16 feb. 2014

Capturar un asteroide y ponerlo en órbita lunar: una posibilidad cada día más cercana

El 15 de febrero de 2013 el mundo fue testigo de los peligros que significan los objetos venidos del espacio, cuando un "pequeño" asteroide entró en la atmósfera de la Tierra. Al momento de irrumpir, el objeto explotó en el cielo de Chelyabinsk, Rusia, liberando más energía que una gran bomba atómica. El seguimiento de asteroides cercanos a la Tierra por parte de la NASA y de la comunidad astronómica en general ha descubierto y catalogado 10.713 objetos cercanos a la Tierra hasta el momento. Pero además de ser un gran peligro para la humanidad, los asteroides son potenciales elementos para extraer todo tipo de materiales e incluso manufacturar (en persona o robóticamente) las sondas o vehículos espaciales para futuras misiones. La NASA está desarrollando una misión para redireccionar un asteroide y posicionarlo en una órbita lunar. SI bien sería más costoso trabajar en la luna que en una órbita terrestre, es muchísimo más seguro. Si algo sale mal, el asteroide se precipitará a la Luna y hará impacto como tantos otros objetos que caen y han caído en ella. La misión, denominada Asteroid Redirect Mission (ARM), propone identificar, capturar y redirigir un asteroide a una órbita segura de la luna para la futura exploración del espacio por parte de astronautas en la década de 2020.

Asteroide asteroid 951 Gaspra. By NASA 
[Public domain], via Wikimedia Commons
A partir de este asteroide cercano se tendría la posibilidad explotación del mismo para realizar misiones denominadas del espacio profundo y sería esencial para alcanzar el objetivo de la NASA de enviar seres humanos a Marte en la década de 2030. La misión representa una hazaña tecnológica sin precedentes. Para llevar a cabo la misión, la NASA está evaluando dos conceptos para lograr capturar y redirigir la masa del asteroide en una órbita estable alrededor de la luna (robóticamente).
En el primer concepto propuesto es capturar y redirigir todo un pequeño asteroide y posicionarlo en una órbita lunar. El segundo concepto (alternativo) sería localizar un gran asteroide y extraer de él una masa menor, como una roca grande y posicionarla igualmente en una órbita lunar. Son muy pocos los objetos cercanos a la Tierra conocidos que son candidatos al proyecto ARM. Muchos asteroides conocidos son demasiado grandes para ser plenamente capturados y además tienen órbitas no aptas para que una nave espacial pueda reorientarlos hacia la Luna. Algunos son tan lejanos que se no se conocen con certeza su composición química ni su masa. Incluso son difíciles de visualizar hasta para los telescopios más grandes. También, podría haber objetivos potenciales aún no descubiertos por estar fuera del alcance de nuestros telescopios o por viajar demasiado rápido en sus trayectorias y no haber tiempo suficiente para observarlos adecuadamente.
Para los pequeños asteroides que se aproximan mucho a la Tierra, el programa de la NASA Near-Earth Object ha desarrollado un sistema de respuesta rápida, cuyo objetivo principal es movilizar toda una serie de instrumentos de observación (que podrían hasta llegar a ser sondas robóticas) en caso de hacer algún descubrimiento de dicho asteroide y evaluar su potencial potencial para la misión de ARM.
"Hay otros elementos que intervienen, pero si el tamaño fuera el único factor, se estaría buscando un asteroide pequeño que cerca de 12 metros de ancho," dijo Paul Chodas, científico senior en la Oficina del Programa de Objetos Cercanos a la Tierra del JPL de la NASA en Pasadena, California "Hay cientos de millones de objetos en este rango de tamaño, pero al ser pequeños, no reflejan mucha luz solar, por lo que pueden ser difíciles de detectar. El mejor momento es descubrirlos es cuando se presentan más brillantes, cuando están cerca de la Tierra ".
Radiotelescopio de Arecibo. By H. Schweiker/WIYN and NOAO/AURA/NSF. 
(Quazgaa at en.wikipedia. Later version(s) were uploaded by Jakuzem at en.wikipedia.) 
[Public domain], from Wikimedia Commons
Los asteroides (al igual que los cometas) en general son descubiertos por equipos pequeños de astrónomos que emplean telescopios ópticos para escanear varias veces el cielo en busca de objetos con forma de estrella, pero que cambiar su ubicación en el cielo ligeramente en el transcurso de una hora o tiempos característicos similares. Cuando se realizan estas observaciones, los astrónomos detectan cientos de estos objetos móviles en una sola noche, pero sólo una fracción de éstos resultan ser los nuevos descubrimientos. Cuando se detectan, se transmiten las coordenadas de los objetos en movimiento detectados al Centro de Planetas Menores en Cambridge, Massachusetts. Entonces, o bien se identifica cada uno como un objeto previamente conocido, o le asigna una nueva designación. Las observaciones se recopilan y publican en formato electrónico, junto con una estimación de la órbita del objeto y el brillo intrínseco. Más tarde se realizarán cálculos más minuciosos de sus órbitas y brillos para actualizar la actualizar la base de datos de planetas menores. A partir de esta base de datos, un proceso de selección comprueba periódicamente en busca de nuevos candidatos potenciales para la misión de ARM.
"Si un asteroide se ve como si pudiera cumplir con los criterios de tamaño y órbita, nuestro sistema automatizado nos envía un correo electrónico con el asunto" 'Nuevo Candidato ARM' ", dijo Chodas." Cuando eso sucede, y ha sucedido varias docenas de veces desde que implementamos el sistema en Marzo de 2013, sé que tendremos un día ocupado ".
Cuando el sistema automatizado detecta un posible candidato, los científicos tienen que trabajar rápido, pues estos pequeños cuerpos son visibles por un período corto de tiempo (de días) mientras se mueven por sus órbitas, para luego desaparecer por mucho tiempo en la oscuridad del espacio. Después de recibir este tipo de correos, los científicos que coordinan las observaciones de radar en la estación de la Red de Espacio Profundo de la NASA en Goldstone, California, y en el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico comienzan también las observaciones. Estos radiotelescopios son uno de uno de los mayores, teniendo el de Goldstone 70 metros de diámetro y el de Arecibo, 305 metros. Estos radiotelescopios tienen la capacidad de enviar un pulso de ondas electromagnéticas (radio o microondas) y hacerlas rebotar en los asteroides cercanos, lo que aporta información sobre tamaño y rotación. Incluso a veces pueden proporcionar imágenes detalladas de la superficie de un asteroide. Si estos telescopios de radar pueden ver un asteroide y seguirlo (cosa que de ninguna manera es fácil pues por ejemplo el de Puerto Rico sólo barre una zona del cielo), los datos definitivos de la órbita y tamaño del asteroide se calculan rápidamente.
Chodas también puede ponerse en contacto con observatorios ópticos dirigidos por profesionales o aficionados sofisticados, que pueden ser capaces de apuntar rápidamente sus telescopios para observar la pequeña roca espacial.
"Los telescopios ópticos juegan un papel importante, ya que sus observaciones se pueden utilizar para mejorar nuestra predicción de la trayectoria orbital, así como proporcionar los datos que nos ayudan a establecer la velocidad de rotación de un asteroide", dijo Chodas.
También es útil para estos casos el Telescopio Infrarrojo financiado por la NASA (IRTF) en Mauna Kea, Hawai. Si el IRTF puede detectar la roca espacial, proporcionará una gran cantidad de datos detallados sobre el tipo espectral, la reflectividad y la composición esperada.
"Después de una de estas alertas, hay un montón de llamadas y correos electrónicos", dijo Chodas."Entonces, nosotros simplemente tenemos que esperar para ver lo que esta red mundial de instrumentos puede hacer para caracterizar los atributos físicos del objetivo potencial ARM."
Los científicos estiman que varias docenas de asteroides pequeños de 6 a 12 metros de “diámetro” pasan cerca de la Tierra a una distancia aún menor que la que nos separa de la luna cada año. Sin embargo, sólo se detecta una fracción de ellos. Y de esos que se detectan muy pocos son buenos candidatos para ARM. Aproximadamente la mitad pasará en las cercanías de la Tierra por el lado diurno, imposibles de encontrar. Aun así, la búsqueda de asteroides actuales está encontrando decenas de ellos en este rango de tamaño cada año, y las nuevas tecnologías se ponen en línea para hacer la detección de estos objetos aún más probable.
Cuando se le preguntó a Chodas si había allí afuera un asteroide perfecto para la misión, respondió que por supuesto, hay una gran cantidad de asteroides que cumplen con las expectativas, y hay una gran cantidad de personas dedicadas aquí abajo, en busca de ellos. Y concluyó que es sólo cuestión de tiempo antes de que nos encontramos con algunas rocas espaciales que se ajusten a nuestras necesidades.
Por Mariano Miguel Lanzi
Fuente: NASA

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