Misión DART: la humanidad ya tiene un plan de defensa planetaria 

Imagen del sistema binario Didymos obtenida por la cámara LUKE del cubesat LICIACube de la Agencia Espacial Italiana (ASI), capturadas justo después del impacto de la nave espacial Double Asteroid Redirect Test (DART) de la NASA con el asteroide Dimorphos (situado abajo) el 27 de septiembre de 2022. ASI/NASA

Acaban de ver la luz en la revista Nature los resultados de uno de los experimentos más importantes realizados hasta la fecha en el espacio: La misión DART de la NASA desvió con éxito un asteroide de 160 metros de diámetro llamado Dimorphos, satélite de un asteroide de 760 metros catalogado como Didymos. Ese impacto de la sonda DART con Dimorphos ocurrió el 27 de septiembre de 2022 a las 0h14m CET y marcó un momento clave.

Las implicaciones son de tal magnitud que abren una nueva era de defensa planetaria activa. Tenemos un plan de defensa gracias a múltiples misiones de estudio de estos cuerpos, que en las últimas décadas han incrementado nuestra comprensión de los asteroides próximos a la Tierra, agrupados en diversos grupos de acuerdo a sus órbitas. Y, casi sin quererlo, este campo ejemplifica que la inversión realizada durante las últimas décadas en el espacio proporciona hitos científicos que marcan nuestro futuro.

La posibilidad de un impacto de un asteroide con la Tierra no es nula

La posibilidad de un impacto con un asteroide de pocos cientos de metros es baja, pero no nula, aunque parezca relegada a novelas y películas de ciencia ficción. Ese peligro latente, como otros tantos ligados a nuestro propio uso desbocado de los recursos del planeta Tierra, amenaza nuestra existencia.

La comunidad científica liderada por la NASA y la Universidad Johns Hopkins ha decidido poner cartas en el asunto y emplear el creciente conocimiento sobre asteroides para probar la eficiencia del método de impacto cinético contra un asteroide. Esa técnica busca transferir el momento cinético de una sonda kamikaze al asteroide, sin utilizar una carga explosiva.

Podríamos pensar a priori que es un mero experimento de física aplicada, similar al que realizamos en una mesa de billar. Pero nada más lejos de la realidad.

DART alcanzó Dimorphos a una velocidad de 6,14 km/s. Cuando golpeamos un asteroide a hipervelocidad, una parte de la colisión se transmite de manera elástica pero, como se excava un cráter, se crea un impulso adicional causado por la emisión de materiales en dirección opuesta al proyectil. Esa componente de “retroceso” participa en el impulso suministrado al asteroide y contribuye muy eficientemente a desviarlo de su trayectoria. De hecho, los materiales expulsados tras el impacto crearon múltiples filamentos de partículas que pudieron seguirse con telescopios desde tierra e, incluso, desde el espacio.

Imágenes del sistema de Didymos obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble a la izquierda y Webb a la derecha, varias horas después de que la Sonda de Redirección de Doble Asteroide (DART) de la NASA impactara intencionalmente. Cortesía: NASA, ESA, CSA, Jian-Yang Li (PSI), Cristina Thomas (Northern Arizona University), Ian Wong (NASA-GSFC); image processing: Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

El hito conseguido por el impactador cinético DART

Las buenas noticias de los resultados que ven ahora la luz es la gran eficiencia demostrada desviando el asteroide Dimorphos. En el artículo liderado por Andrew F. Cheng, del Laboratorio de Física Aplicada de la Johns Hopkins University, cuantificamos el denominado factor Beta asociado a esa componente inelástica que causa el retroceso y que juega a favor de incrementar los efectos de un impactador cinético.

De hecho, el experimento superó con creces las expectativas gracias a que ese factor multiplicador de la transferencia de momento cinético asociada con la componente inelástica de la deflexión alcanzó un valor de 3,6. Eso significa que la contribución al momento de ese retroceso por la eyección de partículas superó con creces el impulso incidente de DART. Ese parámetro es de vital importancia y justo el más importante de cuantificar en un asteroide de estas características, una pila de escombros como revelaron las imágenes.

Imagen obtenida por DART de su objetivo, el asteroide Dimorphos, un amasijo de escombros rocosos. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL.

Como consecuencia del desvío, no olvidemos que el objetivo era acortar el periodo orbital de Dimorphos alrededor de Didymos en poco más de un minuto, pero se redujo en 33 minutos, tal y como detalla el artículo liderado por Cristina A. Thomas de la Northern Arizona University. En él se describen las observaciones realizadas para cuantificar ese periodo orbital en base a las observaciones fotométicas realizadas del sistema binario empleando los mayores telescopios disponibles.

En otro trabajo, liderado por Jian-Yang Li del Planetary Science Institute de Tucson, Arizona, se estudió la evolución de los filamentos poblados por las partículas lanzadas tras la excavación del impacto y que evolucionaron a lo largo de los meses sometidas a la presión de radiación de la luz solar. Los resultados son de gran relevancia para comprender qué ocurre con los materiales que se desprenden tras el impacto y el tiempo que se mantienen a su alrededor.

Tales resultados animan a que la defensa planetaria pueda desarrollarse de manera eficiente para pasar a la acción frente a cualquier asteroide que en un futuro se detectase en una ruta de colisión directa contra nuestro planeta. Precisamente en el artículo liderado por Terik Daly, también del Laboratorio de Física Aplicada de la Johns Hopkins University, describimos la magnitud del hito científico que es conseguir impactar en Dimorphos con una sonda robotizada y autónoma como DART, así como se describe en todo detalle los descubrimientos realizados sobre la naturaleza de Dimorphos y el lugar de impacto.

La penúltima imagen conseguida por DART tomada 1,8 segundos antes del impacto y mostrando una resolución de 5 cm por píxel. La superficie de Dimorphos está fracturada y plagada de enormes rocas. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL.

Aun así, la clave en nuestra capacidad de desviar asteroides será seguir invirtiendo en la detección precoz de todos aquellos cuerpos que supongan un peligro real. Aunque no sea tarea fácil, gracias a la revolución de la tecnología de las cámaras digitales CCD, podemos descubrir cientos cada año y, no menos importante, seguir y precisar los movimientos de los ya conocidos.

31 361 asteroides y 119 cometas conocidos en el espacio próximo a la Tierra

En la actualidad los programas de seguimiento, inicialmente incentivados desde la NASA, demuestran que existen unos 31 361 asteroides y 119 cometas en el espacio próximo a la Tierra y que, en algún momento, podría identificarse alguno en una ruta probable de colisión futura contra la Tierra. De hecho, esto ya ha ocurrido en seis ocasiones, pero con la salvedad de que sucedió con asteroides de pocos metros de diámetro que impactan contra nuestro planeta más a menudo y generan caídas de meteoritos.

Actualmente conocemos más de 10 400 asteroides potencialmente peligrosos tan o más grandes que Dimorfos, y hay que sumar un porcentaje importante de asteroides pequeños que siguen sin ser descubiertos.

Las principales amenazas a las que nos enfrentamos son los asteroides más pequeños, de unos 150 metros, de los que todavía desconocemos alrededor de un 60%, y también ciertos cometas extintos como 2015 TB145, un objeto rocoso de 650 metros de diámetro conocido como el “asteroide de Halloween”.

La amenazante silueta del cometa extinto 2015 TB145 reconstruida por el radiotelescopio de Arecibo, tristemente desaparecido (NAIC-Arecibo/NSF)

Aquel objeto con forma de calavera nos puso en alerta al ser descubierto sólo tres semanas antes de su paso el 31 de octubre de 2015 a poco más de la distancia de la Luna, debido a ser muy poco reflectivo y a seguir una órbita muy excéntrica, extendida prácticamente hasta la órbita de Júpiter. Tales objetos, al poder golpear nuestro planeta con una energía muy superior a la de un asteroide convencional, ejemplifican la diversidad y complejidad del problema al que nos enfrentamos.

No cabe ser catastrofistas dado que todo el esfuerzo de descubrimiento y catalogación de esos cuerpos permite cuantificar mejor la frecuencia de impacto y apuntan a que un evento como el de Tunguska ocurriría cada varios siglos. También sugieren que, afortunadamente, los impactos por asteroides de tamaño kilométrico acontecen cada varias decenas de millones de años. En cualquier caso, el catálogo del Programa Sentry del Centro para el Estudio de Objetos Menores (CNEOS) del Jet Propulsion Laboratory (JPL) asegura que, entre los asteroides próximos a la Tierra catalogados, ninguno es fuente de riesgo a escala de varios siglos. Así, son totalmente infundadas aquellas noticias catastrofistas a las que tristemente nos estamos acostumbrando con cada encuentro relativamente próximo de un asteroide con la Tierra.

El papel enriquecedor de un pasado marcado por impactos

En el pasado remoto, la Tierra nació tras innumerables impactos con asteroides e incluso, en una fase final, fueron con auténticos embriones planetarios, de las dimensiones del propio planeta Marte. Si hablamos a mayor escala temporal de miles de millones de años, la evidencia científica demuestra que los impactos de asteroides y cometas han tenido un papel clave en la historia de la Tierra, particularmente en el transporte de agua y la propia evolución de la vida.

En la actualidad el flujo de materia interplanetaria no es despreciable: cada año llegan a la Tierra cerca de 100 000 toneladas y, aunque la mayor parte no alcanza la superficie terrestre, sí se evapora y pasa a formar parte de nuestra atmósfera.

Quizás debido al reto que supone interpretar bien los cataclismos causados desde el espacio exterior, buena parte de la población sigue menospreciando este peligro que se cierne sobre la humanidad. A pesar de ello, la conciencia sobre el impacto de Tunguska el 30 de junio de 1908 y su asociación a un asteroide que, a pesar de tener menos de 50 metros de diámetro, devastó 2 200 km² de taiga siberiana, nos debería hacer recapacitar.

En ese contexto y con el sano afán de seguir aprendiendo, DART nos marca el camino: la exploración espacial y el abordaje decido de los problemas a los que se enfrenta la humanidad, empleando nuestras capacidades científico-tecnológicas, serán la clave para nuestra supervivencia.

Josep M. Trigo Rodríguez recibe fondos del proyecto del Plan Nacional de Astronomía y Astrofísica PID2021-128062NB-I00 financiado por el MICINN y la Agencia Estatal de Investigación.