La NASA va a estrellar una nave espacial contra un asteroide. Las cosas pueden volverse caóticas.

NASA/Johns Hopkins APL

Los dinosaurios no tenían un programa espacial, por lo que cuando un asteroide se dirigió hacia la Tierra con su nombre hace 65 millones de años, no tuvieron ninguna advertencia ni forma de defenderse. Sabemos cómo resultó eso.

Los humanos están, comprensiblemente, deseosos de evitar el mismo destino. A finales de este año, la NASA lanzará una misión para practicar cómo podemos desviar un futuro asteroide terrestre. El Prueba de redirección de doble asteroide (DART) tiene como objetivo su lanzamiento tan pronto como el 24 de noviembre (o hasta febrero de 2022 ) y tardará un año en alcanzar su objetivo: Dimorphos, un asteroide del tamaño de un estadio que orbita alrededor de un asteroide mucho más grande llamado Didymos.

El plan es golpear Dimorphos a una velocidad de 6,5 kilómetros por segundo con la nave espacial DART del tamaño de un automóvil, que pesa alrededor de un tercio de tonelada, cambiando su órbita de casi 12 horas alrededor de Didymos en unos pocos minutos. Una misión de la Agencia Espacial Europea que llega cinco años después, llamada Hera, verificará si la misión funcionó. El impacto tendrá solo un pequeño efecto en la órbita, pero eso debería ser suficiente para desviar un asteroide del camino de la Tierra en el futuro, siempre que lo golpeemos con suficiente anticipación. Estamos haciendo esto para tener la capacidad de prevenir un desastre natural verdaderamente catastrófico, dice Tom Statler, científico del programa DART en la sede de la NASA en Washington, DC.

Los posibles cambios en la órbita de Dimorphos han sido bien estudiados. Pero hasta ahora no hemos sabido mucho sobre lo que le sucederá a Dimorphos después del impacto. Un papel publicado en la revista Ícaro documenta las primeras simulaciones para averiguarlo.

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Esta nave espacial se está preparando para una misión unidireccional para desviar un asteroide. ¿Puede chocar contra una roca espacial a 15,000 millas por hora para evitar que golpee la Tierra? La misión DART tiene como objetivo averiguarlo.

Dirigidos por Harrison Agrusa de la Universidad de Maryland, los investigadores modelaron cuánto DART podría cambiar el giro o la rotación de Dimorphos al calcular cómo el impulso del impacto alterará el balanceo, el cabeceo y la guiñada del asteroide. Los resultados podrían ser dramáticos. Podría comenzar a dar vueltas y entrar en un estado caótico, dice Agrusa. Esto fue realmente una gran sorpresa.

El giro inesperado plantea algunos desafíos interesantes. Se sumará a la dificultad de aterrizar en el asteroide, que la ESA espera intentar con dos pequeñas naves espaciales en su misión Hera. También podría hacer que los futuros intentos de desviar un asteroide terrestre sean más complicados, ya que cualquier rotación puede afectar el camino de un asteroide a través del espacio.

Cuando DART se estrelle contra Dimorphos, la energía del impacto será comparable a la explosión de tres toneladas de TNT, enviando miles de escombros. arrojando al espacio . Statler lo describe como un carrito de golf que viaja a 15,000 millas por hora y se estrella contra el costado de un estadio de fútbol. La fuerza del impacto no provocará cambios inmediatos en el giro de Dimorphos, pero en cuestión de días las cosas empezarán a cambiar, según Agrusa y su equipo.

Pronto, Dimorphos comenzará a tambalearse muy levemente. Este bamboleo crecerá y crecerá a medida que el impulso del impacto desequilibre la rotación de Dimorphos, sin fricción en el vacío del espacio para frenarlo. Dimorphos puede comenzar a girar de una forma u otra. Puede comenzar a girar a lo largo de su eje largo, como un asador. Para un observador en Didymos que mira hacia el cielo, este satélite aparentemente tranquilo tomará una nueva forma: comenzará a balancearse salvajemente de un lado a otro, sus lados previamente ocultos ahora se harán visibles.

En cuestión de semanas, Dimorphos podría girar tanto que entraría en un estado caótico de volteretas en el que giraría sin control alrededor de sus ejes. En escenarios más extremos, el bloqueo de marea con Didymos podría romperse por completo y Dimorphos podría comenzar a volcarse de cabeza, dice Agrusa.

Exactamente lo que sucederá dependerá de algunas cosas. La forma de Dimorphos jugará un papel importante: si es más alargada en lugar de esférica, girará de forma más caótica. Las observaciones de radar hasta ahora sugieren que es alargado, pero no lo sabremos hasta unas pocas horas antes de que DART llegue, cuando obtenga sus primeras vistas de su pequeño objetivo.

La ubicación del impacto también jugará un papel. DART apuntará al centro de Dimorphos, con el objetivo de impartir la mayor cantidad de fuerza para alterar su órbita, pero cuanto más descentrado esté, más caótico será el giro resultante. Sin embargo, en la mayoría de los escenarios, Dimorphos debería balancearse dramáticamente de un lado a otro o dar vueltas en muchas direcciones en cuestión de semanas.

Cuando la misión Hera de la ESA llegue cinco años después, la escena podría ser bastante dramática, con Dimorphos girando salvajemente en su órbita alrededor de Didymos como resultado de la influencia de la humanidad. Es probable que pasen décadas o incluso siglos antes de que el tirón gravitacional de Didymos devuelva a Dimorphos a su estado original, supuestamente bloqueado por las mareas. La posibilidad de que Hera pueda encontrar a Dimorphos en un estado caótico de volteretas es realmente interesante y emocionante, dice Statler.

La llegada de Hera será la única forma en que sabremos con certeza qué sucedió con el giro de Dimorphos, ya que DART será destruido por el impacto y Dimorphos es demasiado pequeño para ser visto en detalle desde la Tierra. Un pequeño satélite de fabricación italiana llamado LICIACube se desplegará antes del impacto y tomará imágenes durante el evento a medida que pasa, pero solo lo hará durante unos minutos, no lo suficiente como para ver cómo se afianza el tambaleo.

Hera también planea desplegar dos satélites más pequeños que intentarán aterrizar en la superficie de Dimorphos. No se espera que el movimiento de volteo obstaculice estos esfuerzos, pero podría hacerlos más difíciles. Sin una planificación adecuada para la rotación caótica, los dos pequeños vehículos podrían rebotar y no terminar donde los científicos quieren. Aterrizar en un cuerpo tan pequeño es difícil de todos modos, dice Patrick Michel del Centro Nacional Francés para la Investigación Científica (CNRS), uno de los líderes de la misión en Hera y coautor del artículo de Agrusa. Pero [esto] no lo hace más fácil.

No se espera que el movimiento de volteo de Dimorphos afecte el ensayo general de DART para un día salvar la Tierra, ni suponga ningún peligro para nosotros en el planeta, pero podría haber alguna información científicamente útil del evento. El estado de giro de los asteroides podría afectar otras propiedades, como la cantidad de luz solar que reflejan, lo que puede tener un impacto en sus trayectorias, posiblemente algo a tener en cuenta en una futura misión de desviación de asteroides. No es tan simple como estrellar una nave espacial contra el asteroide, dice el astrónomo Paul Wiegert de la Universidad de Western Ontario. Hay mucha física que necesitas entender.

Observar el sistema durante años, décadas o incluso siglos también nos brindará una oportunidad sin precedentes de ver cómo evoluciona un sistema binario de asteroides después de experimentar un impacto como este. Solo Hera podría darnos una indicación de qué tan fuerte es el efecto de marea para devolver el sistema a su estado normal, ayudándonos a comprender la relación gravitacional entre dos asteroides como estos.

Estamos a punto de ver qué sucede cuando golpeamos un carrito de golf en un estadio. Los resultados podrían ser, bueno, bastante caóticos. Es genial, dice Federica Spoto, que estudia dinámica de asteroides en el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian en Massachusetts. Realmente estamos modificando un sistema.

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