DART de la NASA, la protección de la Tierra del impacto de un asteroide

Una hazaña tecnológica que cambia nuestra historia cósmica.

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Hollywood sabe cómo aprovechar nuestro miedo colectivo a los peligros que caen del cielo. Películas clásicas como Armageddon y Deep Impact ( Impacto profundo ) enfrentan a humanos contra rocas espaciales dirigidas directamente a nuestro planeta.





Y hay buenas razones para temer. Si no fuera por el ingenio humano, estaríamos tan indefensos ante cualquier impacto de asteroide como lo estaban los dinosaurios hace 65 millones de años, cuando una colisión masiva que los astrónomos denominan ‘Asesino Global’ los destruyó junto con el 70% de la vida en la Tierra.

Pero los humanos tenemos razones para tener esperanza. El 26 de septiembre de 2022, la sonda DART de la NASA se estrelló contra una roca espacial, Dimorphos , como parte de una misión para demostrar que, si es necesario, podemos chocar contra un asteroide en su camino hacia la Tierra y desviarlo hacia otro camino. Teniendo en cuenta que el objetivo estaba a más de 11 millones de kilómetros de distancia, y DART, que significa Prueba de redirección de doble asteroide, viajó a unos 22.530 kilómetros por hora, la prueba fue una hazaña tecnológica extraordinaria de planificación y ejecución precisa.





Entonces, hemos pasado una página pesada en la supervivencia cósmica.

Dimorphos
Dimorphos captado por la cámara DRACO del Double Asteroid Redirection Test (DART)

Sorprendentemente, ahora podemos protegernos de algunos de los objetos del espacio que impulsan nuestros miedos compartidos. Pero Dimorphos es pequeño y los impactos pueden ser destructivos en diferentes niveles, dependiendo del tamaño de la roca o el cometa que colisiona. ¿Cómo nos defendemos de amenazas mayores? ¿Y qué tan frecuentes o riesgosos son tales eventos?

Evitar sorpresas de cometas y asteroides





Desafortunadamente, todavía no podemos detener los asteroides del tipo ‘Asesino Global’: son demasiado masivos para desviarlos con una sola colisión. Es mucho más fácil apartar una piedra pequeña de su camino que una grande, como todos sabemos por experiencia. Esa es una cuestión de transferencia de energía, y todavía podemos esperar que sea posible amplificar la velocidad de colisión y desviar lo suficiente una roca más grande. En cualquier caso, cuanto antes lo logremos, mejor.

La misión DART es el primer fruto de un largo esfuerzo. En 1990, la Cámara de Representantes de los Estados Unidos escribió lo siguiente en su informe para la Ley de autorización plurianual de la NASA:

El Comité cree que es imperativo que la tasa de detección de asteroides que cruzan la órbita terrestre se incremente sustancialmente, y que los medios para destruir o alterar las órbitas de los asteroides cuando amenazan con colisionar deben definirse y acordarse internacionalmente.

Ahora podemos celebrar un éxito en la implementación de esta estrategia.

El peligro de los asteroides y meteoros es real, y no es buena idea que nos pillen por sorpresa. Para una ilustración de su potencial destructivo, observemos el cráter del meteorito en el norte de Arizona. El cráter tiene un diámetro de 1,2 kilómetros y una profundidad de 200 metros. La razón principal por la que todavía podemos ver este cráter en particular es su edad muy joven, unos 50.000 años. De hecho, las colisiones con asteroides y cometas no están relegadas a un pasado muy lejano. Aunque ahora son más raras, pueden ocurrir en cualquier momento.

Fue solo en la década de 1960 que Eugene Shoemaker , una autoridad líder en geofísica de impacto, demostró de manera convincente que el cráter de Arizona fue causado por el impacto de un meteorito rico en hierro de unos 50 metros de diámetro. La explicación alternativa en ese momento sostenía que el cráter era el resultado de alguna actividad volcánica violenta.

Cráter Barringer
Cráter de Arizona.

Shoemaker y sus colaboradores encontraron muestras de roca vítrea de alta presión y estructuras geológicas deformadas producidas por la tremenda violencia del impacto, poniendo fin al debate. Una roca tan pequeña, de la mitad del tamaño de un campo de fútbol, ​​vaporizaría una gran ciudad. Un poco de física explica por qué.

Pequeña roca, gran impacto

La cantidad de energía que contiene un proyectil antes del impacto (la energía de su movimiento o energía cinética) debe ser igual a la energía después del impacto, es decir, la energía disipada en el suelo y en la atmósfera que lo rodea. La energía cinética es proporcional a la masa del objeto por el cuadrado de la velocidad del proyectil. Es el cuadrado de la velocidad lo que hace que el impacto sea tan devastador, especialmente cuando las velocidades alcanzan las decenas de miles de kilómetros por hora.

Puedes verificar este fenómeno arrojando piedras de aproximadamente el mismo tamaño en un estanque, variando su velocidad en cada lanzamiento y observando los resultados. Cuanto más fuerte arrojes las rocas, mayor será la perturbación que causas en la superficie del estanque. Ves la energía cinética de la roca disipada por ondas concéntricas que se propagan hacia afuera desde el punto de impacto. Ves que el agua en retroceso se eleva en el aire y vuelve a caer, las gotas de agua se esparcen por un área grande. Y para lanzamientos muy fuertes, ves que la roca penetra en el fondo del estanque.

De vuelta al cráter del meteoritoConociendo la velocidad y el tamaño de la roca, podemos estimar que su energía de impacto fue equivalente a la colisión simultánea de alrededor de 1 billón de camiones de 20 toneladas moviéndose a 160 kilómetros por hora. Como no podemos empacar mil millones de camiones en 50 metros (el tamaño estimado de la roca), podemos usar otra analogía: la energía del impacto fue equivalente a la detonación de 20 a 40 megatones de TNT (mega=millón). Cuando una gran bomba de hidrógeno despliega alrededor de 1 megatón de TNT, el impacto que forjó el cráter del meteorito es equivalente a la explosión conjunta de docenas de bombas de hidrógeno. (Sin la radiactividad, por supuesto).

Asesino Global
Ilustración del impacto de un asteroide del tamaño de unos pocos kilómetros sobre el planeta Tierra. Se estima que colisiones de este tipo ocurren cada cien millones de años.

El suelo alrededor del impacto se vaporizó instantáneamente, junto con la mayor parte del asteroide. Unos 175 megatones de roca fueron levantados por el impacto y llovieron sobre un área de unos 9,5 kilómetros desde la zona cero. La colisión creó una onda de choque llamada ráfaga de aire con vientos de más de 1.000 kilómetros por hora. Los vientos tenían fuerza de huracán hasta 40 kilómetros del lugar del impacto. Los fósiles indican que en el momento del impacto, durante la última Edad de Hielo, el área estaba poblada de mamuts, mastodontes, perezosos terrestres gigantes y otros mamíferos enormes. Es difícil imaginar que alguno de estos animales pudiera haber sobrevivido en un radio de al menos 20 kilómetros.

Cómo detener el fin del mundo

Si un impacto similar afectara hoy a una región metropolitana, millones de personas morirían en un instante. Y este es sólo uno de los pequeños. El ‘Asesino Global’ que acabó con los dinosaurios fue mucho más severo. Tuvo una energía de impacto equivalente a la detonación de todas las bombas H en los arsenales estadounidenses y soviéticos durante el apogeo de la Guerra Fría: 5.000 veces. La buena noticia es que tales impactos son extremadamente raros. Están separados en promedio por decenas de millones de años. La mala noticia es que, estadísticamente hablando, nos espera otro.

Entonces, felicitaciones a la NASA y al equipo de la Universidad Johns Hopkins que ejecutó la misión. “Definitivamente me siento aliviada”, dijo Elena Adams, ingeniera de sistemas de la misión. “Creo que los terrícolas deberían dormir mejor. Definitivamente lo haré.”

La misión debería estimular una observación más activa de los objetos cercanos a la Tierra, especialmente los de tamaño mediano similares al meteorito que excavó el cráter del meteorito. Los Asesinos Globales muy grandes podrían detectarse temprano, ya que cruzan el cinturón de asteroides entre Júpiter y Marte, dándonos un aviso de aproximadamente seis meses. Los pequeños, del tamaño de meteoritos, son notoriamente difíciles de detectar. Dado que dos tercios de la superficie de la Tierra son agua, es probable que no lleguen a un área poblada. Los medianos son los objetos de mayor preocupación.

Por ahora, debemos celebrar que DART haya abierto una nueva era en la seguridad espacial. Qué notable es que una especie en un pequeño planeta rocoso haya evolucionado hasta el nivel de protegerse de una de las fuerzas más destructivas del Cosmos.

En un momento en el que tendemos a menospreciar a la humanidad en su mayoría, debemos hacer una pausa para considerar que cuando trabajamos juntos, realmente podemos cambiar nuestro destino colectivo.

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