noviembre 29, 2022

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Golpeemos un asteroide

En la noche entre el lunes 26 y el martes 27 de septiembre, la sonda DART (Dual Asteroid Redirection Test) de la NASA chocará contra un asteroide para cambiar su curso, la primera prueba de un sistema que algún día puede ser necesario para evitar colisiones catastróficas con la Tierra. El experimento tendrá lugar a unos 11 millones de kilómetros de nosotros e involucrará a Dimorphos, un pequeño asteroide que no corre el riesgo de acabar contra nuestro planeta y que seguirá un camino seguro incluso después de chocar con una sonda espacial.

En nuestras imágenes, en su mayoría respaldadas por algunas películas de ciencia ficción como desastre – Los asteroides deben destruirse por completo antes de que puedan causar algún daño, tal vez con el sacrificio de valientes tripulaciones y el uso de algunas armas nucleares. De hecho, hasta ahora los sistemas hipotéticos contemplan soluciones menos arriesgadas, como el uso de sensores que intercepten asteroides cuando aún están muy lejos de la Tierra y desvían su camino con un impacto mínimo.

Gracias a los sistemas de detección y seguimiento, en las últimas décadas ha sido posible clasificar casi diez mil asteroides con un tamaño máximo de al menos 140 metros, que podrían causar una destrucción importante a escala regional en caso de colisión con la Tierra. Hasta el momento, no se conocen asteroides que representen una amenaza directa para la Tierra durante el próximo siglo, pero las cosas pueden cambiar y es mejor estar preparado.

Casi todos los asteroides están en el «cinturón principal», el gran anillo de escombros que orbita alrededor del sol entre las órbitas de Marte y Júpiter. Se consideran parientes cercanos de los planetas terrestres, como el nuestro, aunque son mucho más pequeños y rara vez son esféricos. La hipótesis más común es que se trata de lo que queda del «disco protoplanetario», la gran masa de gas y polvo que orbitó alrededor del sol hace miles de millones de años y a partir de la cual se formaron los planetas y satélites naturales del sistema solar.

Cinturón principal en inglés «cinturón de asteroides» (NASA)

Estos asteroides se cuentan por miles de millones, y aunque hay una gran cantidad de espacio en el espacio, a veces una colisión u otro evento puede perturbar sus órbitas y acercarlos a la Tierra. Estos asteroides errantes (es decir, aquellos que se han salido de su órbita por algún motivo) permanecen más controlados que otros, y varios grupos de investigación han trabajado en soluciones experimentales para desviarlos, es decir, cambiar su rumbo.

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Entre las tecnologías prometedoras más exploradas y más consideradas se encuentraColisionador cinético, que consiste en la colisión del asteroide con una sonda cuando está demasiado lejos de nosotros, de forma que su nueva trayectoria no se cruza con nuestro planeta. Los asteroides no tienen una densidad homogénea, tienen formas muy diferentes y otras propiedades que son difíciles de predecir e incluir en la simulación. Sin embargo, las simulaciones por computadora precisas no son suficientes para predecir completamente los efectos cinéticos de un impacto y, por lo tanto, se requieren pruebas en el mundo real.

De estas consideraciones nació la misión DART, que fue después de unos años de preparación. juego A fines de noviembre de 2021 para llegar a Demorphos. El pequeño asteroide tiene un ancho máximo de 160 metros y viaja en compañía de un asteroide más grande, Didymus, que tiene un diámetro máximo de 780 metros. DART recuerda a los satélites de tamaño medio que orbitan alrededor de la Tierra: tiene una masa de más de 600 kilogramos y su cuerpo central es aproximadamente cúbico, con 1,3 metros de lado.

Actividades de montaje y preparación de DART en el verano de 2021 (NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman)

DART deberá guiarse hacia su objetivo utilizando sistemas de navegación automáticos a bordo, que tienen la tarea de distinguir automáticamente el asteroide más grande del más pequeño y finalmente enfocar el objetivo. La NASA confía en que todo funcionará según lo planeado, incluso si existe la posibilidad, por pequeña que sea, de que los sistemas se engañen o sombreen inesperadamente, lo que provocará que se pierda el DART del asteroide.

Simulación por ordenador del efecto DART con Dimorphos (ESA)

En su aproximación antes de la colisión, que ocurrirá a la 1:14 am del martes 27 de septiembre (hora italiana), DART enviará una imagen por segundo hacia la Tierra, mostrando el acercamiento gradual de Demorphos. A partir de un pequeño punto brillante, parecerá cada vez más grande hasta que las imágenes se detengan después de que se destruya el DART. Sin embargo, habrá un testigo para observar las consecuencias del impacto: LICIACube, un pequeño satélite (cubos) del tamaño de una caja de zapatos, financiado y operado por la Agencia Espacial Italiana (ASI).

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Los cubos fueron desarrollados por un consorcio de instituciones de investigación y universidades italianas, bajo la dirección de Elisabetta Dotto del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF – Observatorio Astronómico de Roma). Politecnico di Milano fue responsable del análisis de la misión y la Universidad de Bolonia responsable de los cálculos orbitales; La parte científica está a cargo de la Universidad de Nápoles «Parthenope» con la IFAC-CNR y con el INAF que coordina el equipo científico. Por otro lado, la creación de LICIACube estuvo a cargo de Argotec, una empresa aeroespacial de Turín especializada en la producción de microsatélites.

(NASA)

Después de viajar durante aproximadamente un año con DART, LICIACube se ha separado de la sonda para posicionarse a unos mil kilómetros del impacto, pero planea volar a Dimorphos durante 55 kilómetros. Cubesat no retomará el impacto real en tiempo real, pero pasados ​​unos minutos recogerá datos que permitirán analizar la estructura y evolución de la nube de escombros, que se elevará tras el impacto. Sus observaciones también serán útiles para obtener datos sobre las propiedades de la superficie del asteroide y sobre el cráter que se formará en el momento del impacto.

Demorphos también se observará a grandes distancias, con muchos telescopios en la Tierra y con los telescopios espaciales Hubble y James Webb, el observatorio más poderoso en el espacio. Hace poco estuvo en pleno funcionamiento. Las observaciones se utilizarán para medir las más mínimas diferencias en el brillo aparente del asteroide y su compañero Didymos, con el fin de verificar que la órbita ha cambiado. También se utilizarán para recopilar datos sobre la nube que se producirán después del impacto, lo cual es importante para calcular la magnitud de la colisión y estimar sus consecuencias.

La flecha apunta al asteroide Didymos, detectado por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, el invisible Demorphos

Manteniendo una distancia media de unos 1,2 kilómetros, Dimorphos da una vuelta completa alrededor de Didymos cada 12 horas. Después de chocar con DART, el pequeño asteroide debería acercarse un poco más al más grande, reduciendo el período orbital en unos diez minutos, que es el tiempo que tarda en completar cada revolución alrededor de su compañero.

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Dado que los dos asteroides no son muy grandes, las observaciones se dedicarán principalmente a detectar diferencias de brillo. Desde nuestro punto de vista en la Tierra, Dimorphos pasa por delante y por detrás de Didymos, produciendo constantemente pequeños eclipses. Al calcular su duración, es posible calcular la velocidad con la que el asteroide más pequeño orbita al más grande y obtener datos para verificar las diferencias en la duración del período orbital.

Las tres imágenes consecutivas muestran cómo el paso de Dimorphos frente a Didymos provoca una disminución del brillo aparente de este último, que se puede medir desde la Tierra (ESA)

En los meses posteriores al impacto, los dos asteroides seguirán siendo monitoreados para evaluar el resultado de la misión. La Agencia Espacial Europea (ESA) también está planeando Hira, una iniciativa para volver a visitar Dimorphos y Didymos en los próximos años y aportar nuevos detalles sobre su estado. La nueva misión es parte de Asteroid Impact and Deflection Assessment (AIDA), una importante colaboración entre agencias espaciales dedicadas al estudio y desarrollo de sistemas de drenaje de asteroides.

Escuche el podcast posterior It Takes Science con la historia de la misión DART, en plataformas como spotificar Y el podcast de manzanao enaplicacion de trabajo.