El 26 de septiembre, la nave espacial DART chocará con un asteroide para aplicar la técnica de desviación del impacto cinético.Investigadores de la Unesp y del Inpe proponen una innovación en el método para aprovechar la fuerza gravitatoria terrestre en el proceso de desvío.El 15 de febrero de 2013, el mundo centró su atención en Chelyabinsk, Rusia, cuando un asteroide de aproximadamente 18 metros entró en la atmósfera terrestre y explotó sobre la ciudad.El evento generó una onda expansiva que afectó a seis ciudades de la región y dejó aproximadamente 1.200 heridos, con daños materiales por alrededor de 30 millones de dólares.Según datos de la NASA, actualmente hay aproximadamente 25.000 asteroides cercanos a la Tierra, a pesar de que todos ellos tienen un bajo riesgo de colisionar con el planeta.El profesor Othon Cabo Winter, del Departamento de Matemáticas de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Unesp, campus Guaratinguetá, recuerda que los objetos considerados cercanos en astronomía, sin embargo, están a distancias enormes.“La siguiente, en términos astronómicos, indica distancias mayores que la Luna”, comenta.A pesar del bajo riesgo de impacto, situaciones como la de febrero de 2013 llaman la atención sobre la necesidad de planes de defensa planetaria.Algunas de las ideas más populares en estos días implican estrellar una nave espacial contra el asteroide en un curso de colisión con suficiente fuerza para cambiar su trayectoria.Esta técnica se conoce como deflexión de impacto cinético.La premisa es transferir la energía cinética de una nave espacial al asteroide, generando un cambio en su órbita.Un efecto similar ocurre en las mesas de billar, cuando las bolas blancas chocan con otras bolas y les imparten energía cinética, haciendo que se muevan.Hasta hace menos de un año, este y otros planes de defensa planetaria solo estaban en papel y en maquetas informáticas.No obstante, en las próximas semanas comenzarán las primeras pruebas prácticas.El 24 de noviembre de 2021, la NASA lanzó la primera misión enfocada en pruebas de defensa planetaria.La misión DART (Double Asteroid Redirection Test) chocará contra el asteroide Dimorphos a una velocidad aproximada de 6 kilómetros por segundo.Se estima que este impacto será suficiente para provocar un cambio en la órbita del asteroide, que será medido por telescopios terrestres.La colisión está prevista para la próxima semana, el día 26 a las 20:14h, pero la ventana para llevar a cabo la misión se extiende hasta el 1 de octubre.Dimorphos es un asteroide de 163 metros que orbita alrededor del asteroide Didymos de 780 metros.La nave espacial DART mide solo 19 metros.El impacto estaba previsto que se produjera en el momento de menor distancia entre los asteroides y la Tierra, equivalente a 11 millones de kilómetros.Esta proximidad permitirá que los telescopios en la Tierra realicen observaciones de mayor calidad, especialmente después del impacto, y disminuirá la cantidad de combustible utilizado por la nave espacial en su viaje.La última vez que Didymos estuvo a esta distancia del planeta Tierra fue en 2003, y el próximo acercamiento no ocurrirá hasta 2062.La selección del objetivo para la prueba siguió una serie de criterios, explica Winter.“Básicamente, la elección de los objetivos se tenía que hacer entre los asteroides que estaban más cerca de la Tierra, porque enviar una nave espacial a lugares más lejanos supondría un gasto muy grande en combustible.Esto ya reduce el número de objetos.Luego, buscamos sistemas binarios, con órbitas de periodos cortos.Esto hace que sea más fácil ver los cambios que han tenido lugar, porque no tenemos que esperar a que el asteroide complete una órbita completa alrededor del Sol”.Dimorphos tardará 12 horas en completar una órbita alrededor de Didymos.Esto significa que incluso los cambios mínimos en la órbita, del orden de minutos, pueden ser capturados más fácilmente por los telescopios que siguen la misión.La sonda elegirá el punto de colisión por sí mismaAdemás de ser la primera misión en probar la desviación de asteroides, DART también implica importantes innovaciones tecnológicas.Entre ellos se encuentran los algoritmos desarrollados para la sonda, denominados Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation (SMART Nav).Estos algoritmos permiten que la nave espacial viaje de forma autónoma, sin necesidad de que un operador le indique qué comandos debe realizar.Por lo tanto, SMART Nav tiene el potencial de resolver una gran pregunta relacionada con el viaje de la sonda: el tiempo que tarda la información en salir de la sonda, llegar al operador en la Tierra y regresar a la nave espacial.“Como estamos hablando de distancias gigantescas, el control inmediato no es posible.Porque hay un tiempo transcurrido entre que la señal sale de allí, llega aquí, recibe el comando y luego regresa allí.Hay mucho que hacer de forma independiente.La máquina tomará decisiones, imaginará y definirá el lugar del impacto.Es un avance increíble desde el punto de vista tecnológico”, comenta el profesor.Además del aspecto tecnológico, Winter también destaca el gran avance científico que supondrá la misión, principalmente por el reto de modelar y predecir las posibles situaciones que encontrará la sonda al acercarse a los asteroides, ya que se desconoce la forma de Dimorphos.“Tenemos la forma aproximada de Didymos, es similar a un diamante.Pero no conocemos a Dimorphos.Aunque el sentido común ve a los asteroides como cuerpos más o menos redondos, esto no es así.Son diferentes, muchos son alargados.Esto dificulta la planificación del impacto, pero es algo que solo descubriremos cuando DART se acerque".A medida que se acerca el momento del impacto, llegan más y más imágenes tomadas por el sistema de cámara DRACO de DART.Con ellos, y otra información enviada por la nave espacial, los científicos de la misión actualizan los modelos del momento del impacto.Este es un trabajo que se realiza en paralelo con la recepción de la nueva información, para evitar errores, ya que se trata de una misión de "una sola vez".“La nave va a una velocidad muy alta.Si falla, pasará directamente y nunca volverá, y la misión se habrá perdido.Así que es un one-shot”, dice Winter.Cómo aprovechar la gravedad para desviar asteroidesEn agosto de este año, el profesor Winter, junto con el doctorando Bruno S. Chagas, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Unesp, campus Guaratinguetá, y el investigador Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado, del INPE, publicaron el artículo “Desviando un asteroide en rumbo de colisión con la Tierra utilizando una maniobra de oscilación motorizada”, en la revista Symmetry.En su estudio, Winter y sus colaboradores propusieron una nueva forma de aplicar la técnica de desviación del impacto cinético.La nueva metodología permite resolver uno de los grandes problemas de este enfoque, que es la fuerza necesaria para desviar los objetos.En el caso de asteroides pequeños, que son de pocos metros, la técnica funciona bien porque no es necesario utilizar un cohete o una sonda grande.Sin embargo, cuanto más grande es el asteroide, mayor debe ser la masa y la velocidad del impactador para causar la desviación.La dificultad de desviar objetos muy grandes se debe a una cantidad física llamada "cantidad de momento".También conocido como momento lineal, se define como el producto de la masa y la velocidad de un objeto.“Imagina que arrojas algo cuesta abajo.El objeto tendrá una cierta velocidad.Ahora, si este objeto es algo muy pesado y tratas de interceptarlo con una bola ligera, no pasará nada.Continuará su trayectoria.Para poder desviar este objeto, necesitarás algo mucho más pesado”, explica Winter.En el espacio, los asteroides viajan a velocidades muy altas.Esto significa que para desviar un asteroide del tamaño de kilómetros se necesitaría una nave espacial tan rápida como él y con una masa gigantesca.Esto es inviable desde un punto de vista económico y de ingeniería.Por esta razón, hasta ahora se considera que la desviación del impacto cinético se aplica solo a asteroides pequeños.Buscando resolver este problema, Winter y los demás investigadores aprovecharon un método conocido y utilizado para enviar sondas a otros planetas: el “swing-by”, o efecto tirachinas, en portugués.“Cuando enviamos una sonda a Júpiter oa Saturno, por ejemplo, no van en línea recta, sino en espiral.Además, pasan por otros planetas en el camino para ganar más energía.Por lo general, van a Venus, ganan energía, pasan cerca de la Tierra nuevamente, ganan más energía y luego salen.Dependiendo de la distancia que deban recorrer las sondas, incluso pueden pasar más de una vez por esta ruta interna, solo ganando la energía suficiente para el viaje”, comenta.La idea es básicamente aprovechar la fuerza gravitacional natural de todos los cuerpos para dotar al asteroide de más energía y así facilitar la desviación de objetos grandes incluso con cohetes pequeños.“¿Cómo funciona esta ganancia de energía?Imagina que hay un cuerpo que pasa cerca de la Tierra.Sentirá los efectos de la gravedad del planeta.Entonces, si pasa relativamente cerca, no demasiado cerca para chocar, pero lo suficientemente cerca como para ser influenciado por la gravedad, ganará energía y será desviado por la atracción gravitatoria de la Tierra”, explica Winter.Otro detalle en el plano de deflexión es el momento ideal para el impacto del cohete.Según los investigadores, el mejor momento para lograr el efecto honda sería cuando el asteroide estuviera en algún paso orbital anterior que resultaría en una colisión con el planeta.Y, más concretamente, en el punto de mayor aproximación.Esto permitiría aplicar una pequeña desviación, que es más fácil de hacer.Con el tiempo, esta desviación aumentaría acumulativamente, evitando colisiones en el futuro.Según el profesor, “aunque el desplazamiento sea de 100 metros, que es muy pequeño, con el tiempo aumenta la diferencia de órbita.La próxima vez que el asteroide pase cerca de la Tierra, ya no estará en curso de colisión”.Actualmente se conocen más de 25.000 asteroides cercanos a la Tierra, y este número aumenta entre dos y tres mil cada año.Escanear el cielo y reconocer asteroides también permite estudiar su órbita, lo que permite predecir con años de anticipación la posibilidad de que un asteroide entre en curso de colisión.De manera similar, también es posible predecir cuál será el último acercamiento del asteroide, antes de entrar en la órbita que terminaría en colisión.Esto hace factible la propuesta de los investigadores de aprovechar el momento en que el asteroide pasa más cerca de la Tierra sin colisionar.“Nuestro estudio muestra que si estás en el momento adecuado y en el lugar adecuado, es posible desviar un asteroide aplicando impulsos muy bajos, del orden de milímetros por segundo.Y es posible hacer el desvío sobre objetos enormes, que tienen kilómetros de longitud.Pero para eso, tenemos que conocer su historia y su futuro.Si podemos predecir su comportamiento, podemos aprovechar el momento en que el efecto honda es un poco mayor.Para ello, tendremos que moverlo para que pase más cerca de la Tierra.Entonces, en la próxima órbita, no estará en curso de colisión.Es algo paradójico.Y, obviamente, este 'cerrador' tiene un límite”, dice.Arriba: ilustración de la nave espacial DART y el asteroide Didymos.Créditos: Equipo de navegación JPL DART de la NASAPolítica de uso La reproducción de los contenidos es gratuita siempre que se acredite el Jornal da Unesp y los respectivos autores, indicando la dirección electrónica (URL) de la publicación original.Copyright © 2021 Por Jornal da UnespResponsable: Gabinete de Comunicación y Prensa de la Unesp