Nuevos datos de misión DART prueban la viabilidad de la desviación de asteroides como estrategia de defensa planetaria         

 

Por la Universidad de Maryland

01 de marzo de 2023.

 

Dimorphos (foto a la izquierda), una pequeña luna asteroidal, orbita un asteroide más grande llamado Didymos (derecha). Crédito: NASA/Johns Hopkins APL.

 

La prueba de redirección de doble asteroide (DART) de la NASA fue el primer intento de la Tierra de lanzar una nave espacial para colisionar intencionalmente y desviar un asteroide como técnica de defensa planetaria. El 26 de septiembre de 2022, la nave espacial DART chocó con una pequeña luna asteroide llamada Dimorphos, que orbita un asteroide más grande llamado Didymos. Ninguno de los asteroides representaba una amenaza para la Tierra, pero representaban cuerpos celestes similares que algún día podrían acercarse y poner en peligro el planeta.

 

En cuatro artículos publicados en la revista Nature el 1 de marzo de 2023, el equipo de DART, que incluye astrónomos de la Universidad de Maryland, detalló el impacto exitoso de DART, la posible física detrás de la colisión, las observaciones de los desechos resultantes expulsados ​​del asteroide y los cálculos de los “cambios orbitales” en Dimorphos. Los hallazgos confirman la viabilidad de redirigir objetos cercanos a la Tierra como asteroides como medida de defensa planetaria.

 

"Todavía no podemos detener los huracanes o los terremotos, pero finalmente aprendimos que podemos prevenir el impacto de un asteroide con suficiente tiempo, advertencia y recursos", dijo Derek Richardson, profesor de astronomía en la UMD y líder del grupo de trabajo de investigación de DART. "Con el tiempo suficiente, un cambio relativamente pequeño en la órbita de un asteroide haría que se pierda la Tierra, evitando que ocurra 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 científico investigador principal Tony Farnham, desempeñaron un papel fundamental en el estudio de la eficacia de la misión DART para desviar un asteroide de una trayectoria hacia la Tierra.

 

Farnham jugó un papel decisivo en el cálculo de las condiciones geométricas y las dimensiones necesarias para interpretar con precisión las observaciones del evento. Usando datos de los ingenieros de la nave espacial y de la cámara de asteroides y reconocimiento Didymos para navegación óptica (DRACO), Farnham ayudó a determinar qué estaba mirando la nave espacial DART a medida que se acercaba a Dimorphos.

 

"Cuando se trata de observaciones de una nave espacial, debemos comprender en qué parte del espacio se encuentra la nave espacial con respecto al asteroide, el Sol y la Tierra y hacia dónde se enfrenta en un momento dado", explicó Farnham. “Con esta información, tenemos el contexto para hacer nuestras conjeturas y evaluar nuestro trabajo”.

 

Gracias al trabajo de Farnham, el equipo de 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, encontraron que el pequeño asteroide era un esferoide achatado, o un cuerpo esférico ligeramente aplastado, en lugar de una forma más alargada que se esperaba de las predicciones teóricas.

 

"Tanto Didymos como Dimorphos tienen una forma más blanda, se parecen más a los M&M de mantequilla de maní de lo que esperábamos", dijo Sunshine. "Esta forma también desafía algunas de nuestras ideas preconcebidas sobre cómo se forman estos asteroides y complica la física detrás de DART porque nos impulsa a repensar nuestros modelos actuales de asteroides binarios".

 

Además de la forma irregular de Dimorphos, los científicos también notaron 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 la eyección (desechos expulsados ​​de los impactos) y el impulso de un impacto tipo DART.

 

Sunshine, quien anteriormente se desempeñó como investigadora principal adjunto de la misión Deep Impact de la NASA dirigida por UMD, observó que estas diferentes cualidades de textura conducían a diferentes resultados de impacto, lo que es fundamental para evaluar el éxito con el que la nave espacial DART redirigió a Dimorphos desde su órbita original.

 

"La misión Deep Impact chocó con un cometa cuya superficie está formada por pequeños granos, en su mayoría uniformes", explicó Sunshine. "Deep Impact resultó en un abanico de escombros más uniforme que las estructuras filamentosas que se vieron después del impacto de DART en el terreno pedregoso. Resulta que el movimiento de la eyección causada por DART realmente tuvo un efecto profundo en el éxito de la misión de DART".

 

La nave espacial DART no fue el único proveedor de impulso en el impacto con Dimorphos; un empujón adicional fue causado por violentas salpicaduras de escombros cuando la nave espacial se estrelló contra la diminuta luna del asteroide.

 

"Hubo tantos escombros expulsados ​​por el impacto que Dimorphos fue empujado aproximadamente 3,5 veces más efectivamente en comparación con el impacto de la nave espacial DART sola", explicó Richardson, quien ayudó a calcular y verificar el impulso transferido entre la nave espacial DART y Dimorphos.

 

Según Farnham, quien calculó la dirección de la eyección del asteroide, este hallazgo se confirmó cuando el equipo midió que la órbita del asteroide había cambiado más que las expectativas más conservadoras del equipo. La diferencia en los períodos 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 el impacto acortara la órbita de Dimorphos en solo unos 10 minutos", dijo Farnham. "Pero después del impacto, supimos que el período orbital se acortó aún más, reduciendo una órbita ordinaria de 12 horas por poco más de 30 minutos. En otras palabras, el material expulsado actuó como un chorro para empujar a la luna aún más fuera de su órbita original".

 

La misión DART representa un primer paso importante para desarrollar estrategias de defensa planetaria apropiadas contra objetos cercanos a la Tierra como los asteroides.

 

El equipo de DART anticipa que la próxima misión Hera de la Agencia Espacial Europea, que se lanzará en octubre de 2024, revelará más información sobre el sitio de impacto de DART. Para los años 2026-2027, la nave espacial Hera volverá a visitar el sistema binario de asteroides que contiene Dimorphos y Didymos y evaluará las propiedades internas de ambos asteroides por primera vez, proporcionando un análisis más detallado de los efectos del impacto DART en el sistema y la geofísica detrás de la formación del Sistema Solar.

 

"Todavía no sabemos mucho sobre Dimorphos y Didymos porque solo hemos visto el exterior", dijo Sunshine. "¿Cómo es su estructura interna? ¿Hay diferencias en la porosidad entre los dos? Ese es el tipo de preguntas que debemos responder para ver realmente qué tan efectivas son nuestras desviaciones y cómo se forman y evolucionan los cuerpos celestes como esos asteroides".

 

Si bien la misión Hera aún se encuentra en la fase de construcción, la investigación tanto de DART como de sus predecesores, como Deep Impact, aún ofrece una gran cantidad de información sobre cómo los humanos pueden desarrollar formas adicionales de defender la Tierra de los asteroides y cometas que se acercan. Gracias a un legado de iniciativas de prueba de impacto cinético e investigación de defensa planetaria dirigida por el difunto profesor universitario distinguido de astronomía Mike A'Hearn, los astrónomos de la UMD están equipados de manera única para evaluar y avanzar en la experimentación de impacto a escala planetaria. Richardson, Sunshine, Farnham y sus colegas esperan honrar el trabajo que condujo a DART al continuar ayudando a ser pioneros en nuevos métodos de mitigación de amenazas de asteroides.

 

"Estos documentos son simplemente los primeros resultados sobre la misión DART que se publicarán", dijo Farnham. "Pero hay docenas de estudios actualmente en curso que nos ayudarán a comprender mejor el impacto y las implicaciones para la defensa planetaria mientras se descubren fenómenos más interesantes".

 

Fuente:

https://phys.org/news/2023-03-nasa-dart-viability-asteroid-deflection.html