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NASA / Johns Hopkins APL

Espacio

El impacto de DART podría sumir a Dimorphos en el caos

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Una simulación sobre la misión de la NASA revela que el choque de la nave podría hacer que el asteroide se tambalee y entre en un estado caótico. Pero será imposible comprobarlo hasta que la ESA no lance su misión Hera para monitorizar los resultados

  • por Jonathan O'callaghan | traducido por Ana Milutinovic
  • 27 Septiembre, 2021

Los dinosaurios no tenían programa espacial, así que cuando un asteroide se dirigió hacia la Tierra hace 65 millones de años, no tenían ninguna advertencia ni forma de defenderse. Y ya sabemos cómo acabó aquello.

Es comprensible que los seres humanos estén interesados en evitar el mismo destino. A finales de este año, la NASA lanzará una misión para probar cómo podríamos desviar un futuro asteroide en dirección a la Tierra. La prueba de redireccionamiento doble de asteroides (DART) está programada para lanzarse el 24 de noviembre (o como muy tarde en febrero de 2022) y tardará un año en alcanzar su objetivo: el asteroide Dimorphos, del tamaño de un estadio que orbita otro asteroide mucho más grande llamado Didymos.

El plan es impactar contra Dimorphos a una velocidad de 6,5 kilómetros por segundo con la nave espacial DART, del tamaño de un coche y con un peso de alrededor de un tercio de una tonelada, para alterar unos minutos su órbita de casi 12 horas alrededor de Didymos. La misión Hera de la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés) que llegaría cinco años después, aspira a comprobar si la misión funcionó.

El impacto sólo tendrá un pequeño efecto en la órbita, pero debería ser suficiente para desviar un asteroide del camino hacia la Tierra en el futuro, siempre que lo hagamos con la suficiente antelación. El científico del programa DART en la sede de la NASA en Washington (EE. UU.) Tom Statler afirma: "Estamos haciendo esto para tener capacidad de prevenir un desastre natural verdaderamente catastrófico".

Los posibles cambios en la órbita de Dimorphos han sido bien estudiados. Pero hasta ahora no sabíamos mucho sobre lo que sucedería con el propio Dimorphos después del impacto. Un reciente artículo publicado en la revista Icarus documenta las primeras simulaciones para averiguarlo.

Los investigadores dirigidos por el físico de la Universidad de Maryland (EE. UU.) Harrison Agrusa modelaron cuánto DART podría cambiar el giro o la rotación de Dimorphos, calculando cómo el impulso del impacto alteraría el balanceo, la inclinación y el desvío del asteroide. Los resultados podrían ser dramáticos. "Podría empezar a tambalearse y entrar en un estado caótico. Esto fue realmente una gran sorpresa", asegura Agrusa.

Este giro inesperado plantea algunos desafíos interesantes que se suman a la dificultad de aterrizar en el asteroide, algo que la ESA espera intentar en su misión Hera con dos pequeñas naves espaciales. También podría complicar los futuros intentos de desviar un asteroide que se dirige hacia la Tierra, ya que cualquier rotación puede afectar la trayectoria de un asteroide a través del espacio.

Cuando DART choque contra Dimorphos, la energía del impacto será comparable a la explosión de tres toneladas de TNT, enviando miles de pedazos de escombros al espacio. Statler lo describe como un carrito de golf que viaja a 24.000 kilómetros por hora y se estrella contra un estadio de fútbol. La fuerza del impacto no provocará cambios inmediatos en el giro de Dimorphos, pero en unos días la situación empezará a cambiar, según Agrusa y su equipo.

Pronto, Dimorphos comenzará a tambalearse levemente. Ese bamboleo aumentará a medida que el impulso del impacto desequilibre su rotación, sin fricción en el vacío del espacio que lo frene. Dimorphos podría empezar a girar de un lado u otro, rotar a lo largo de su eje longitudinal, como un espiedo. Para un observador en Didymos que mira al cielo, este satélite aparentemente tranquilo tomará una nueva forma: comenzará a oscilar fuertemente hacia adelante y hacia atrás, y sus lados previamente ocultos estarían a la vista.

En cuestión de semanas, Dimorphos podría girar tanto que entraría en un estado caótico de rotación en el que giraría incontrolablemente alrededor de sus ejes. En los escenarios más extremos, el control de las mareas con Didymos podría romperse por completo y Dimorphos podría comenzar a dar vueltas "locas", explica Agrusa.

Lo que sucederá exactamente dependerá de varias cosas. La forma de Dimorphos tendrá un papel importante: si es más alargada que esférica, girará de manera más caótica. Las últimas observaciones de radar sugieren que es más bien alargado, pero no lo sabremos hasta unas horas antes de que DART lo impacte, cuando consiga sus primeras visualizaciones de su pequeño objetivo.

La ubicación del impacto también influirá. DART apuntará al centro de Dimorphos, con el objetivo de impartir la mayor cantidad de fuerza para alterar su órbita, pero cuanto más descentrado sea el impacto, más caótico será el giro resultante. Sin embargo, en la mayoría de los escenarios, unas semanas después, Dimorphos debería oscilar drásticamente hacia adelante y hacia atrás o tambalearse en muchas direcciones.

Cuando la misión Hera de la ESA llegue ahí cinco años más tarde, la situación podría ser bastante dramática, con Dimorphos girando fuertemente 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 controlado por las mareas. "La posibilidad de que Hera encuentre a Dimorphos en un estado caótico de tambaleo es realmente interesante y fascinante", admite Statler.

La llegada de Hera será la única forma de saber con certeza qué ha pasado con el giro de Dimorphos, ya que DART se destruiría por el impacto y Dimorphos es demasiado pequeño para observarlo en detalle desde la Tierra. Un pequeño satélite de fabricación italiana llamado LICIACube se lanzará antes del impacto y tomará imágenes durante el choque, pero solo lo hará durante unos minutos, tiempo insuficiente para ver cómo se produce el bamboleo.

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

No se espera que el movimiento de tambaleo de Dimorphos afecte al ensayo general de DART para salvar la Tierra algún día, ni representaría ningún peligro para nosotros en el planeta, pero sí que podría ofrecer información científicamente útil. El estado de giro de los asteroides podría afectar otras características, como la cantidad de luz solar que reflejan, lo que podría 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. Hay mucha física que se debe entender", resalta el astrónomo de la Universidad de Western Ontario (Canadá) Paul Wiegert.

Observar el sistema durante años, décadas o incluso siglos también nos dará una oportunidad sin precedentes de ver cómo evoluciona un sistema binario de asteroides después de experimentar un impacto como este. Hera por sí sola podría darnos una idea de lo fuerte que es el efecto de las mareas 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 chocamos un carrito de golf contra un estadio. Los resultados podrían ser, bueno, bastante caóticos. La especialista en dinámica de asteroides en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Massachusetts (EE. UU.) Federica Spoto concluye: "Es genial. Realmente estaremos modificando un sistema".

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