El 13 de abril de 2029, una porción helada de roca espacial, más ancha que la Torre Eiffel es alta, rastreará por la Tierra a 30 kilómetros por segundo, rozando la esfera de satélites geoestacionarios del planeta. Será el acercamiento más cercano de uno de loslos asteroides más grandes que cruzan la órbita de la Tierra en la próxima década.
Las observaciones del asteroide, conocido como 99942 Apophis, para el dios egipcio del caos, una vez sugirieron que su sobrevuelo de 2029 lo llevaría a través de un agujero de gravedad gravitacional, una ubicación en el campo de gravedad de la Tierra que tiraría de la trayectoria del asteroide de tal manera que en supróximo sobrevuelo, en el año 2036, probablemente tendría un impacto devastador.
Afortunadamente, observaciones más recientes han confirmado que el asteroide se lanzará por la Tierra 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 si alguna vez estuviese en un curso acelerado connuestro planeta natal
Ahora los investigadores del MIT han ideado un marco para decidir qué tipo de misión sería más exitosa en desviar un asteroide entrante. Su método de decisión toma en cuenta la masa y el momento de un asteroide, su proximidad a un ojo de cerradura gravitacional y la cantidad de tiempo de advertenciaque los científicos tienen de una colisión inminente, todos los cuales tienen grados de incertidumbre, que los investigadores también tienen en cuenta para identificar la misión más exitosa para un asteroide determinado.
Los investigadores aplicaron su método a Apophis y a Bennu, otro asteroide cercano a la Tierra que 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 instrumentodiseñado y construido por estudiantes del MIT, también forma parte de esta misión y su tarea es caracterizar la abundancia de elementos químicos en la superficie.
en un artículo que aparece este mes en la revista Acta Astronautica , los investigadores usan su mapa de decisión para establecer el tipo de misión que probablemente tendría el mayor éxito en desviar Apophis y Bennu, en varios escenarios en los que los asteroides pueden dirigirse hacia un ojo de la cerradura gravitacional. Dicen que el método podría serse utiliza para diseñar la configuración de misión óptima y la campaña para desviar un asteroide cercano a la Tierra potencialmente peligroso.
"La gente ha considerado principalmente estrategias de desviación de último minuto, cuando el asteroide ya ha pasado por un ojo de la cerradura y se dirige hacia una colisión con la Tierra", dice Sung Wook Paek, autor principal del estudio y ex alumno de posgrado en el MITDepartamento de Aeronáutica y Astronáutica: "Estoy interesado en evitar el paso del ojo de la cerradura mucho antes del impacto en la Tierra. Es como un ataque preventivo, con menos desorden".
Los coautores de Paek en el MIT son Olivier de Weck, Jeffrey Hoffman, Richard Binzel y David Miller.
Desviando un asesino de planetas
En 2007, la NASA concluyó en un informe presentado al Congreso de los EE. UU. Que, en 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 detonacióndestruye el asteroide, aunque el planeta tendría que lidiar con cualquier efecto nuclear. El uso de armas nucleares para mitigar los impactos de los asteroides sigue siendo un tema controvertido en la comunidad de defensa planetaria.
La segunda mejor opción era enviar un "impactador cinético": una nave espacial, un cohete u otro proyectil que, si se apunta en la dirección correcta, con la velocidad adecuada, debería chocar con el asteroide, transferir una fracción de suimpulso, y desviarlo del rumbo.
"El principio básico de física es como jugar al billar", explica Paek.
Sin embargo, para que cualquier impactador cinético tenga éxito, de Weck, profesor de aeronáutica y astronáutica y sistemas de ingeniería, dice que las propiedades del asteroide, como su masa, momento, trayectoria y composición de la superficie deben conocerse "con precisióncomo sea 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 por ciento o solo del 90 por ciento? Cuando se trata de desviar a un posible asesino de planetas, apuesto que sí", dice de Weck. "Por lo tanto, tenemos que ser más inteligentescuando diseñamos misiones en función del nivel de incertidumbre. Nadie ha analizado el problema de esta manera antes "
Cerrando un ojo de la cerradura
Paek y sus colegas desarrollaron un código de simulación para identificar el tipo de misión de desviación de asteroides que tendría la mejor posibilidad de éxito, dado el conjunto de propiedades inciertas de un asteroide.
Las misiones que consideraron incluyen un impactador cinético básico, en el que se dispara un proyectil al espacio para empujar un asteroide fuera de curso. Otras variaciones involucraban enviar un explorador para medir primero el asteroide para perfeccionar las especificaciones de un proyectil que sería enviadomás tarde, o enviando dos exploradores, uno para medir el asteroide y el otro para empujar el asteroide ligeramente fuera de curso antes de lanzar un proyectil más grande para hacer que el asteroide pierda la Tierra con casi certeza.
Los investigadores aportaron a la simulación variables específicas como la masa, el momento y la trayectoria del asteroide, así como el rango de incertidumbre en cada una de estas variables. Lo más importante, también tuvieron en cuenta la proximidad de un asteroide a un ojo de cerradura gravitacional.como la cantidad de tiempo que los científicos tienen antes de que un asteroide pase por el ojo de la cerradura.
"Un ojo de la cerradura es como una puerta: una vez abierto, el asteroide impactará la Tierra poco después, con alta probabilidad", dice Paek
Los investigadores probaron su simulación en Apophis y Bennu, dos de los pocos asteroides para los que se conocen las ubicaciones de sus orificios de gravedad gravitacionales con respecto a la Tierra. Simularon varias distancias entre cada asteroide y su respectivo ojo de cerradura, y también calcularoncada distancia una región de "puerto seguro" donde un asteroide tendría que ser desviado 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 en desviar el asteroide a un puerto seguro, dependiendo de la cantidad de tiempo que los científicos tengan para prepararse.
Por ejemplo, si Apophis atraviesa un ojo de la 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 como pruebaenviando un impactador principal. Si el paso del ojo de la cerradura ocurre dentro de 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 a través de suojo de 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", dice Paek.
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.
Con la nueva herramienta de simulación del equipo, Peak planea estimar el éxito de otras misiones de desviación en el futuro.
"En lugar de cambiar el tamaño de un proyectil, podemos cambiar el número de lanzamientos y enviar varias naves espaciales más pequeñas para colisionar con un asteroide, uno por uno. O podríamos lanzar proyectiles desde la luna o usar satélites difuntoscomo impactores cinéticos ", dice Paek." Hemos creado un mapa de decisión que puede ayudar a crear prototipos de una misión ".
Esta investigación fue apoyada, en parte, por la NASA, Draper y la Fundación de Cultura de Samsung.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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