Misión DART: cuenta atrás para el primer ensayo de defensa planetaria de la Tierra

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Ilustración de la nave espacial DART antes del impacto en el sistema binario Didymos. <a href="https://www.nasa.gov/image-feature/stay-tuned-for-dart" rel="nofollow noopener" target="_blank" data-ylk="slk:NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben" class="link ">NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben</a>
Ilustración de la nave espacial DART antes del impacto en el sistema binario Didymos. NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben

Quién no se ha preguntado alguna vez cómo desaparecieron los dinosaurios. Antes de que hubiera evidencia científica, ya se sospechaba que su extinción debía haber sido consecuencia de un cataclismo de magnitud global, posiblemente, un impacto cósmico. Y es en este momento, al tomar conciencia de su fragilidad frente a un evento de estas características, cuando el ser humano empieza a fantasear con la posibilidad de ser capaz de defenderse de esta gran amenaza.

Los asteroides son cuerpos celestes que, si bien tienen un tamaño reducido, viajan por el espacio a velocidades enormes, por lo que la colisión de uno de tamaño medio contra la Tierra liberaría la energía equivalente a varios miles de bombas atómicas.

Pero, ¿cuenta la humanidad con el conocimiento y la tecnología suficientes para desviar un cuerpo celeste de su trayectoria natural? A esta pregunta pretende dar respuesta el próximo 27 de septiembre la misión DART, el primer ensayo de defensa planetaria de la Tierra.

El experimento servirá ante una amenaza de impacto real

Hace más de una década surgió en varios científicos el sueño de llevar a cabo el primer experimento de la historia a escala planetaria que permitiera probar si es posible modificar la trayectoria de un asteroide. Aquel fue el origen conceptual de la misión DART de la NASA (“dardo” en inglés). El objetivo final de esta misión es poner a punto una metodología que permita en el futuro, y en tiempo récord, desviar un cuerpo celeste potencialmente peligroso para la Tierra.

En noviembre de 2021, la NASA lanzó una nave espacial, del tamaño de un coche pequeño y apenas 500 kg, que ha viajado desde entonces a través del espacio alcanzando velocidades gigantescas. El próximo 27 de septiembre impactará contra la pequeña luna Dimorphos, el satélite de un sistema binario de asteroides denominado Didymos 65803.

El desafío de DART: mover una roca en el espacio

Intentar mover una roca de 160 m de diámetro haciendo colisionar una pequeña nave de 500 kg no parece tarea fácil. Si a esto añadimos que la roca se encuentra a 11 millones de kilómetros de distancia y se mueve a 23 km/s, la cosa se muestra mas complicada. Por poner un ejemplo sencillo, sería como intentar disparar desde Madrid a una mosca en pleno vuelo situada en Algeciras, y además, moverla en la dirección adecuada.

La misión no pretende únicamente mover Dimorphos, sino desviarlo de forma controlada. Para lograrlo es necesario decidir con precisión el punto del impacto que permita una desviación más eficiente. Sin embargo, a día de hoy, no se conoce ni la composición ni la forma del asteroide, por lo que esta decisión tendrá que tomarse cuando la nave DART se encuentre suficientemente cerca de Dimorphos, apenas unos días antes del impacto.

Durante todos estos años, el equipo de investigadores que componen la misión DART ha estado poniendo a punto los modelos numéricos que permitirán tomar esta decisión cuando llegue el momento.

DART a prueba en el Laboratorio de Impactos del Centro de Astrobiología (CAB)

Los modelos numéricos nos permiten reproducir cualquier proceso natural que se rija por una o varias ecuaciones matemáticas. Se han convertido en una forma eficiente de realizar “experimentos virtuales”, ahorrando así costes de laboratorio.

Con los modelos numéricos se pueden estudiar procesos en condiciones a menudo irreproducibles experimentalmente, como es el caso del impacto de DART, que se producirá en condiciones de vacío y microgravedad.

Para poner a punto un modelo, y que los resultados sean realmente fiables, hay que validarlo comparando los resultados numéricos con experimentos reales. Por este motivo el Laboratorio de Impactos del CAB (CSIC-INTA) es parte fundamental de la misión, pues en él hemos realizado los ensayos de validación de uno de los modelos numéricos con los que se ha diseñado la misión y en base a los cuáles se tomarán decisiones críticas días antes del impacto.

Experimentos con un cañón de gas comprimido

El Laboratorio de Impactos del CAB está concebido para experimentos de impacto a baja velocidad. Consiste en un cañón de gas comprimido que puede disparar proyectiles a velocidades de hasta 420 m/s sobre materiales de diferentes características con varios ángulos de impacto.

Los experimentos se graban con cámaras de alta velocidad y los cráteres resultantes se pueden escanear en 3D.

Una característica especial del laboratorio es que los ensayos pueden realizarse en una configuración que permite estudiar con detalle la formación del cráter en sección.

Los experimentos que hemos llevado a cabo en el CAB tienen en cuenta el efecto de la heterogeneidad, porosidad, cohesión y fricción del material objeto del impacto, similar a Dimorphos. Los resultados obtenidos se han publicado recientemente en Earth and Planetary Science Letters, validando con éxito uno de los códigos más utilizados en la misión para simular el impacto.

Ahora ya sólo nos queda esperar al día de la colisión y cruzar los dedos: “Go DART!”

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

M. Isabel Herreros ha recibido fondos de Agencia Estatal de Investigación (AEI) Project No. MDM-2017-0737 Unidad de Excelencia “María de Maeztu”-Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA.

Jens Ormö ha recibido fondos de Agencia Estatal de Investigación (AEI) Project No. MDM-2017-0737 Unidad de Excelencia “María de Maeztu”-Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA.