En septiembre de 2022, la NASA estrelló una nave espacial contra un pequeño asteroide. Los resultados fueron impresionantes.
La prueba de redirección de doble asteroide, o DART , fue un éxito como demostración tecnológica prototipo. Pero, ¿qué podemos decir sobre el impacto de la misión? ¿Qué significa para nuestras posibilidades de defender el planeta de la calamidad cósmica? Desafortunadamente, no mucho, no todavía.
El éxito de la misión DART de la NASA
La nave espacial funcionó bien. Una cámara a bordo de DART capturó la escena cuando la nave pasó por Didymos, un asteroide cercano a la Tierra. El objetivo de DART era el satélite de Didymos, Dimorphos. El asteroide objetivo se expandió para llenar el marco y la prueba terminó abruptamente con un impacto frontal.
Si la nave hubiera golpeado en un ángulo amplio al centro geométrico de la roca, los resultados podrían haber sido diferentes. El asteroide podría haber girado o tambaleado sin ralentizar su movimiento de traslación (imagina golpear el borde de una bola de billar en lugar de golpear el centro que dirige la bola puramente hacia adelante). Los telescopios detectaron columnas gigantes de material expulsado arrojado al espacio, otra buena señal. La masa rociada en una dirección imparte fuerza en la otra dirección sobre el rociador.
Unos días después, la NASA anunció que la órbita del pequeño asteroide alrededor del más grande fue alterada en una cantidad lo suficientemente grande como para medirla claramente. El período orbital se redujo en unos 32 minutos, de 11 horas y 55 minutos a 11 horas y aproximadamente 23 minutos. Esto estaba en el extremo superior de las estimaciones, por lo que son buenas noticias.
Sin embargo, esa medida por sí sola no nos dice qué tan bien funcionaría la táctica en un asteroide que representa una amenaza real , que es lo que realmente queremos saber.
Eventualmente, la NASA tendrá datos más completos, lo que permitirá a los investigadores examinar los detalles con más cuidado. Por ahora, nuestras respuestas son parciales. Pero podemos hacer más estimaciones y abordar la ciencia detrás de la desviación de los asteroides.
Mosquitos interestelares
Una misión de defensa planetaria funciona alterando el movimiento de un asteroide en una cantidad muy pequeña. Supongamos que hizo rodar dos bolas de bolos por una pista reglamentaria de ese juego. Un mosquito vuela por el camino y golpea una de las bolas. El impacto ralentiza esa pelota en una cantidad minúscula, demasiado pequeña para medirla razonablemente. Al final del carril, las bolas golpearán exactamente al mismo tiempo, para el ojo humano. Pero si el carril tiene 1000 kilómetros de largo, la bola frenada por el mosquito llegará un poco tarde al otro extremo.
Los carriles del espacio tienen miles de millones de kilómetros de largo, por lo que no tienes que golpear la pelota muy fuerte si la golpeas con mucha anticipación.
Digamos que, al estrellar una nave espacial contra él, reducimos la velocidad de un asteroide en 1/10.000 del 1 por ciento. La distancia que recorre en un día ahora podría reducirse de, digamos, 864 000 000 metros a 863 999 136 metros. Entonces, la posición esperada del asteroide disminuye 864 metros (0,864 km) cada día después del impacto.
Dado que la Tierra tiene más de 12.000 km de diámetro, se necesitan varios miles de días para que la desaceleración se acumule hasta el efecto previsto: es decir, permitir que la Tierra se deslice más allá del asteroide.
La NASA esperaba reducir la velocidad de Dimorphos en aproximadamente una milla por día. En teoría, esto sería suficiente para convertir un impacto en la Tierra en casi un accidente, si el asteroide pudiera ser golpeado diez años más unas pocas semanas antes de una colisión inminente.
Lo que aún no sabemos es si el impacto de DART redujo la velocidad del asteroide más de lo que esperaba la NASA.
Podemos hacer algunas estimaciones utilizando la excentricidad mínima de la órbita de Dimorphos sobre Didymos, que es casi cero o circular, la disminución de su período orbital después del impacto y las predicciones de la NASA. En el mejor de los casos, el impacto redujo la velocidad de Dimorphos en unos 6,4 kilómetros por día. En el peor de los casos, podría haberlo reducido solo 1,6 kilómetros por día. La estimación intermedia es de alrededor de 4 kilómetros por día. Los valores fuera de esto son, por supuesto, posibles, y aún no sabemos lo suficiente como para estar seguros. Estos números están en línea con lo que la NASA esperaba, aunque están en el extremo superior de las expectativas.
Al volver a realizar nuestros cálculos simples, en el mejor escenario posible, golpear Dimorphos con 2,5 años de anticipación daría tiempo suficiente para cambiar la trayectoria de impacto a una que rozara la atmósfera, pero no llegara a impactarla. En el peor de los casos, tendríamos que golpearlo diez años antes. ¿Cuánta protección nos brinda eso?
Un buen comienzo, pero lejos de podernos defender el impacto de un asteroide catastrófico
El evento de Tunguska en 1908 probablemente fue causado por una roca de unos 60 metros de ancho. Aproximadamente podemos estimar que tenía menos de 1/20 de la masa de Dimorphos. El famoso cráter Barringer en el desierto de Arizona, de casi 180 metros de profundidad, fue causado por una roca de tamaño similar y composición diferente.
Cualquiera de estos podría haber destruido una ciudad lo suficientemente desafortunada como para sentarse en el punto de impacto. Rocas de este tamaño podrían ser desviadas efectivamente por DART menos de un año antes de un impacto previsto. El problema es que detectarlos es muy difícil. Los esfuerzos en curso continúan para descubrir nuevos asteroides cercanos a la Tierra casi a diario. Los objetos como el meteorito de Chelyabinsk en 2013 a menudo se detectan solo cuando la bola de fuego ilumina el cielo.
Dimorphos se descubrió en 2003. Si hubiera estado en curso de colisión durante, digamos, 2030, probablemente podríamos evitar un impacto. Didymos, sobre el que orbita, fue descubierto en 1996.
Y aquí es donde las malas noticias comienzan.
Digamos que Didymos debía chocar contra la Tierra. Su diámetro es unas 4,5 veces el de Dimorphos. Eso significa que Didymos tiene algo así como 95 veces más masa. En este caso, DART tendría que impactarlo entre 190 y 950 años antes para alterar su curso lo suficiente. Solo lo descubrimos hace 26 años. Si necesitáramos desviarlo dentro de unos años, tendríamos que golpearlo 100 veces más fuerte que DART golpeó a Dimorphos. Eso significa que la masa y la velocidad, multiplicadas juntas, deben estar en una escala 100 veces mayor que la de DART.
Esto es posible, pero ampliaría nuestras capacidades actuales. Podríamos agregar masa a través de una serie de grandes lanzamientos, tal vez usando vehículos de lanzamiento como Falcon Heavy . Se podrían lanzar motores adicionales para aumentar la velocidad. En cuanto a las rocas más grandes que Didymos, supondrían un problema mucho mayor.
El famoso impactador de Chicxulub , que causó una extinción masiva hace 66 millones de años, tenía aproximadamente 10.000 metros de diámetro. La masa de este objeto, unas 200.000 veces mayor que la de Didymos, era lo suficientemente significativa como para que una nave espacial como DART tuviera que impactarla con millones de años de anticipación para evitar un impacto a nivel de extinción.
Ninguna versión mejorada concebible de DART es capaz de prevenir tal evento. Para eso, necesitaríamos contramedidas mucho más poderosas. Los científicos TJ Ahrens y AW Harris llevaron a cabo una investigación de este problema , y analizaron las contramedidas necesarias contra asteroides de diferentes tamaños.
Para rocas pequeñas, concluyen que una misión como DART, tal vez ampliada un poco, podría ser suficiente, como acaba de demostrar DART.
Para rocas más grandes que Didymos, pero mucho más pequeñas que Chicxulub, el impactador necesitaría miles de veces más impulso.
No podemos hacer fácilmente una nave miles de veces más rápida o miles de veces más masiva que DART con la tecnología de cohetes actual. Las armas nucleares podrían impartir suficiente empuje para hacer el trabajo, con ciertas consideraciones cuidadosas sobre la composición del asteroide , la ubicación de la explosión, qué tan bien podría dirigirse la explosión, la cantidad de eyección expulsada, etc.
Para objetos gigantes como Chicxulub, la única opción actualmente factible es una explosión nuclear realmente enorme. Un dispositivo de muchos megatones podría darnos una oportunidad. Afortunadamente, es probable que detectemos asteroides de este tamaño con mucha antelación.
DART fue un primer paso útil hacia la capacidad de desviación de asteroides. Sin embargo, Dimorphos es muy pequeño. Tenemos un largo camino por recorrer antes de que podamos defendernos contra colisiones verdaderamente catastróficas.
