/ viernes 19 de agosto de 2022

No mires hacia arriba. ¿Estamos preparados para enfrentar el peligro de un asteroide que venga hacia la Tierra? 

Por José Ramón Valdés Parra (INAOE)


La película “Don´t look up”, protagonizada por Jennifer Lawrence y Leonardo DiCaprio, fue, probablemente, para muchos de los lectores el primer acercamiento a una amenaza real que puede acechar a nuestro planeta: un asteroide que se dirige hacia la Tierra poniendo en peligro nuestra propia civilización. Aunque la película fue más una sátira política alrededor de este evento, hay una pregunta mucho más interesante que debemos responder: ¿Se está preparando la sociedad actual para hacer frente a un peligro de tal envergadura?

Las órbitas de muchos asteroides cercanos a la Tierra (NEAs, por sus siglas en inglés) interceptan la órbita de nuestro planeta y para considerar que uno de estos cuerpos menores del sistema solar está en una órbita de colisión con nosotros es necesario calcular su probabilidad de impacto con la Tierra. Si para un asteroide determinado, esta probabilidad resultara ser alta (mayor a una parte en un millón), esto significa que además de la simultaneidad espacial de las órbitas del asteroide y de la Tierra, puede haber coincidencia temporal en la posición de ambos objetos en sus órbitas.

Representación de las órbitas de los asteroides potencialmente peligrosos para la Tierra conocidos. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Para evitar la colisión, debemos utilizar tecnologías que modifiquen la velocidad orbital del asteroide que aleje la coincidencia temporal de ambos cuerpos en sus órbitas: se conocen como tecnologías de deflexión de asteroides, una de las cuales es el impacto cinético, el cual consiste en estrellar en la superficie de un asteroide un proyectil no explosivo que modifique su velocidad orbital al transferirle la energía cinética del proyectil (sin destruir el asteriode); en otras palabras, es como “jugar billar en el espacio”.

La primera prueba de que el impacto cinético puede ser una solución efectiva para evitar colisiones futuras de NEAs con la Tierra ya se encuentra en camino a su destino.

La misión Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA) es una iniciativa espacial conjunta entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. AIDA está formada por la Double Asteroid Redirection Test (DART) ─a cargo de la NASA y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins─, y por la misión Hera, bajo responsabilidad de la Agencia Espacial Europea. La misión DART será la encargada de producir el impacto cinético, mientras que el objetivo de la misión Hera será estudiar los resultados del choque generado por DART.

El objetivo de ambas misiones es el asteroide binario 65803 llamado Didymos, formado por un cuerpo principal de 780 metros de diámetro y un satélite, Dimorphos, de 160 metros de diámetro. La separación entre los centros de ambos objetos es de 1.18 kilómetros y el satélite Dimorphos orbita a Didymos en un período de 11 horas y 55 minutos; en particular, DART impactará al cuerpo más pequeño, Dimorphos.

DART es una misión de bajo costo lanzada el 24 de noviembre del 2021 en un cohete Falcon 9 de SpaceX que el próximo 26 de septiembre del 2022 impactará a Dimorphos a una distancia de 11 millones de kilómetros de la Tierra; es decir, este evento no representará absolutamente ningún peligro para nuestro planeta. La velocidad de impacto será de 6.6 km/s, en la dirección contraria al movimiento orbital del satélite. Con una masa de 550 kilogramos en el momento del impacto, se ha calculado que DART producirá una disminución de 73 segundos en el período orbital de Dimorphos, reduciendo la distancia entre ambos objetos, y modificando su trayectoria.

Infografía que muestra los resultados del impacto de la misión DART en el asteroide Dimorphos. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL. 

Estas variaciones orbitales podrán ser medidas con telescopios terrestres, una de las razones por las cuales la prueba de la tecnología del impacto cinético se realizará en un asteroide binario. Recientemente, un estudio publicado por Raducan y Jutzi (2022) sugiere que las consecuencias del impacto podrían ser mayores, dependiendo de la estructura interna de Dimorphos (una de las propiedades de los asteroides más difíciles de establecer con observaciones desde la Tierra).

Diez días antes del impacto, la misión DART liberará un CubeSat de seis unidades llamado LICIACube (Ligth Italian CubeSat for Imaging of Asteroids), construido por la Agencia Espacial Italiana (ASI), que se convertirá en un observador en primera fila de los resultados del impacto. LICIA lleva a bordo dos cámaras de alta resolución que podrán hacer una primera evaluación de las características del cráter que producirá DART al impactarse sobre Dimorphos.

Los resultados finales de este gran experimento serán evaluados con una mayor precisión por la segunda parte de la misión.

Hera será lanzado en octubre del 2024 y arribará a Dimorphos en diciembre del 2026. Los instrumentos a bordo del satélite Hera y de los dos CubeSat que serán liberados permitirán estudiar la superficie de ambos asteroides en el visible y en el infrarrojo medio para determinar propiedades físicas como los tamaños de los granos y la porosidad. Una unidad lidar (un radar láser) elaborará un mapa de toda la superficie de los asteroides. Un hito muy importante de esta misión será probar un nuevo sistema de comunicación entre los CubeSat en órbita y la Tierra.

En resumen, AIDA será la primera misión de defensa planetaria que probará la efectividad que puede tener el impacto cinético como tecnología para modificar la velocidad orbital de un asteroide de tamaño medio como Dimorphos. Estaremos atentos el próximo septiembre a los resultados del impacto de DART.

Literatura sugerida para revisar



Autor

El doctor José Ramón Valdés Parra es Investigador Titular B en la Coordinación de Astrofísica del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), ubicado en Tonantzintla, Puebla. Página de Internet: https://www.inaoep.mx/

Correo de contacto: jvaldes@inaoep.mx

Palabras claves: Defensa planetaria, asteroides cercanos a la Tierra, AIDA, DART, Hera.

***

El blog México es ciencia está en Facebook, https://www.facebook.com/mexicoesciencia y Twitter, https://twitter.com/MexicoesCiencia. ¡Síganos!

Por José Ramón Valdés Parra (INAOE)


La película “Don´t look up”, protagonizada por Jennifer Lawrence y Leonardo DiCaprio, fue, probablemente, para muchos de los lectores el primer acercamiento a una amenaza real que puede acechar a nuestro planeta: un asteroide que se dirige hacia la Tierra poniendo en peligro nuestra propia civilización. Aunque la película fue más una sátira política alrededor de este evento, hay una pregunta mucho más interesante que debemos responder: ¿Se está preparando la sociedad actual para hacer frente a un peligro de tal envergadura?

Las órbitas de muchos asteroides cercanos a la Tierra (NEAs, por sus siglas en inglés) interceptan la órbita de nuestro planeta y para considerar que uno de estos cuerpos menores del sistema solar está en una órbita de colisión con nosotros es necesario calcular su probabilidad de impacto con la Tierra. Si para un asteroide determinado, esta probabilidad resultara ser alta (mayor a una parte en un millón), esto significa que además de la simultaneidad espacial de las órbitas del asteroide y de la Tierra, puede haber coincidencia temporal en la posición de ambos objetos en sus órbitas.

Representación de las órbitas de los asteroides potencialmente peligrosos para la Tierra conocidos. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Para evitar la colisión, debemos utilizar tecnologías que modifiquen la velocidad orbital del asteroide que aleje la coincidencia temporal de ambos cuerpos en sus órbitas: se conocen como tecnologías de deflexión de asteroides, una de las cuales es el impacto cinético, el cual consiste en estrellar en la superficie de un asteroide un proyectil no explosivo que modifique su velocidad orbital al transferirle la energía cinética del proyectil (sin destruir el asteriode); en otras palabras, es como “jugar billar en el espacio”.

La primera prueba de que el impacto cinético puede ser una solución efectiva para evitar colisiones futuras de NEAs con la Tierra ya se encuentra en camino a su destino.

La misión Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA) es una iniciativa espacial conjunta entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. AIDA está formada por la Double Asteroid Redirection Test (DART) ─a cargo de la NASA y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins─, y por la misión Hera, bajo responsabilidad de la Agencia Espacial Europea. La misión DART será la encargada de producir el impacto cinético, mientras que el objetivo de la misión Hera será estudiar los resultados del choque generado por DART.

El objetivo de ambas misiones es el asteroide binario 65803 llamado Didymos, formado por un cuerpo principal de 780 metros de diámetro y un satélite, Dimorphos, de 160 metros de diámetro. La separación entre los centros de ambos objetos es de 1.18 kilómetros y el satélite Dimorphos orbita a Didymos en un período de 11 horas y 55 minutos; en particular, DART impactará al cuerpo más pequeño, Dimorphos.

DART es una misión de bajo costo lanzada el 24 de noviembre del 2021 en un cohete Falcon 9 de SpaceX que el próximo 26 de septiembre del 2022 impactará a Dimorphos a una distancia de 11 millones de kilómetros de la Tierra; es decir, este evento no representará absolutamente ningún peligro para nuestro planeta. La velocidad de impacto será de 6.6 km/s, en la dirección contraria al movimiento orbital del satélite. Con una masa de 550 kilogramos en el momento del impacto, se ha calculado que DART producirá una disminución de 73 segundos en el período orbital de Dimorphos, reduciendo la distancia entre ambos objetos, y modificando su trayectoria.

Infografía que muestra los resultados del impacto de la misión DART en el asteroide Dimorphos. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL. 

Estas variaciones orbitales podrán ser medidas con telescopios terrestres, una de las razones por las cuales la prueba de la tecnología del impacto cinético se realizará en un asteroide binario. Recientemente, un estudio publicado por Raducan y Jutzi (2022) sugiere que las consecuencias del impacto podrían ser mayores, dependiendo de la estructura interna de Dimorphos (una de las propiedades de los asteroides más difíciles de establecer con observaciones desde la Tierra).

Diez días antes del impacto, la misión DART liberará un CubeSat de seis unidades llamado LICIACube (Ligth Italian CubeSat for Imaging of Asteroids), construido por la Agencia Espacial Italiana (ASI), que se convertirá en un observador en primera fila de los resultados del impacto. LICIA lleva a bordo dos cámaras de alta resolución que podrán hacer una primera evaluación de las características del cráter que producirá DART al impactarse sobre Dimorphos.

Los resultados finales de este gran experimento serán evaluados con una mayor precisión por la segunda parte de la misión.

Hera será lanzado en octubre del 2024 y arribará a Dimorphos en diciembre del 2026. Los instrumentos a bordo del satélite Hera y de los dos CubeSat que serán liberados permitirán estudiar la superficie de ambos asteroides en el visible y en el infrarrojo medio para determinar propiedades físicas como los tamaños de los granos y la porosidad. Una unidad lidar (un radar láser) elaborará un mapa de toda la superficie de los asteroides. Un hito muy importante de esta misión será probar un nuevo sistema de comunicación entre los CubeSat en órbita y la Tierra.

En resumen, AIDA será la primera misión de defensa planetaria que probará la efectividad que puede tener el impacto cinético como tecnología para modificar la velocidad orbital de un asteroide de tamaño medio como Dimorphos. Estaremos atentos el próximo septiembre a los resultados del impacto de DART.

Literatura sugerida para revisar



Autor

El doctor José Ramón Valdés Parra es Investigador Titular B en la Coordinación de Astrofísica del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), ubicado en Tonantzintla, Puebla. Página de Internet: https://www.inaoep.mx/

Correo de contacto: jvaldes@inaoep.mx

Palabras claves: Defensa planetaria, asteroides cercanos a la Tierra, AIDA, DART, Hera.

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