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Si se determina que un asteroide está en una trayectoria de impacto con la Tierra, los científicos suelen querer organizar una desviación, en la que el asteroide es empujado suavemente por un cambio de velocidad relativamente pequeño, mientras se mantiene el grueso del asteroide.
Un impactador cinético o una explosión nuclear aislada pueden lograr una desviación. Sin embargo, si el tiempo de aviso es demasiado corto para realizar una deflexión con éxito, otra opción es acoplar una gran cantidad de energía al asteroide y romperlo en muchos fragmentos bien dispersos. Este enfoque se denomina disrupción y suele ser lo que la gente piensa cuando se imagina la defensa planetaria. Aunque los científicos preferirían tener más tiempo de advertencia, necesitan estar preparados para cualquier escenario posible, ya que muchos asteroides cercanos a la Tierra siguen sin ser descubiertos.
Ahora, una nueva investigación examina de cerca cómo afectan las diferentes órbitas de los asteroides y las distintas distribuciones de velocidad de los fragmentos al destino de los mismos, utilizando las condiciones iniciales de un cálculo hidrodinámico, en el que se desplegó un dispositivo de 1 megatón de potencia a pocos metros de la superficie de un asteroide con forma de Bennu y 100 metros de diámetro (1/5 de la escala de Bennu, un asteroide cercano a la Tierra descubierto en 1999).
El trabajo aparece en un artículo publicado en Acta Astronautica con el autor principal Patrick King.
Los resultados destacados en el artículo son tranquilizadores: Para las cinco órbitas de asteroides consideradas, llevar a cabo la dispersión solo dos meses antes de la fecha de impacto en la Tierra pudo reducir la fracción de masa impactante por un factor de 1.000 o más (el 99,9 por ciento de la masa falta a la Tierra). En el caso de un asteroide más grande, la dispersión sería menos robusta, pero incluso las velocidades de dispersión reducidas en un orden de magnitud harían que el 99 por ciento de la masa no llegara a la Tierra, si la disrupción se realiza al menos seis meses antes de la fecha de impacto.
"Uno de los retos de la evaluación de la perturbación es que hay que modelar todas las órbitas de los fragmentos, lo que generalmente es mucho más complicado que modelar una simple desviación", dijo King. "No obstante, tenemos que intentar abordar estos retos si queremos evaluar la disrupción como una posible estrategia".
King dijo que la principal conclusión del trabajo fue que la disrupción nuclear es una defensa de último recurso muy eficaz. "Nos centramos en el estudio de las disrupciones 'tardías', lo que significa que el cuerpo que impacta se rompe poco antes de impactar", dijo. "Cuando se dispone de mucho tiempo -típicamente escalas de tiempo de una década-, se suele preferir el uso de impactadores cinéticos para desviar el cuerpo impactante".
Los impactadores cinéticos tienen muchas ventajas: Por un lado, la técnica es bien conocida y se está probando en misiones reales, como la misión DART, y es capaz de manejar una amplia gama de posibles amenazas si se tiene suficiente tiempo. Sin embargo, tiene algunas limitaciones, por lo que es importante que, si se produce una emergencia real, se disponga de múltiples opciones para hacer frente a una amenaza, incluyendo algunas formas que pueden manejar tiempos de advertencia bastante cortos.
"Si detectamos un objeto peligroso destinado a chocar con la Tierra demasiado tarde para desviarlo de forma segura, nuestra mejor opción restante sería romperlo tan a fondo que los fragmentos resultantes no llegarían a la Tierra", dijo. "Sin embargo, se trata de una cuestión orbital complicada: si se rompe un asteroide en pedazos, la nube de fragmentos resultante seguirá su propia trayectoria alrededor del sol, interactuando entre sí y con los planetas gravitatoriamente. Esa nube tenderá a extenderse en una corriente curva de fragmentos alrededor de la trayectoria original del asteroide. La rapidez con la que se extienden esos trozos (combinada con el tiempo que falta para que la nube cruce la trayectoria de la Tierra) nos indica cuántos chocarán con la Tierra".
"Nuestro grupo sigue perfeccionando nuestros enfoques de modelización para la desviación y la interrupción nuclear, incluidas las mejoras en curso de la modelización de la deposición de energía de los rayos X, que establece las condiciones iniciales de explosión y choque para un problema de interrupción nuclear", dijo. "Este último artículo es un paso importante para demostrar cómo nuestras modernas herramientas multifísicas pueden utilizarse para simular este problema en múltiples regímenes físicos y escalas de tiempo relevantes".
Fuentes, créditos y referencias:
Patrick K. King et al, Late-time small body disruptions for planetary defense, Acta Astronautica (2021). DOI: 10.1016/j.actaastro.2021.07.034