La idea de evitar los impactos de asteroides ha sido prominente en la mente del público, especialmente en las décadas posteriores al lanzamiento de Deep Impact y Armageddon.Pero, ¿es la mejor manera de deshacerse de rocas espaciales potencialmente peligrosas usando explosiones nucleares?decisivamente.Con suficiente tiempo, hay una forma mucho más efectiva y segura de lidiar con objetos que están en el camino de una colisión con la Tierra. Es un tractor de gravedad.Ahora, el Dr. Johannes Kethema de la Universidad de Minnesota ha desarrollado un patrón de vuelo que hace que este mecanismo de defensa contra asteroides, el más simple de todos, sea mucho más efectivo.
Los tractores de gravedad existen desde hace bastante tiempo.Usan la gravedad del objeto artificial para tirar del objeto y cambiar ligeramente su trayectoria.A largo plazo, esto hará que un objeto peligroso pase de su trayectoria actual a algo más seguro.También tiene la ventaja de que no se requiere impacto directo o explosión en la superficie del propio asteroide.Debido a que muchos asteroides son “montones de escombros”, estos bombardeos cinéticos directos o explosiones nucleares pueden, en el mejor de los casos, colapsar partes más grandes de un objeto, pero en el peor de los casos, crear múltiples objetos en órbita caótica y sacudir la Tierra. aun más rápido.
Diseñados para evitar estas consecuencias, los tractores de gravedad están disponibles en una de cuatro variedades.La versión fija coloca una sonda relativamente pesada al lado del objeto y la empuja lentamente hacia una trayectoria diferente.La versión de órbita de halo hace que la sonda rodee lentamente el objeto en un patrón diseñado para empujar el objeto en una dirección específica.Las dos primeras tecnologías usan cohetes químicos tradicionales para alcanzar sus objetivos, mientras que los tractores de gravedad con velas solares pueden moverse lentamente para que las sondas puedan interrumpir los objetos.Finalmente, una serie de sondas pueden trabajar juntas para empujar un objeto hacia una nueva ruta.
La investigación del Dr. Ketema sugiere usar versiones modificadas de órbitas geoestacionarias y de halo.La nueva órbita se llama “movimiento Kepler restringido”, lo que hace que la sonda se mueva hacia atrás en un lado específico del asteroide, ejerciendo la fuerza máxima en una dirección específica.El Dr. Ketema propuso inicialmente esta solución en un artículo de 2017 y recientemente anunció una nueva solución que mejora la trayectoria al reducir el peso requerido para la sonda.
Gráfico matemático de trayectorias de movimiento de Kepler con restricciones propuesto por el Dr. Ketema en su tesis.
Créditos – Johannes Kethema
Con este fin, recurrió a la optimización matemática.Los problemas de optimización tienen metas y restricciones.En este caso, había un objetivo (mover el asteroide en una órbita peligrosa) y tres restricciones. 1) No golpees el asteroide directamente, 2) No golpees el asteroide con un propulsor, 3) Dale suficiente tiempo al asteroide. Tractor de gravedad haciendo el trabajo.La mejor estimación para la tercera restricción parece ser de alrededor de 10 años.Este largo horizonte de tiempo demuestra la importancia de la detección temprana en las estrategias de defensa contra asteroides.
Este factor de tiempo es muy importante debido al tiempo que le toma a un tractor de gravedad alcanzarlo.Debido a que el peso de la sonda es esencial para la efectividad de la herramienta, cuanto más combustible quema con la sonda (es decir, si la sonda necesita llegar a su lugar rápidamente), menos eficaz es para desviar el curso del asteroide.
Para probar sus habilidades de optimización, el Dr. Ketema simuló un nuevo estilo de tractor de gravedad del asteroide 2007 VK184 existente.Pronto pasará cerca de la Tierra, pero este asteroide no chocará.Sin embargo, después de unos 10 años, los cálculos muestran que colocar un tractor de gravedad junto a él podría conducir a una trayectoria mucho más segura.
Incluso con esta simulación del mundo real, todavía hay algunos problemas que deben abordarse.En primer lugar, los tractores de gravedad no funcionan bien con objetos más grandes, ya que su eficacia depende completamente de la comparación del tamaño con el objeto que intentas mover.Afortunadamente, la mayoría de los asteroides más grandes en órbitas inseguras ya han sido rastreados de cerca y no parecen dirigirse hacia la Tierra en el corto plazo.Un problema más específico con el modelado realizado en este documento es que el asteroide carece de un campo gravitacional esférico, lo que dificulta calcular la trayectoria óptima para desviar el asteroide hacia un camino más seguro.
Sin embargo, los asteroides que potencialmente podrían representar tal peligro se estudiarían con mucho cuidado.Y todas las sondas tienen un gravímetro, que le permite estudiar el campo gravitatorio de un objeto en tiempo real y ajustar su órbita en consecuencia.Sin embargo, los beneficios que los humanos pueden obtener después de este riesgo potencialmente muy devastador valen el tiempo dedicado a desarrollarlo.
Aprende más:
arxiv –Tractor de gravedad de masa optimizada para la desviación de asteroides
UT-¿Cómo puedes atrapar un asteroide?
UT-Cómo refractar asteroides con la tecnología actual
UT-Cualquier método diseñado para desviar asteroides.
Imagen principal:
Concepto de tractor de gravedad del artista.
Créditos – Recursos Planetarios