)”, dice Cheng.

Hace sesenta y seis millones de años, los dinosaurios no tenían un programa espacial capaz de detectar y desviar un asteroide o cometa que se aproximara. Si algo tan grande como el objeto que creó Chicxulub golpea nuestro planeta ahora, la lluvia radiactiva podría representar una amenaza existencial para la humanidad y, sin duda, destruir la civilización tal como la conocemos. Probar estrategias de mitigación de impacto, como propone la misión DART, puede beneficiar a toda la humanidad.

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