El 26 de septiembre, la nave espacial Double Asteroid Redirection Test (DART) de la NASA se estrelló contra Dimorphos, una pequeña luna del asteroide cercano a la Tierra Didymos, a 14,000 millas por hora. Antes del impacto, los ingenieros y científicos del Instituto de Investigación del Suroeste realizaron un experimento para estudiar el proceso de formación de cráteres que produce la masa de materiales expulsados ​​y mide la mejora del impulso subsiguiente del impacto.

El experimento, que utilizó un objetivo más realista que los explorados anteriormente, se describe en un nuevo artículo publicado en The Planetary Science Journal.

La NASA no solo rastrea asteroides cercanos a la Tierra (NEA, por sus siglas en inglés) que podrían representar una posible amenaza de impacto para nuestro planeta natal, sino que también está explorando tecnología para desviar el camino de un NEA pequeño. Solo se necesitaría un pequeño cambio orbital para cambiar la trayectoria de un objeto para que pase con seguridad por la Tierra, siempre que el cambio se aplique con suficiente anticipación al momento del impacto.

Cambiar el impulso de un asteroide a través de una colisión directa ofrece un doble golpe: la transferencia directa del impulso del proyectil que impacta, empujándolo hacia adelante y el retroceso del asteroide de los escombros que brotan del cráter de impacto, también conocido como eyección del cráter. La eyección transfiere impulso, impulsando al objetivo lejos en una forma de «acción-reacción», muy similar a cuando se lanza un cohete cuando sale gas a alta velocidad desde la parte trasera del vehículo.

«Una gran pregunta que enfrentamos fue cómo se vería realmente el asteroide y cuál sería su composición. Si podemos aprender algo de los experimentos de laboratorio a pequeña escala es un tema de gran interés para nosotros», dijo el Dr. James D. Walker, director del departamento de Ingeniería Dinámica de SwRI y autor principal del estudio.

Walker es miembro del equipo de investigación de DART junto con sus coautores, el Dr. Sidney Chocron, Donald J. Grosch y la Dra. Simone Marchi.

La nave espacial de la misión DART se lanzó desde la Tierra en noviembre de 2021. El 26 de septiembre, se estrelló deliberadamente contra la pequeña luna Dimorphos para evaluar si una nave espacial podría desviar un asteroide en curso de colisión con la Tierra. Dimorphos orbita el asteroide Didymos, un objeto cercano a la Tierra que ha sido clasificado como un asteroide potencialmente peligroso. DART está diseñado para empujar la órbita de la pequeña luna alrededor de Didymos.

El gran cañón de gas ligero de dos etapas de SwRI, que es capaz de lanzar proyectiles a velocidades de hasta siete kilómetros por segundo, se utilizó para lanzar un proyectil a un objeto que representaba la pequeña luna. Debido a que se pensaba que Dimorphos era un asteroide de «montón de escombros» formado por piezas de roca unidas por la gravedad, la luna pequeña se representó mediante una colección de rocas y piedras, en este caso unidas por cemento.

«Disparamos una esfera de aluminio, que representaba la sonda espacial DART, utilizando el cañón de gas ligero de dos etapas al objetivo a 5,44 kilómetros por segundo, que se acerca a los 6,1 kilómetros por segundo esperados del impacto de DART», dijo Walker.

«Nuestro experimento midió una transferencia de impulso al objetivo de 3,4 veces el impulso entrante del proyectil de la esfera de aluminio. Los científicos se refieren al número 3,4 como la letra griega beta del impacto. Por lo tanto, la eyección del cráter proporcionó un 240% adicional de impulso. para desviar el cuerpo, más allá de lo proporcionado por el propio proyectil».

El experimento tuvo como objetivo estudiar el proceso de formación de cráteres y medir la mejora del impulso que resultaría de la colisión. De manera crucial, la pila de escombros no se mantuvo en su lugar, sino que se colgó verticalmente como un péndulo para medir la mejora del impulso, o retroceso, creado por la eyección del impacto.

«Es importante comprender la cantidad de retroceso», dijo la coautora, la Dra. Simone Marchi. «Todo se reduce a la cantidad de impulso que se transfirió al objetivo desde el impacto, y hubo una cantidad significativa de material de retroceso y expulsión».

Al medir el impulso, el equipo de SwRI pudo extraer información importante que podría evaluar la dificultad de desviar asteroides en el espacio. En este último experimento, la mejora del impulso fue mayor que la observada en los experimentos anteriores del equipo. Un mayor retroceso sugiere que sería más fácil desviar el asteroide.

En las semanas posteriores al impacto, la NASA anunció que DART había tenido éxito en empujar la pequeña luna. Walker ahora espera ver qué más se puede aprender de la misión, incluida la transferencia de impulso del evento en el espacio.

«Tomará un tiempo calcular los datos, en parte porque implica estimar la masa de la pequeña luna, que se desconoce», dijo. «Una vez que haya un acuerdo sobre la masa, la medición del cambio en la órbita de la pequeña luna nos dirá la transferencia de impulso. Tenemos un cuerpo especulativo que hemos impactado y lo que realmente nos gustaría saber es cómo el tamaño afectó las cosas». Será un desafío determinar eso».

El artículo aparece en The Planetary Science Journal.

Con información de Southwest Research Institute