En la década de 1990, los científicos planetarios comenzaron a tomar conciencia de que nuestro planeta podría convertirse en un objetivo principal en la galería de disparos cósmicos. Hubo una creciente comprensión de que, en escalas de tiempo geológicas, la Tierra es golpeada por grandes asteroides y cometas con bastante frecuencia; sin embargo, a diferencia de los obvios cráteres de la luna, la atmósfera de la Tierra es muy eficiente para erosionar la evidencia de impactos masivos.
Los científicos habían identificado previamente el infame cráter Chicxulub enterrado bajo la península de Yucatán en México y lo vincularon con el límite Cretácico-Terciario (KT), una capa rocosa que se creó alrededor de la época de un evento de extinción masiva que acabó con los dinosaurios durante 66 millones de años. atrás. Al mismo tiempo, los astrónomos estaban descubriendo más y más trozos grandes de roca espacial girando alrededor de nuestro sol. Comenzó a quedar claro que no se trata de si una roca espacial merodeadora nos volverá a golpear, sino de cuándo .
Inspirado por darse cuenta de que los asteroides podrían representar una amenaza, Andy Cheng comenzó a reflexionar sobre el peor de los casos: si descubrimos un asteroide entrante, ¿qué podríamos hacer para evitar que golpee la Tierra?
"Durante los primeros 20 años de trabajo en este problema, tuvimos que ser muy cuidadosos. Las reacciones de la gente al escuchar esto fueron '¿hablas en serio?' Tuvimos que superar el llamado factor de la risa, pero ya lo hemos superado ", dice Cheng, que trabaja en el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland.
La misión
Cheng ideó un concepto que utiliza un impactador cinético para desviar físicamente un asteroide de su curso. Los impactadores cinéticos son básicamente naves espaciales de rápido movimiento que usan su energía cinética para estrellarse contra un asteroide y modificar ligeramente la velocidad y / o dirección de la roca espacial. No se requieren ojivas nucleares al estilo de Hollywood. Hasta ahora, solo se han probado en simulaciones por computadora, algo que Cheng espera cambiar muy pronto. Ahora, codirige una misión de la NASA que finalmente pondrá a prueba su trabajo inicial como parte de la misión Asteroid Impact and Deflection Assessment (AIDA) .
El concepto AIDA consta de dos naves espaciales: la Prueba de redireccionamiento de doble asteroide (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 con la ayuda de dos misiones de naves espaciales: una es el impactador mientras que la otra se reunirá en el objetivo para medir el cambio de órbita (del asteroide impactado), dice Cheng.
Aunque DART aún no está totalmente financiado, Cheng y sus colegas ya han identificado un objetivo muy especial. Un asteroide binario llamado Didymos hará un sobrevuelo muy cercano de la Tierra en 2022, llegando a 6,8 millones de millas (11 millones de kilómetros) de nuestro planeta, por lo que los investigadores esperan que ambas naves espaciales AIDA se lancen a tiempo para cumplir con este objetivo de oportunidad. .
Didymos consta de dos asteroides en una danza orbital cercana. El componente más grande, Didymos A, mide aproximadamente media milla (780 metros) de ancho, y el asteroide más pequeño, Didymos B, mide aproximadamente 530 pies (160 metros) de ancho. Como Didymos B es tan pequeño, a menudo se lo denomina "Didymoon" y ese será el objetivo de DART.
"Este asteroide binario Didymos se acerca mucho a la Tierra. Sabíamos en 2010 que el acercamiento de Didymos a la Tierra en 2022 era realmente especial ... Es el acercamiento más cercano en muchas décadas; lo suficientemente cerca para observaciones terrestres por pequeños telescopios y por radares . Es un sistema que ya ha sido bien observado y se sabe que es un asteroide binario ", agrega.
Naturalmente, existen preocupaciones de seguridad al chocar contra un asteroide para ver cómo se modifica su órbita. Digamos que el equipo de la misión calcula mal y cambia la trayectoria del asteroide. ¿Se convertiría en una amenaza para la Tierra en el futuro? Afortunadamente, debido a que 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 cambiar significativamente la órbita de todo el sistema binario.
"No vamos a cambiar la órbita [del asteroide binario] alrededor del sol en ningún grado mensurable", dice Cheng.
El desconocido
Los astrónomos también tienen una buena idea sobre la composición química de este asteroide bien estudiado. La gran incógnita es cómo se empaqueta el material de Didymoon, un factor que influirá en gran medida en su reacción al ser golpeado por una nave espacial a gran velocidad. ¿Es roca sólida o un grupo de material suelto conocido como "pila de escombros"?
"El impacto puede reaccionar de manera muy diferente según de qué esté hecho el asteroide", continúa Cheng. "No es específicamente la composición química, porque para muchos asteroides creemos que tenemos una idea básica de cuál es su composición química, basándonos en sus espectros y en el hecho de que hemos tenido dos misiones".
La NASA lanzó su misión NEAR en 1996, pasando un año orbitando el asteroide cercano a la Tierra Eros. Y la misión Hayabusa de Japón devolvió físicamente una muestra de material de asteroide de la superficie del asteroide Itokawa en 2010. De estas misiones y análisis espectroscópicos del asteroide, los astrónomos confían en que Didymos es un asteroide silíceo (o "tipo S"). Los asteroides de tipo S son rocas espaciales pedregosas y los segundos asteroides más comunes (después de los asteroides carbonosos o "tipo C") que se sabe existen en nuestro sistema solar, que pueblan el cinturón de asteroides interno entre las órbitas de Marte y Júpiter. Pero para obtener la "verdad básica" sobre cuán efectivo será un impactador cinético que se estrelle contra la superficie de un asteroide para modificar físicamente su órbita, necesitamos lanzar una misión como DART.
"Lo que NO se sabe en este tipo de asteroide es cómo se empaqueta el material. Por lo tanto, cosas como la fuerza y la porosidad, factores que marcan una gran diferencia en respuesta a un impacto", agrega Cheng, pero confía en que el impactador no lo hará. golpéalo tan fuerte que el asteroide se romperá.
"Estamos trabajando muy duro en cómo calcular las respuestas de impacto mediante simulación por computadora ... pero la incertidumbre surge porque cuando tenemos un impacto de hipervelocidad en un cuerpo, crea un cráter; arroja eyecta de cráter en la dirección en la que usted vino, pero al hacerlo, esos eyectos se llevan mucho impulso y hay una reacción que puede cambiar la cantidad de deflexión en el cuerpo; ese es el problema y esa es una gran pregunta ".
Los detalles
Cheng señala que la cantidad de impulso extraído del asteroide puede ser varias veces mayor que la cantidad de impulso que un impactador cinético llevará al asteroide, y todo depende de la cantidad de material (eyección de impacto) que se impulse al espacio en este momento. de impacto. Y dado que DART alcanzará a Didymoon a una velocidad de alrededor de 3,7 millas (6 kilómetros) por segundo (¡eso es nueve veces la velocidad de una bala!) E impartirá una energía de colisión de "unas pocas toneladas de equivalente de 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 pueda llegar a su fecha de colisión de 2022. El componente de la ESA de la misión AIDA aún no ha pasado de la fase de concepto y, en diciembre, los fondos se redirigieron para la misión ExoMars de la agencia espacial. Esta es una de las razones por las que se seleccionó a Didymos como objetivo: la misión DART aún puede seguir adelante sin su compañera de nave espacial AIM. A medida que el asteroide binario se acerca a la Tierra, los observatorios terrestres pueden observar los efectos del impactador cinético en Didymoon cronometrando su órbita. Por supuesto, es más ideal tener otra nave espacial que observe el impacto de cerca y lleve a cabo estudios científicos sobre la eyección del impacto, pero no sería el final de la misión si, por ejemplo, la ESA no lanza finalmente AIM.
"Desacoplar las misiones es el secreto (para el éxito de la misión)", señala Cheng.
Hace sesenta y seis millones de años, los dinosaurios no tenían un programa espacial que pudiera detectar y desviar una amenaza de cometa o asteroide entrante. Si algo tan grande como el objeto que creó Chicxulub golpeara nuestro planeta ahora, las consecuencias podrían representar una amenaza existencial para la humanidad e indudablemente destruirían la civilización tal como la conocemos. Probar estrategias de mitigación de impacto, como se propone hacer la misión DART, podría beneficiar a la humanidad en su conjunto.
Eso es interesante
Los científicos creen que el objeto que creó el cráter Chicxulub y probablemente causó el evento de extinción masiva hace 66 millones de años era un asteroide de 6 a 9 millas (10 a 15 kilómetros) de ancho. Mientras tanto, la NASA ha calculado que un asteroide que mide solo media milla (1 kilómetro) de ancho es todo lo que se necesita para causar una catástrofe global.
