En la película "Armageddon" de 1998, dirigida por Michael Bay y protagonizada por Bruce Willis, un gran asteroide se aproxima hacia la Tierra. Los astronautas tienen la misión de introducir en el centro del meteorito una bomba nuclear que, al estallar, lo divida en varios fragmentos que se desvíen de la trayectoria inicial del asteroide.
El objetivo del proyecto internacional Asteroid Impact and Deflection Assessment Mission (AIDA) es el mismo: tratar de desviar un asteroide de su trayectoria. La misión es en realidad un ensayo, ya que el asteroide elegido no impactará contra la Tierra. Sin embargo, lo más importante de esta misión es saber qué margen de actuación tenemos con la tecnología actual ante posibles impactos de meteoritos contra nuestro planeta.
El destino es un sistema binario de asteroides, Didymos. Se trata de un asteroide de 170 m de diámetro (a veces llamado Didymoon) que orbita alrededor de un cuerpo más grande, de 800 m de diámetro. El asteroide que AIDA pretende desviar es Didymoon, el menor de ellos.
A diferencia de la película de 1998, el procedimiento para desviar el asteroide no será introducir una bomba nuclear en su interior, sino simplemente un impacto, un choque. El proyectil será una aeronave a gran velocidad (unos 6 km/s), que impactará en la superficie de Didymoon, y como consecuencia del choque el asteroide verá modificada su trayectoria.
El proyecto consta principalmente de dos naves independientes: la que impacte contra el asteroide, correspondiente a la misión DART (Double Asteriod Redirection Test), desarrollada por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins y financiada por la NASA; y una nave que observará el impacto y las características del asteroide antes y después del choque, perteneciente a la misión AIM (Asteriod Impact Mission) de la agencia europea ESA. La misión también incluye un pequeño módulo de aterrizaje que en principio aterrizará sobre Didymoon antes del impacto.
El proyecto aún está en una fase muy temprana de su desarrollo (previsiblemente se aprobará AIM en diciembre de 2016), de hecho aún no se conoce con exactitud la masa del asteroide que se pretende desviar, una información fundamental para la misión. La estimación que maneja actualmente la ESA, publicada en esta web, se ha obtenido por comparación con otros asteroides conocidos de características similares. De hecho una de las tareas de AIM antes del impacto de DART será determinar la masa del asteroide con una incertidumbre del 10%.
Si finalmente este proyecto se lleva a cabo, se lanzará AIM en octubre de 2020, para llegar a Didymos en junio de 2022. Se realizará un estudio de Didymoon antes de la llegada de DART. Unas dos semanas antes del impacto, AIM se alejará de los asteroides unos 100 km para observar sin peligro el impacto. Tras el choque, la misión concluirá con un segundo análisis de Didymoon.
Se puede estimar el efecto que tendría el impacto sobre el asteroide, simplemente utilizando la conservación del momento lineal (p' representa el momento lineal tras el choque):
El subíndice D se refiere a DART y el subíndice A se refiere al asteroide. Supondremos que Didymoon está inicialmente en reposo, por lo tanto a la izquierda solo nos queda la contribución de DART, que tiene una masa de unos 300 kg y en el momento del impacto tendrá una velocidad de unos 6 km/s. A la derecha, tras el choque, ambas velocidades son iguales, por lo tanto la conservación del momento lineal nos queda:
v^{\prime} "p=m_{D}v_{D}=p^{\prime}=(m_{D}+m_{A})v^{\prime}")
La masa de DART es mucho menor que la de Didymoon, por lo tanto a la derecha se puede aproximar que la suma de las dos será aproximadamente igual a la masa de Didymoon, de manera que toda la ecuación inicial se reduce a:
Se estima que la masa de Didymoon es:
Si sustituimos los datos en la ecuación, obtenemos que:
Por tanto, la velocidad con la que Didymoon se movería como resultado del impacto con DART sería de menos de medio milímetro por segundo.
Es un efecto muy pequeño, pero esto es solamente una estimación. Habría que tener en cuenta que Didymoon en realidad sí se está moviendo, algo que no hemos considerado, y de hecho el efecto que pueda tener el choque depende de la dirección en la que impacte DART. Además se pueden desprender rocas del asteroide, lo que podría contribuir a que la velocidad final de Didymoon tras el choque fuese algo mayor. Otro aspecto que no hemos tenido en cuenta es que desde un punto de vista de energías, no toda la energía de la aeronave se transmitirá al asteroide, porque habrá una pérdida de energía en forma de calor al impactar DART en Didymoon. AIM estudiará el cráter tras el impacto para saber cuánta energía se pierde en forma de calor.
De todos modos, una desviación pequeña en su órbita puede tener efectos más notables posteriormente, como un cambio en las características de su órbita (como el periodo: el tiempo que tarda en dar una vuelta completa; el plano en el que tiene lugar la órbita...), algo que tendrá que estudiar AIM tras el impacto. Es entonces cuando sabremos cuál ha sido exactamente el efecto que ha tenido el impacto en la órbita de Didymoon.
A continuación, un vídeo de la ESA sobre la misión:
A diferencia de la película de 1998, el procedimiento para desviar el asteroide no será introducir una bomba nuclear en su interior, sino simplemente un impacto, un choque. El proyectil será una aeronave a gran velocidad (unos 6 km/s), que impactará en la superficie de Didymoon, y como consecuencia del choque el asteroide verá modificada su trayectoria.
El proyecto consta principalmente de dos naves independientes: la que impacte contra el asteroide, correspondiente a la misión DART (Double Asteriod Redirection Test), desarrollada por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins y financiada por la NASA; y una nave que observará el impacto y las características del asteroide antes y después del choque, perteneciente a la misión AIM (Asteriod Impact Mission) de la agencia europea ESA. La misión también incluye un pequeño módulo de aterrizaje que en principio aterrizará sobre Didymoon antes del impacto.
El proyecto aún está en una fase muy temprana de su desarrollo (previsiblemente se aprobará AIM en diciembre de 2016), de hecho aún no se conoce con exactitud la masa del asteroide que se pretende desviar, una información fundamental para la misión. La estimación que maneja actualmente la ESA, publicada en esta web, se ha obtenido por comparación con otros asteroides conocidos de características similares. De hecho una de las tareas de AIM antes del impacto de DART será determinar la masa del asteroide con una incertidumbre del 10%.
Si finalmente este proyecto se lleva a cabo, se lanzará AIM en octubre de 2020, para llegar a Didymos en junio de 2022. Se realizará un estudio de Didymoon antes de la llegada de DART. Unas dos semanas antes del impacto, AIM se alejará de los asteroides unos 100 km para observar sin peligro el impacto. Tras el choque, la misión concluirá con un segundo análisis de Didymoon.
Se puede estimar el efecto que tendría el impacto sobre el asteroide, simplemente utilizando la conservación del momento lineal (p' representa el momento lineal tras el choque):
El subíndice D se refiere a DART y el subíndice A se refiere al asteroide. Supondremos que Didymoon está inicialmente en reposo, por lo tanto a la izquierda solo nos queda la contribución de DART, que tiene una masa de unos 300 kg y en el momento del impacto tendrá una velocidad de unos 6 km/s. A la derecha, tras el choque, ambas velocidades son iguales, por lo tanto la conservación del momento lineal nos queda:
La masa de DART es mucho menor que la de Didymoon, por lo tanto a la derecha se puede aproximar que la suma de las dos será aproximadamente igual a la masa de Didymoon, de manera que toda la ecuación inicial se reduce a:
Se estima que la masa de Didymoon es:
Si sustituimos los datos en la ecuación, obtenemos que:
Por tanto, la velocidad con la que Didymoon se movería como resultado del impacto con DART sería de menos de medio milímetro por segundo.
Es un efecto muy pequeño, pero esto es solamente una estimación. Habría que tener en cuenta que Didymoon en realidad sí se está moviendo, algo que no hemos considerado, y de hecho el efecto que pueda tener el choque depende de la dirección en la que impacte DART. Además se pueden desprender rocas del asteroide, lo que podría contribuir a que la velocidad final de Didymoon tras el choque fuese algo mayor. Otro aspecto que no hemos tenido en cuenta es que desde un punto de vista de energías, no toda la energía de la aeronave se transmitirá al asteroide, porque habrá una pérdida de energía en forma de calor al impactar DART en Didymoon. AIM estudiará el cráter tras el impacto para saber cuánta energía se pierde en forma de calor.
De todos modos, una desviación pequeña en su órbita puede tener efectos más notables posteriormente, como un cambio en las características de su órbita (como el periodo: el tiempo que tarda en dar una vuelta completa; el plano en el que tiene lugar la órbita...), algo que tendrá que estudiar AIM tras el impacto. Es entonces cuando sabremos cuál ha sido exactamente el efecto que ha tenido el impacto en la órbita de Didymoon.
A continuación, un vídeo de la ESA sobre la misión:
Más información:
Página de la misión AIDA, en la ESA y en la NASA
En dos palabras: Im presionante
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