No tan sencillo como parecía: los escombros de la misión DART complican la defensa de la Tierra

Lo cual significa que, si bien aquella misión tuvo éxito al demostrar que la energía cinética de impactadores como DART puede, efectivamente, alterar la ruta de un asteroide, las rocas expulsadas por el propio impacto son capaces, también, de crear fuerzas en direcciones inesperadas que podrían complicar mucho los esfuerzos de deflexión. En otras palabras, el desvío de asteroides por impacto cinético como forma de defensa planetaria ha revelado ser una tarea mucho más compleja de lo esperado.

El hallazgo, llevado a cabo por un equipo de astrónomos liderados por la Universidad de Maryland, se acaba de publicar en 'Planetary Science Journal'.

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Judith de Jorge

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«Hemos tenido éxito en desviar un asteroide, moviéndolo de su órbita -afirma Tony Farnham, autor principal del estudio-. Pero nuestra investigación muestra que, mientras que el impacto directo de la nave espacial DART causó este cambio, las rocas eyectadas dieron al asteroide una 'patada' adicional que fue por lo menos igual de grande. Un factor que cambia la física que es necesario considerar en la planificación de esta clase de misiones».

El 26 de septiembre de 2022 la nave DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA, ejecutó una maniobra sin precedentes: se estrelló deliberadamente contra Dimorphos, el pequeño satélite que orbita el asteroide Didymos. El objetivo principal de la misión era demostrar la viabilidad de la técnica del 'impactador cinético' para desviar asteroides. La colisión, a más de 22.000 kilómetros por hora, fue un éxito rotundo: la órbita de Dimorphos alrededor de Didymos se acortó en 32 minutos, superando con creces el umbral de éxito predefinido de 73 segundos. La humanidad había probado, por primera vez, que era capaz de alterar el curso de un cuerpo celeste.

Sin embargo, lo que Farnham y su equipo acaban de descubrir es que una parte significativa de ese cambio orbital no provino del impacto directo de la nave, sino del 'retroceso' de los materiales eyectados por la colisión, lo que proporcionó un impulso adicional, una 'patada cósmica' que fue casi tan grande como el propio impacto de DART. El material expulsado, en efecto, actuó como una especie de propulsor 'extra', empujando al asteroide con una fuerza considerable en la dirección opuesta a la eyección.

¿Pero cómo pudieron los científicos desentrañar este complejo fenómeno? La clave se encuentra en un pequeño pero vital compañero de viaje de DART: LICIACube. Este minúsculo CubeSat, desarrollado por la Agencia Espacial Italiana (ASI), se separó de DART 15 días antes del impacto, y se colocó estratégicamente en la mejor posición para observar el espectáculo. Así, desde una distancia de 56,7 kilómetros, y solo 165 segundos después de la colisión, LICIACube comenzó a enviar a la Tierra una serie de imágenes sin precedentes: la inmensa columna de eyección surgiendo del lugar del impacto.

Gracias a esas imágenes, el equipo de astrónomos pudo rastrear el movimiento de 104 rocas, con radios que oscilan entre 0,2 y 3,6 metros, mientras se alejaban de Dimorphos a velocidades de hasta 52 metros por segundo (unos 187 kilómetros por hora). Al analizar estas trayectorias en tres dimensiones, Farnham y sus colegas hicieron un descubrimiento sorprendente: las rocas no se dispersaron al azar. En lugar de eso, se agruparon en dos conjuntos distintos, con una notable ausencia de material en otras áreas. «Vimos que las rocas no estaban dispersas al azar en el espacio -explica Farnham-. En cambio, se agruparon en dos grupos bastante distintos, con una ausencia de material en otros lugares, lo que significa que algo desconocido estaba en juego ahí».

El grupo de escombros más grande, que comprendía alrededor del 70% de los objetos medidos, fue expulsado hacia el sur a altas velocidades y ángulos poco profundos con respecto a la superficie del asteroide. La hipótesis de los científicos es que estos cantos rodados probablemente provienen de fuentes específicas, quizás de rocas más grandes en Dimorphos que fueron destrozadas por los paneles solares de DART justo antes de que el cuerpo principal de la nave impactara la superficie. Jessica Sunshine, coautora del estudio, sugiere que los paneles solares de DART podrían haber golpeado dos grandes rocas en el asteroide, apodadas Atabaque y Bodhran, y que el grupo de material eyectado hacia el sur estaría compuesto por fragmentos de Atabaque, una roca de 3,3 metros de radio.

Sunshine, que también fue investigadora principal adjunta de la misión Deep Impact (Impacto Profundo) de la NASA en 2005 contra el cometa Tempel 1, comparó los resultados de aquella misión con los de DART.

«Deep Impact -explica la investigadora- golpeó una superficie formada esencialmente por partículas muy pequeñas y uniformes, por lo que su eyección fue relativamente suave y continua. Pero aquí, vemos que DART se estrelló contra una superficie pedregosa y llena de grandes rocas, lo que resultó en estructuras caóticas y filamentosas en sus patrones de eyección».

Esta diferencia fundamental -una superficie hecha de partículas finas versus una superficie rocosa y con cantos rodados- es crucial para entender cómo los diferentes tipos de cuerpos celestes responden a los impactos. Es como comparar el impacto de una bala en un saco de arena con el de otra contra una pared de ladrillos: el resultado y la dispersión del material son totalmente distintos. Esta información, para Sunshine, «resulta vital para garantizar que una misión de defensa planetaria futura sea exitosa».

El 'momento' (la cantidad de movimiento) de los cantos rodados eyectados por el impacto de DART fue principalmente perpendicular a la trayectoria de la nave. Esto significa que, además de alterar la órbita de Dimorphos, podría haber inclinado su plano orbital hasta en un grado y, potencialmente, haber hecho que el asteroide se 'tambaleara' erráticamente en el espacio. Ni que decir tiene que, para una misión cuyo objetivo es un desvío preciso, cualquier 'tambaleo' inesperado podría ser un factor crítico.

El trabajo de este equipo para comprender el efecto de los escombros será clave para la misión Hera de la Agencia Espacial Europea (ESA), que tiene previsto llegar al sistema Didymos-Dimorphos en 2026. Hera, que junto con DART forma parte de la colaboración AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment), tiene como objetivos principales estudiar el sistema binario Didymos en detalle tras el impacto de 2022, evaluar sus propiedades internas y medir con precisión el resultado de la colisión con DART. La misión Hera desplegará sus propios CubeSats, Milani y Juventas, para recolectar datos espectrales de la superficie y estudiar las estructuras subsuperficiales e internas del asteroide.

El estudio de la Universidad de Maryland, en resumen, subraya la importancia de considerar todas las variables en la planificación de futuras misiones de desvío de asteroides. No basta con prever el impacto principal; es fundamental entender la física de la eyección, el tamaño y la composición del material eyectado, y cómo este puede influir en la trayectoria y rotación del asteroide.

«Si un asteroide se dirigiera hacia nosotros -concluye Sunshine- y supiéramos que tenemos que moverlo una cantidad específica para evitar que impacte contra la Tierra, entonces todas estas sutilezas se vuelven muy, muy importantes. Puedes pensar en ello como un juego de billar cósmico. Podríamos errar el tiro si no consideramos todas las variables».