Misión Don Quijote: Salvar la Tierra

Actualmente la misión Don Quijote que está planificada para mitigar el impacto de asteroides cercanos a la Tierra - se ha inspirado en un vuelo propuesto a 2002 AT4 y 1989 ML , ambos son asteroides cercanos a la Tierra, aunque no representan un riesgo de colisión evidente. Sin embargo, estudios posteriores han propuesto que el Amor SM84 2003 o incluso 99942 Apophis pueden ser objetivos más adecuados. Después de todo, 99942 Apophis tiene una posibilidad de 1 entre 250.000 de impactar con la Tierra en el 2036.

Sea cual sea el objetivo, se propone hacer el lanzamiento de dos naves espaciales - una llamada Impactador Hidalgo (a título de Cervantes que dio a la original de Don Quijote) y un orbitador llamado Sancho (que era el fiel compañero del Quijote).

Mientras que el papel del impactador , su nombre lo explica por sí mismo, en cambio el orbitador Sancho, juega un papel clave en la interpretación de los efectos - con la idea de recoger el impulso de impacto y los datos de la trayectoria de cambio para luego informar a las futuras misiones. El éxito de esta misión es importante para el destino de nuestra civilización.

La potencia del impulso que se le dará a la nave Impactador al asteroide depende de la masa del impactador (poco más de 500 kilogramos) y su velocidad (alrededor de 10 kilómetros por segundo), así como la composición y densidad del asteroide. El cambio a mayor impulso se logrará si el impacto arroja eyecciones que alcancen la velocidad de escape. Si en cambio el Impactor sólo se entierra en el asteroide, no se logrará mucho, ya que su masa será sustancialmente menor que cualquier otro asteroide de extinción masiva. Por ejemplo, el objeto que creó el cráter de Chicxulub y la desaparición de los dinosaurios ( sí, está bien - a excepción de las aves ) se cree que fue de unos 10 kilómetros de diámetro.

Así que antes del impacto, para ayudar a los futuros objetivos y cálculos necesarios en la velocidad de impacto, el Orbitador debe hacer un análisis detallado de la masa total del asteroide y cerca de la superficie la densidad y la granularidad. Luego, después del impacto, el Orbitador ha de evaluar la velocidad y la distribución de las eyecciones de colisión a través de su cámara de impacto.

Sin embargo, medir con precisión el grado de deformación alcanzado por el impacto representa un desafío importante para la misión. Necesitaremos datos mucho mejores sobre la masa del asteroide y la velocidad de lo que podemos establecer desde la Tierra. Por lo tanto, el Orbitador debe hacer una serie de sobrevuelos y luego entrar en órbita alrededor del asteroide para evaluar hasta qué punto el asteroide se ve afectado por la proximidad de la nave.

Una determinación precisa de la distancia de la nave del asteroide se logrará por su altímetro láser, mientras que un experimento científico de radio precisamente determinará la posición de la nave (y por tanto la posición del asteroide) en relación con la Tierra.

Después de haber establecido al Orbitador como punto de referencia, será evaluado el efecto de la colisión del impactador. Sin embargo, un factor de confusión importante es el efecto Yarkovsky - el efecto del calentamiento solar del asteroide, lo que induce a la emisión de fotones térmicos y por lo tanto genera una pequeña cantidad de empuje. El efecto Yarkovsky natural empuja hacia el exterior de un asteroide de la órbita si tiene un giro progrado (en la dirección de su órbita) - o hacia el interior si tiene rotación retrógrada. Por lo tanto, en el orbitador también será necesario un espectrómetro infrarrojo térmico para separar el efecto Yarkovsky del efecto del impacto.

Para estimar el efecto de la colisión de Hidalgo, el efecto Yarkovsky debe ser proporcional. El calentamiento de la superficie de un asteroide por el Sol causa la radiación térmica. El impulso neto acumulado de aquella radiación está desde la superficie que acaba de dar la vuelta fuera de la luz del Sol (es decir, 'atardecer'). En los asteroides con giro progrado ( avance ), esto empujará al asteroide en una órbita más alta - es decir, más lejos del Sol. Sin embargo, los asteroides con rotación retrógrada, la órbita decae - es decir, hacia el Sol.

Y, por supuesto, dada la importancia del orbitador Sancho, como un punto de referencia, el efecto de la radiación solar también debe ser medido. De hecho, también necesitaremos tener en cuenta que este efecto cambiará en la nave nueva y brillante como la superficie altamente reflectante que pierde su brillo. Superficies altamente reflectantes emiten radiación, casi de inmediato, en los niveles de energía (es decir, en impulso alto ) casi equivalente a la radiación incidente. Sin embargo, bajo las superficies de albedo sólo se puede liberar una energía más baja (es decir, impulso más bajo) de radiación térmica - y lo hará más lentamente.

Dicho de otro modo, una superficie de espejo provoca una vela solar mucho mejor que una superficie de color negro.

En conclusión, la misión Don Quijote requerirá un Impactador con una cámara de orientación - y un orbitador con una cámara de observación del impacto, un altímetro láser, un experimento científico de radio y un espectrómetro infrarrojo térmico - y debemos acordarnos de medir el efecto de la presión de la radiación solar en la nave espacial a principios de la misión, cuando es brillante - y más adelante, cuando no lo es.