La misión DART que desvió un asteroide, más exitosa de lo esperado
El equipo de la misión DART ha confirmado, en cuatro artículos publicados en Nature, la viabilidad de redirigir objetos cercanos a la Tierra, como los asteroides, como medida de defensa planetaria.
La prueba DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA fue el primer intento de la Tierra de lanzar una nave espacial para colisionar intencionadamente con un asteroide y desviarlo como técnica de defensa planetaria. El 26 de septiembre de 2022, la nave espacial DART colisionó con un pequeño asteroide lunar llamado Dimorphos, que orbita alrededor de un asteroide mayor llamado Didymos. Ninguno de los dos asteroides suponía una amenaza para la Tierra, pero representaban cuerpos celestes similares que algún día podrían acercarse y poner en peligro el planeta.
"Aún no podemos detener los huracanes ni los terremotos, pero hemos aprendido que podemos evitar el impacto de un asteroide con tiempo, avisos y recursos suficientes", afirma Derek Richardson, profesor de astronomía de la Universidad de Maryland (UMD) y jefe del grupo de trabajo de la investigación DART. "Con tiempo suficiente, un cambio relativamente pequeño en la órbita de un asteroide haría que no llegara a la Tierra, evitando que se produjera una destrucción a gran escala en nuestro planeta".
Richardson y sus colegas del Departamento de Astronomía de la UMD, la profesora Jessica Sunshine y el investigador principal Tony Farnham, desempeñaron un papel fundamental en el estudio de la eficacia de la misión DART para desviar un asteroide de su trayectoria hacia la Tierra.
Farnham desempeñó un papel decisivo en el cálculo de las condiciones geométricas y las dimensiones necesarias para interpretar con precisión las observaciones del evento. Utilizando datos de los ingenieros de la nave espacial y de la Cámara de Reconocimiento y Navegación Óptica de Asteroides Didymos (DRACO), Farnham ayudó a determinar qué estaba observando la nave espacial DART cuando se aproximaba a Dimorphos.
"Cuando se trata de observaciones de una nave espacial, necesitamos saber en qué parte del espacio se encuentra con respecto al asteroide, el Sol y la Tierra, y hacia dónde mira en cada momento", explicó Farnham. "Con esta información, tenemos el contexto para hacer nuestras conjeturas y evaluar nuestro trabajo".
Gracias al trabajo de Farnham, el equipo del DART obtuvo información importante sobre la cronología general del impacto, la ubicación y la naturaleza del lugar del impacto, y el tamaño y la forma de Dimorphos. Para sorpresa del equipo, descubrieron que el pequeño asteroide era un esferoide oblato, o un cuerpo similar a una esfera ligeramente aplastada, en lugar de la forma más alargada que se esperaba según las predicciones teóricas.
"Tanto Didymos como Dimorphos tienen una forma más blanda -se parecen más a los M&Ms de mantequilla de cacahuete y menos a los M&Ms de cacahuete- de lo que esperábamos", afirma Sunshine. "Esta forma también desafía algunas de nuestras ideas preconcebidas sobre cómo se forman este tipo de asteroides y complica la física detrás de DART, ya que nos lleva a repensar nuestros modelos actuales de asteroides binarios".
Además de la forma irregular de Dimorphos, los científicos también observaron que la superficie del asteroide era notablemente pedregosa y en bloques. Esta cualidad geomórfica probablemente influyó en la formación de cráteres, la cantidad y las propiedades físicas de los eyecta (restos expulsados por los impactos) y el impulso de un impacto tipo DART.
Sunshine, que anteriormente trabajó como investigador principal adjunto de la misión Deep Impact de la NASA, dirigida por la UMD, observó que estas diferentes cualidades texturales conducían a diferentes resultados de impacto, lo que resultaba crítico para evaluar el éxito de la nave espacial DART a la hora de redirigir Dimorphos desde su órbita original.
"La misión Deep Impact colisionó con un cometa cuya superficie está formada por granos pequeños y uniformes", explicó Sunshine. "Deep Impact dio lugar a un abanico de escombros más uniforme que las estructuras filamentosas observadas tras el impacto de DART en terreno pedregoso. Resulta que el movimiento de los eyecta causados por el DART tuvo realmente un profundo efecto en el éxito de la misión del DART".
Empujón adicional por la eyección de escombros
La nave espacial DART no fue la única fuente de impulso en el impacto con Dimorphos; un empujón adicional fue causado por las violentas eyecciones de escombros cuando la nave se estrelló contra el diminuto asteroide lunar.
"Fueron tantos los escombros expulsados por el impacto que Dimorphos fue empujado aproximadamente 3,5 veces más en comparación con el impacto de la nave espacial DART sola", explicó Richardson, que ayudó a calcular y verificar el impulso transferido entre la nave espacial DART y Dimorphos.
Según Farnham, que calculó la dirección de la eyección del asteroide, este hallazgo se confirmó cuando el equipo midió que la órbita del asteroide había cambiado más de lo que el equipo esperaba, que era más conservador. La diferencia en los periodos orbitales, o el tiempo que tarda un objeto celeste en completar una rotación alrededor de otro objeto, indica que la órbita de Dimorphos alrededor de Didymos había cambiado.
Antes del impacto, esperábamos que la órbita de Dimorphos se acortara sólo unos 10 minutos", explicó Farnham. Pero tras el impacto, descubrimos que el período orbital se había acortado aún más, reduciendo en algo más de 30 minutos una órbita que normalmente dura 12 horas". En otras palabras, el material expulsado actuó como un chorro para empujar a la luna aún más fuera de su órbita original.
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