Ciencia y Tecnología

La NASA lanza una nueva misión: chocar contra un asteroide para defender el planeta Tierra

2021-12-01

“En este momento, no mantenemos una lista de asteroides duales de respaldo contra los cuales...

Por Joey Roulette | The New York Times

La nave espacial de la misión Doble Prueba de Redirección de Asteroides, lanzada el 24 de noviembre, podría ser la primera vez que se altera la trayectoria de un asteroide, una técnica que podría usarse para defender al planeta en el futuro.

Corría el año de 2017 y los astrónomos proyectaban que un asteroide del tamaño de un crucero iba a estrellarse contra Japón en algún momento de la siguiente década.

Científicos y funcionarios gubernamentales de la NASA y otras agencias espaciales, reunidos en un congreso anual de defensa planetaria en Tokio, idearon un plan a toda prisa para golpear el asteroide y desviarlo de su ruta hacia la Tierra. El destino de la isla dependía de una flotilla de naves espaciales robóticas que se iba a lanzar en los próximos años.

En 2020, las agencias espaciales del mundo se juntaron para lanzar cuatro naves hacia la amenazante roca espacial. Las naves, conocidas como impactadores kinéticos, dieron en sus blancos de frente. Japón se libró de un esfuerzo hercúleo de evacuación, sus ciudades y vecindarios se salvaron de la aniquilación.

Nada de esto pasó en realidad. Fue una simulación, el tipo de ejercicio de juego de rol que realizan los funcionarios con regularidad. Y desviar de su camino a un objeto proveniente del espacio sideral que tiene una cita mortal con la Tierra se ha vuelto una solución preferida en estos simulacros para proteger el planeta. No obstante, nadie sabe si la técnica funcionará de verdad. En la historia de la humanidad, nuestra especie nunca ha intentado impactar a un asteroide para alejarlo de nuestro mundo.

Eso está a punto de cambiar. El 24 de noviembre a la 1:21 a. m., hora del Este, la NASA lanzó la misión Doble Prueba de Redirección de Asteroides (DART, por su sigla en inglés) desde una base de la Fuerza Espacial de Estados Unidos en California. Una nave espacial del tamaño de un refrigerador de 540 kilogramos hará un viaje alrededor del Sol para chocar a 24,000 kilómetros por hora con un pequeño asteroide llamado Dimorphos. Si la misión tiene éxito, podría demostrar por primera vez la capacidad de la humanidad para golpear un asteroide que podría ser peligroso con el fin de alejarlo de la Tierra.

“Estamos haciendo este trabajo y pusimos a prueba la capacidad de la DART antes de necesitarla”, dijo Lindley Johnson, director de defensa planetaria de la NASA. “No queremos lanzar algo que no haya sido probado cuando intentemos salvar a la población que vive sobre la superficie de la Tierra”.

La misión DART de 324 millones de dólares es inusual para la NASA, una agencia civil cuyo objetivo principal es la exploración, el monitoreo del clima y la caza de señales de vida pasada en nuestro sistema solar. Aunque para algunas actividades se coordina con el Departamento de Defensa de Estados Unidos y depende de él, la NASA no ha sido tradicionalmente la responsable de liderar esfuerzos para proteger a Estados Unidos —ni la Tierra— de alguna amenaza de seguridad.

Eso cambió en 2005, cuando el Congreso instruyó a la agencia para que proteja el planeta de objetos peligrosos que orbiten el Sol y tengan el mal hábito de cruzar de vez en cuando su camino con nuestro mundo. Esto incluye el rastreo de miles de asteroides clasificados como “cercanos a la Tierra” que cuenten con el tamaño necesario para provocar un daño catastrófico. Los legisladores le asignaron a la NASA la tarea de catalogar el 90 por ciento de la cantidad total de esas rocas espaciales, pero la agencia no ha logrado ese objetivo.

“Hay que encontrarlos antes de atacarlos y hay que encontrarlos pronto”, comentó Kelly Fast, quien dirige el programa de Observaciones de Objetos Cercanos a la Tierra de la NASA, la iniciativa de la agencia para vigilar todos los asteroides cercanos que sean más grandes que un estadio de fútbol americano. “Lo mejor es encontrar estas cosas con años o décadas de anticipación”.

La nave DART ya está lista para su lanzamiento el 23 de noviembre.

Luego, en 2016, la NASA creó la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria después de que el informe de un organismo de control instó a la agencia a organizar mejor sus esfuerzos para rastrear asteroides. Esa oficina, dirigida por Johnson, tiene la tarea de advertir al Departamento de Defensa y a la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias de todos los asteroides amenazantes, una de las pocas responsabilidades de la NASA para que haya una respuesta nacional frente a una gran amenaza de desastre.

La misión DART muestra cómo la agencia está aceptando esta responsabilidad. La NASA ha estudiado de cerca las rocas espaciales durante décadas. Ha puesto robots en la superficie de Marte, ha tomado muestras de un asteroide grande llamado Bennu (el cual podría amenazar a la Tierra en el siglo XXII) e incluso estrelló a propósito una nave espacial en un cometa y en la Luna, todo por el bien de la ciencia. Sin embargo, golpear a un asteroide con la fuerza suficiente como para alterar su órbita en el espacio presenta nuevos retos para los ingenieros y científicos de la agencia.

La sonda espacial DART visitará el Dimorphos y otro asteroide, Didymos, en septiembre u octubre de 2022. Los dos asteroides, llamados como un sistema binario, orbitan el Sol cada dos años a lo largo de una ruta con forma de huevo que se expande cerca de Marte y rodea de cerca la Tierra. Dimorphos es el más pequeño de los dos, orbita a Didymos como una luna a una distancia de más o menos 1,5 kilómetros y completa una vuelta a la roca más grande cada 11 horas y 55 minutos.

Dimorphos, similar en tamaño a una de las pirámides de Giza, no es una amenaza para la Tierra. Y cuando la nave espacial DART de la NASA haga contacto, se convertirá en el cuerpo celeste más pequeño que haya visitado una nave espacial. Esa será una misión desafiante.

“Es la primera vez que hemos probado una técnica para mover a propósito un asteroide mediante nuestras capacidades y sistemas”, dijo Brent Barbee, miembro del equipo de la misión DART e ingeniero aeroespacial del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. “Es algo parecido a un gran hito para nuestra especie. Por ejemplo, los dinosaurios no tuvieron una misión DART”.

Debido a que Dimorphos es una roca espacial tan pequeña, la DART necesitará darle al blanco cuando el sistema de asteroides llegue a su punto más cercano a la Tierra a lo largo de su órbita alrededor del Sol, a unos 10,900 kilómetros de distancia. Es una compleja coreografía orbital que involucra un tiempo de lanzamiento preciso desde la Tierra y disparos intermitentes de una decena de propulsores miniatura a bordo de la nave para mejorar la trayectoria de la DART a fin de que choque con Dimorphos.

“Desde el punto de vista de la ingeniería, esto es muy difícil”, dijo Andy Rivkin, el jefe del equipo de investigación de la DART en el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins, el cual está al mando de la misión. La única oportunidad de la DART para impactar a Dimorphos dependerá de un proceso totalmente automatizado que comienza cuatro horas antes del impacto y utiliza un sistema de navegación a bordo llamado SMART Nav.

“Tuvieron que crear un algoritmo que lo haga por sí solo”, mencionó Rivkin. “No hay forma de hacerlo con una palanca de mando”.

Tom Statler, científico del programa DART de la NASA, estuvo de acuerdo.

“En cierto sentido, DART es bastante simple. Solo hay un instrumento a bordo”, dijo, refiriéndose a la cámara de la nave espacial. “Pero, por otro lado, la precisión de la navegación es mucho más avanzada que todo lo que hemos hecho antes”.

Diez días antes del impacto, la DART desplegará un pequeño satélite que produjo la Agencia Espacial Italiana de nombre LICIACube, que lleva dos cámaras. Este compañero de viaje será testigo de la misión autodestructiva de la DART desde 54 kilómetros de distancia y medirá la cantidad de escombros que produzca el impacto. La cámara de la nave espacial DART, llamada DRACO, tomará fotografías del asteroide mientras se vaya acercando y las enviará a la Tierra hasta 20 segundos antes del impacto.

Para poner a prueba que la DART tuvo éxito, los científicos de la NASA y el Laboratorio de Física Aplicada medirán cuánto cambia la órbita de Dimorphos alrededor de Didymos después del impacto de la nave espacial. Para los telescopios en la Tierra, los asteroides son puntos diminutos de luz. Tras el impacto, los científicos monitorearán la duración de la órbita de Dimorphos midiendo el tiempo entre los titileos de luz reflejada que señalan que Dimorphos ha cruzado enfrente de Didymos y luego ha pasado por detrás media órbita más tarde.

Si la órbita del asteroide se acelera al menos 73 segundos, acortando el tiempo que le lleva girar alrededor de Didymos, la misión fue un éxito, dijo Rivkin. Pero espera que se produzca un cambio más significativo en la órbita del asteroide.

“Creemos que la cantidad real será algo así como 10 minutos”, dijo.

Para los astrónomos, es un misterio tanto si el impacto dejará un gran cráter y arrojará una nube de escombros como la superficie misma del asteroide.

Se sabe muy poco de la composición de Dimorphos. Si la roca espacial es dura y densa, el impacto producirá pocos escombros. Si Dimorphos resulta ser suave, como un racimo muy apretado de rocas espaciales más pequeñas, entonces el impacto de la DART dejará un gran cráter y creará una nube de escombros que los directores de la misión esperan que sirva para empujar más lejos al asteroide de su órbita con Didymos. Los escombros les darán un conocimiento temprano a los científicos de esta transferencia de impulso. Mientras más restos salgan del cráter, hay una mayor probabilidad de que se mueva el asteroide.

“Pero nadie sabe cómo se comportará el material que expulse ese cráter”, dijo Barbee. “La DART nos dará nuestro primer punto de datos sobre ese comportamiento”.

Si la prueba tiene éxito, será un arma confirmada para el arsenal de defensa planetaria de la NASA. Sin embargo, según los astrónomos, para los asteroides más grandes que Dimorphos, tal vez se necesiten otros métodos de desviación conceptual. Por ejemplo, se podría usar una flotilla de varios impactadores, como el diseño de la misión que utilizaron los astrónomos en la simulación de Tokio, para alterar el curso de un asteroide más grande.

Para cualquier asteroide que pudiera ser peligroso y esté al menos a diez años de impactar a la Tierra, otro método de desviación que no se ha probado involucra una nave espacial “tractora de gravedad” que orbitaría o volaría cerca del asteroide durante años y tendría una pequeña influencia gravitatoria, la cual poco a poco alejaría la trayectoria de la roca de la Tierra.

Una nave espacial con un dispositivo de explosión nuclear podría intentar desviar asteroides más grandes o más cercanos que sean una amenaza más inminente. Una nave espacial de ese tipo, la cual no se ha probado, se estacionaría cerca del asteroide y detonaría para que la explosión lo mueva hacia otra dirección. No obstante, usar una bomba nuclear tiene sus retos.

Si se usa mal, un arma nuclear podría crear varias rocas más pequeñas, pero que podrían provocar daños si mantienen su trayectoria hacia la Tierra. Y algunos acuerdos, entre ellos el Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre de 1967, prohíben colocar o utilizar armas nucleares en el espacio, lo cual sugiere que, si un país usa un arma nuclear para evitar el impacto de un asteroide con la Tierra, estaría cometiendo una violación a los tratados. No obstante, ese predicamento legal se podría resolver en una reunión de emergencia del Consejo de Seguridad de Naciones Unidas.

La NASA todavía debe realizar muchos trabajos de preparación, lo que incluye profundizar el conocimiento científico sobre las amenazas de asteroides que enfrentamos.

El Explorador Infrarrojo de Campo Amplio, un telescopio espacial que la NASA lanzó en 2009, ha ayudado a registrar hasta la fecha casi 27,000 asteroides cercanos a la Tierra. No obstante, esa cantidad representa tan solo el 40 por ciento del total que el Congreso le exige monitorear a la NASA, según Fast. Con la capacidad actual de la NASA, “a la velocidad que vamos ahora, tendrán que pasar unos 30 años” para completar el catálogo de asteroides cercanos a la Tierra, comentó. Una nave espacial futura con un inmenso telescopio infrarrojo, llamado NEO Surveyor, está programada para ser lanzada en 2026 con el objetivo de ayudar a acelerar esa labor.

“Este es el único desastre natural que podríamos prevenir”, mencionó Fast para referirse a los impactos de asteroides. “Es muy importante contar con la DART como herramienta, pero debemos encontrarlos antes de que podamos usar algo como la DART”.

En una conferencia de prensa reciente, Thomas Zurbuchen, administrador científico asociado de la NASA, dijo que confiaba en que el impacto de la DART tendría un efecto en la órbita del asteroide.

“Las probabilidades son del 100 por ciento”, dijo. “Es muy difícil imaginar un escenario en el que llegas con mucho impulso a un cuerpo como este, creas una interacción y no pasa nada en el otro lado”.

Pero todo eso depende de la capacidad de la DART para lograr su objetivo.

“Trabajamos cada vez más duro para no perder esta oportunidad”, dijo Ed Reynolds, gerente de proyectos de la DART en el Laboratorio de Física Aplicada. Pero reconoció que “existen limitaciones” para los sensores integrados de la misión, por lo que podría desviarse.

Sin embargo, a la nave espacial le quedará alrededor del 90 por ciento de su combustible cuando llegue al asteroide el próximo año, y podría apuntar a otras rocas espaciales si no logra conectarse con Dimorphos.

“En este momento, no mantenemos una lista de asteroides duales de respaldo contra los cuales reorientar”, dijo. “Pero tenemos en cuenta esa posibilidad”.


 



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