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Impresión artística de un evento de gran impacto. La colisión entre la Tierra y un asteroide de pocos kilómetros de diámetro liberaría tanta energía como la detonación simultánea de varios millones de armas nucleares.

La evitación del impacto de asteroides comprende una serie de métodos mediante los cuales los objetos cercanos a la Tierra (NEO) podrían desviarse, evitando eventos de impacto destructivo . Un impacto suficientemente grande de un asteroide u otros objetos cercanos a la Tierra causaría, dependiendo de la ubicación del impacto, tsunamis masivos o múltiples tormentas de fuego , y un invierno de impacto causado por el efecto de bloqueo de la luz solar al colocar grandes cantidades de polvo de roca pulverizada y otros escombros en el interior. la estratosfera .

Se cree que una colisión hace 66 millones de años entre la Tierra y un objeto de aproximadamente 10 kilómetros (6 millas) de ancho produjo el cráter Chicxulub y desencadenó el evento de extinción Cretácico-Paleógeno que, según la comunidad científica, causó la extinción de la mayoría dinosaurios .

Si bien las posibilidades de una colisión importante son bajas a corto plazo, es casi seguro que eventualmente ocurrirá a menos que se tomen medidas defensivas. Los eventos astronómicos, como los impactos de Shoemaker-Levy 9 en Júpiter y el meteoro de Chelyabinsk en 2013 , junto con el creciente número de objetos en la Tabla de Riesgo Sentry, han llamado una renovada atención a tales amenazas.

En 2016, un científico de la NASA advirtió que la Tierra no está preparada para tal evento. [1] En abril de 2018, la Fundación B612 informó que "es 100 por ciento seguro que nos golpeará un asteroide devastador, pero no estamos 100 por ciento seguros de cuándo". [2] También en 2018, el físico Stephen Hawking , en su último libro, Respuestas breves a las grandes preguntas , consideró la colisión de un asteroide como la mayor amenaza para el planeta. [3] [4] [5] Se han descrito varias formas de evitar el impacto de un asteroide. [6] No obstante, en marzo de 2019, los científicos informaron que los asteroides pueden sermucho más difícil de destruir de lo que se pensaba antes. [7] [8] Además, un asteroide puede volver a ensamblarse debido a la gravedad después de ser destruido. [9] En mayo de 2021, los astrónomos de la NASA informaron que pueden ser necesarios de 5 a 10 años de preparación para evitar un impactador virtual basado en un ejercicio simulado realizado por la Conferencia de Defensa Planetaria de 2021. [10] [11] [12]

Esfuerzos de desvío [ editar ]

Objetos cercanos a la Tierra conocidos  : a partir de enero de 2018
Video (0:55; 23 de julio de 2018)
(la órbita de la Tierra en blanco)

Según el testimonio de expertos en el Congreso de los Estados Unidos en 2013, la NASA requeriría al menos cinco años de preparación antes de que se pudiera lanzar una misión para interceptar un asteroide. [13] En junio de 2018, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de EE. UU. Advirtió que Estados Unidos no está preparado para un evento de impacto de asteroide y desarrolló y publicó el " Plan de acción de la estrategia nacional de preparación para objetos cercanos a la Tierra " para prepararse mejor. [14] [15] [16] [17]

La mayoría de los esfuerzos de desvío para un objeto grande requieren de un año a décadas de advertencia, lo que da tiempo para preparar y llevar a cabo un proyecto de prevención de colisiones, ya que aún no se ha desarrollado ningún hardware de defensa planetaria conocido. Se ha estimado que se necesita un cambio de velocidad de solo 3,5 / t × 10 −2 m · s −1 (donde t es el número de años hasta el impacto potencial) para desviar con éxito un cuerpo en una trayectoria de colisión directa. Además, en determinadas circunstancias, se necesitan cambios de velocidad mucho más pequeños. [18] Por ejemplo, se estimó que había una alta probabilidad de que 99942 Apophis se balanceara junto a la Tierra en 2029 con un 10 −4probabilidad de pasar a través de un 'ojo de cerradura' y regresar en una trayectoria de impacto en 2035 o 2036. Luego se determinó que una desviación de esta trayectoria de retorno potencial, varios años antes del giro, podría lograrse con un cambio de velocidad en el orden de 10 −6  ms −1 . [19]

Un impacto de un asteroide de 10 kilómetros (6,2 millas) en la Tierra ha causado históricamente un evento de nivel de extinción debido a un daño catastrófico a la biosfera . También existe la amenaza de que los cometas entren en el interior del Sistema Solar. La velocidad del impacto de un cometa de largo período probablemente sería varias veces mayor que la de un asteroide cercano a la Tierra , lo que haría que su impacto fuera mucho más destructivo; Además, es poco probable que el tiempo de advertencia sea superior a unos pocos meses. [20] Los impactos de objetos tan pequeños como 50 metros (160 pies) de diámetro, que son mucho más comunes, son históricamente extremadamente destructivos a nivel regional (ver cráter Barringer ).

También es útil conocer la composición material del objeto antes de decidir qué estrategia es la adecuada. Misiones como la sonda Deep Impact de 2005 han proporcionado información valiosa sobre qué esperar.

REPS. STEWART: ... ¿somos tecnológicamente capaces de lanzar algo que pueda interceptar [un asteroide]? ... DR. A'HEARN: No. Si ya tuviéramos planes de naves espaciales en los libros, eso tomaría un año ... quiero decir, una pequeña misión típica ... toma cuatro años desde la aprobación para comenzar a lanzar ...

-  Representante Chris Stewart (R, UT) y Dr. Michael F. A'Hearn , 10 de abril de 2013, Congreso de los Estados Unidos [13]
Frecuencia de pequeños asteroides de aproximadamente 1 a 20 metros de diámetro que impactan la atmósfera terrestre.

Historia de los mandatos gubernamentales [ editar ]

Los esfuerzos en la predicción del impacto de asteroides se han concentrado en el método de encuesta. El Taller de Interceptación de Objetos Cercanos a la Tierra patrocinado por la NASA en 1992, organizado por el Laboratorio Nacional de Los Alamos, evaluó los problemas relacionados con la interceptación de objetos celestes que podrían golpear la Tierra. [21] En un informe de 1992 a la NASA , [22] se recomendó una Encuesta Spaceguard coordinada para descubrir, verificar y proporcionar observaciones de seguimiento para los asteroides que cruzan la Tierra. Se esperaba que esta encuesta descubriera el 90% de estos objetos de más de un kilómetro en 25 años. Tres años después, otro informe de la NASA [23] recomendó encuestas de búsqueda que descubrirían entre el 60% y el 70% de objetos cercanos a la Tierra de períodos cortos de más de un kilómetro en diez años y obtener un 90% de completitud en cinco años más.

En 1998, la NASA adoptó formalmente el objetivo de encontrar y catalogar, para 2008, el 90% de todos los objetos cercanos a la Tierra (NEO) con diámetros de 1 km o más que podrían representar un riesgo de colisión con la Tierra. La métrica de 1 km de diámetro se eligió después de que un estudio considerable indicara que un impacto de un objeto de menos de 1 km podría causar un daño local o regional significativo, pero es poco probable que cause una catástrofe mundial. [22] El impacto de un objeto de mucho más de 1 km de diámetro bien podría resultar en daños en todo el mundo hasta, y potencialmente incluyendo, la extinción de la especie humana.. El compromiso de la NASA ha dado como resultado la financiación de una serie de esfuerzos de búsqueda de NEO, que hicieron un progreso considerable hacia el objetivo del 90% en 2008. Sin embargo, el descubrimiento de 2009 de varios NEO de aproximadamente 2 a 3 kilómetros de diámetro (por ejemplo, 2009 CR 2 , 2009 HC 82 , 2009 KJ , 2009 MS y 2009 OG ) demostraron que aún quedaban grandes objetos por detectar.

El representante de los Estados Unidos, George E. Brown, Jr. (D-CA) fue citado expresando su apoyo a los proyectos de defensa planetaria en Air & Space Power Chronicles , diciendo: "Si algún día en el futuro descubrimos con mucha anticipación que un asteroide que es lo suficientemente grande como para causar una extinción masiva va a golpear la Tierra, y luego alteramos el curso de ese asteroide para que no nos golpee, será uno de los logros más importantes en toda la historia de la humanidad ". [24]

Debido al compromiso de larga data del congresista Brown con la defensa planetaria, un proyecto de ley de la Cámara de Representantes de los Estados Unidos, HR 1022, fue nombrado en su honor: Ley de reconocimiento de objetos cercanos a la Tierra George E. Brown, Jr. Este proyecto de ley "para proporcionar un programa de inspección de objetos cercanos a la Tierra para detectar, rastrear, catalogar y caracterizar ciertos asteroides y cometas cercanos a la Tierra" fue presentado en marzo de 2005 por la representante Dana Rohrabacher (R-CA). [25] Finalmente se incorporó a S.1281, la Ley de Autorización de la NASA de 2005 , aprobada por el Congreso el 22 de diciembre de 2005, posteriormente firmada por el Presidente, y declarando en parte:

El Congreso de los Estados Unidos ha declarado que el bienestar y la seguridad generales de los Estados Unidos requieren que la competencia única de la NASA se dirija a la detección, seguimiento, catalogación y caracterización de asteroides y cometas cercanos a la Tierra para brindar advertencia y mitigación del peligro potencial. de tales objetos cercanos a la Tierra a la Tierra. El administrador de la NASA planificará, desarrollará e implementará un programa de inspección de objetos cercanos a la Tierra para detectar, rastrear, catalogar y caracterizar las características físicas de los objetos cercanos a la Tierra iguales o superiores a 140 metros de diámetro con el fin de evaluar la amenaza de tales objetos cercanos a la Tierra a la Tierra.Será el objetivo del programa de inspección lograr el 90% de la finalización de su catálogo de objetos cercanos a la Tierra (basado en poblaciones de objetos cercanos a la Tierra pronosticadas estadísticamente) dentro de los 15 años posteriores a la fecha de promulgación de esta Ley. El Administrador de la NASA transmitirá al Congreso, a más tardar 1 año después de la fecha de promulgación de esta Ley, un informe inicial que proporcione lo siguiente: (A) Un análisis de las posibles alternativas que la NASA puede emplear para llevar a cabo el programa de levantamiento, incluido el terreno: alternativas basadas en el espacio y en el espacio con descripciones técnicas. (B) Una opción recomendada y un presupuesto propuesto para llevar a cabo el programa de Encuestas de conformidad con la opción recomendada. (C) Análisis de posibles alternativas que la NASA podría emplear para desviar un objeto en un curso probable de colisión con la Tierra.El Administrador de la NASA transmitirá al Congreso, a más tardar 1 año después de la fecha de promulgación de esta Ley, un informe inicial que proporcione lo siguiente: (A) Un análisis de las posibles alternativas que la NASA puede emplear para llevar a cabo el programa de levantamiento, incluido el terreno: alternativas basadas en el espacio y en el espacio con descripciones técnicas. (B) Una opción recomendada y un presupuesto propuesto para llevar a cabo el programa de Encuestas de conformidad con la opción recomendada. (C) Análisis de posibles alternativas que la NASA podría emplear para desviar un objeto en un curso probable de colisión con la Tierra.El Administrador de la NASA transmitirá al Congreso, a más tardar 1 año después de la fecha de promulgación de esta Ley, un informe inicial que proporcione lo siguiente: (A) Un análisis de las posibles alternativas que la NASA puede emplear para llevar a cabo el programa de levantamiento, incluido el terreno: alternativas basadas en el espacio y en el espacio con descripciones técnicas. (B) Una opción recomendada y un presupuesto propuesto para llevar a cabo el programa de Encuestas de conformidad con la opción recomendada. (C) Análisis de posibles alternativas que la NASA podría emplear para desviar un objeto en un curso probable de colisión con la Tierra.incluidas alternativas terrestres y espaciales con descripciones técnicas. (B) Una opción recomendada y un presupuesto propuesto para llevar a cabo el programa de Encuestas de conformidad con la opción recomendada. (C) Análisis de posibles alternativas que la NASA podría emplear para desviar un objeto en un curso probable de colisión con la Tierra.incluidas alternativas terrestres y espaciales con descripciones técnicas. (B) Una opción recomendada y un presupuesto propuesto para llevar a cabo el programa de Encuestas de conformidad con la opción recomendada. (C) Análisis de posibles alternativas que la NASA podría emplear para desviar un objeto en un curso probable de colisión con la Tierra.

El resultado de esta directiva fue un informe presentado al Congreso a principios de marzo de 2007. Este fue un estudio de Análisis de Alternativas (AoA) dirigido por la oficina de Análisis y Evaluación de Programas (PA&E) de la NASA con el apoyo de consultores externos, Aerospace Corporation, NASA Langley Research Center (LaRC) y SAIC (entre otros).

Consulte también Mejora de la predicción de impacto .

Proyectos en curso [ editar ]

Número de NEO detectados por varios proyectos.
NEOWISE  : primeros cuatro años de datos a partir de diciembre de 2013 (animado; 20 de abril de 2018)

El Minor Planet Center en Cambridge, Massachusetts, ha estado catalogando las órbitas de asteroides y cometas desde 1947. Recientemente se le han sumado estudios que se especializan en localizar los objetos cercanos a la Tierra (NEO), muchos (a principios de 2007) financiados por la NASA. Oficina del programa Near Earth Object como parte de su programa Spaceguard. Uno de los más conocidos es LINEAR, que comenzó en 1996. En 2004, LINEAR estaba descubriendo decenas de miles de objetos cada año y representaba el 65% de todas las detecciones de asteroides nuevos. [26] LINEAR utiliza dos telescopios de un metro y un telescopio de medio metro con base en Nuevo México. [27]

El Catalina Sky Survey (CSS) se lleva a cabo en el Observatorio Steward 's estación de Catalina , situado cerca de Tucson, Arizona , en los Estados Unidos. Utiliza dos telescopios, un telescopio f / 2 de 1,5 metros (60 pulgadas) en la cima del monte Lemmon y un telescopio Schmidt de 68 cm (27 pulgadas) f / 1,7 cerca del monte Bigelow (ambos en Tucson, Arizona). área). En 2005, CSS se convirtió en el estudio de NEO más prolífico que superó a Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR) en el número total de NEO y asteroides potencialmente peligrosos descubiertos cada año desde entonces. CSS descubrió 310 NEO en 2005, 396 en 2006, 466 en 2007 y en 2008 se encontraron 564 NEO. [28]

Spacewatch , que utiliza un telescopio de 90 centímetros ubicado en el Observatorio Kitt Peak en Arizona, actualizado con equipos automáticos de apuntamiento, imágenes y análisis para buscar intrusos en los cielos, fue establecido en 1980 por Tom Gehrels y Robert S. McMillan del Lunar. y Laboratorio Planetario de la Universidad de Arizona en Tucson, y ahora está siendo operado por McMillan. El proyecto Spacewatch ha adquirido un telescopio de 1,8 metros, también en Kitt Peak, para buscar NEO, y ha proporcionado al antiguo telescopio de 90 centímetros un sistema de imágenes electrónico mejorado con una resolución mucho mayor, mejorando su capacidad de búsqueda. [29]

Otros programas cercanos a la Tierra objetos de seguimiento incluyen cercanos a la Tierra Seguimiento de Asteroides (NEAT), el Observatorio Lowell cercanos a la Tierra-Búsqueda de objetos (LONEOS), Campo Imperatore objeto próximo a la tierra Encuesta (CINEOS), Asociación Spaceguard japonesa , y Asiago DLR-Encuesta de Asteroides . [30] Pan-STARRS completó la construcción del telescopio en 2010 y ahora está observando activamente.

El sistema de última alerta de impacto terrestre de asteroides , ahora en funcionamiento, realiza exploraciones frecuentes del cielo con miras a la detección en una etapa posterior en el tramo de colisión de la órbita del asteroide. Serían demasiado tarde para la desviación, pero aún a tiempo para la evacuación y preparación de la región terrestre afectada.

Otro proyecto, apoyado por la Unión Europea , es NEOShield , [31] que analiza opciones realistas para prevenir la colisión de un NEO con la Tierra. Su objetivo es proporcionar diseños de misiones de prueba para conceptos factibles de mitigación de NEO. El proyecto hace especial hincapié en dos aspectos. [31]

  1. El primero es el enfoque en el desarrollo tecnológico de técnicas e instrumentos esenciales necesarios para la guía, la navegación y el control (GNC) en las inmediaciones de asteroides y cometas. Esto permitirá, por ejemplo, golpear tales cuerpos con una nave espacial de impacto cinético de alta velocidad y observarlos antes, durante y después de un intento de mitigación, por ejemplo, para la determinación y monitoreo de la órbita.
  2. El segundo se centra en perfeccionar la caracterización de objetos cercanos a la Tierra (NEO). Además, NEOShield-2 llevará a cabo observaciones astronómicas de los objetos cercanos a la Tierra, para mejorar la comprensión de sus propiedades físicas, concentrándose en los tamaños más pequeños de mayor preocupación con fines de mitigación, y para identificar otros objetos adecuados para misiones de caracterización física y demostración de deflexión de objetos cercanos a la Tierra. [32]

" Spaceguard " es el nombre de estos programas poco afiliados, algunos de los cuales reciben fondos de la NASA para cumplir con el requisito del Congreso de los EE. UU. De detectar el 90% de los asteroides cercanos a la Tierra de más de 1 km de diámetro para 2008. [33] Un estudio de la NASA de 2003 de un seguimiento -en el programa sugiere gastar entre 250 y 450 millones de dólares para detectar el 90% de todos los asteroides cercanos a la Tierra de 140 metros o más para el 2028. [34]

NEODyS es una base de datos en línea de NEO conocidos.

Misión centinela [ editar ]

La Fundación B612 es una fundación privada sin fines de lucro con sede en los Estados Unidos, dedicada a proteger la Tierra de los impactos de asteroides . Está dirigido principalmente por científicos, ex astronautas e ingenieros del Instituto de Estudios Avanzados , el Instituto de Investigación del Suroeste , la Universidad de Stanford , la NASA y la industria espacial .

Como organización no gubernamental , ha llevado a cabo dos líneas de investigación relacionadas para ayudar a detectar objetos cercanos a la Tierra que algún día podrían golpear la Tierra y encontrar los medios tecnológicos para desviar su camino y evitar tales colisiones. El objetivo actual de la fundación es diseñar y construir un telescopio espacial de búsqueda de asteroides con financiación privada , Sentinel , que se lanzará en 2017-2018. El telescopio infrarrojo del Sentinel, una vez estacionado en una órbita similar a la de Venus , ayudará a identificar los NEO amenazadores al catalogar el 90% de aquellos con diámetros mayores a 140 metros (460 pies), así como inspeccionar objetos más pequeños del Sistema Solar. [35] [36] [37]

Los datos recopilados por Sentinel ayudarán a identificar asteroides y otros objetos cercanos a la Tierra que presentan un riesgo de colisión con la Tierra, al ser enviados a redes de intercambio de datos científicos, incluida la NASA e instituciones académicas como el Minor Planet Center. [36] [37] [38] La fundación también propone la desviación de asteroides de NEO potencialmente peligrosos mediante el uso de tractores de gravedad para desviar sus trayectorias lejos de la Tierra, [39] [40] un concepto co-inventado por el director ejecutivo de la organización, el físico y el ex astronauta de la NASA Ed Lu . [41]

Proyectos prospectivos [ editar ]

Orbit @ home tiene la intención de proporcionar recursos informáticos distribuidos para optimizar la estrategia de búsqueda. El 16 de febrero de 2013, el proyecto se detuvo debido a la falta de subvenciones. [42] Sin embargo, el 23 de julio de 2013, el proyecto orbit @ home fue seleccionado para ser financiado por el programa de Observación de Objetos Cercanos a la Tierra de la NASA y debía reanudar sus operaciones en algún momento a principios de 2014. [43] A partir del 13 de julio de 2018, el proyecto está fuera de línea de acuerdo con su sitio web. [44]

El Telescopio para Rastreos Sinópticos grande , actualmente en construcción, se espera que para llevar a cabo una solución amplia, de alta resolución encuesta partir de la década de 2020.

Detección desde el espacio [ editar ]

El 8 de noviembre de 2007, el Subcomité de Espacio y Aeronáutica del Comité de Ciencia y Tecnología de la Cámara de Representantes celebró una audiencia para examinar el estado del programa de inspección de objetos cercanos a la Tierra de la NASA. Funcionarios de la NASA propusieron la posibilidad de utilizar el Explorador de estudios infrarrojos de campo amplio . [45]

WISE examinó el cielo en la banda infrarroja con una sensibilidad muy alta. Los asteroides que absorben la radiación solar se pueden observar a través de la banda infrarroja. Se utilizó para detectar objetos cercanos a la Tierra, además de cumplir con sus objetivos científicos. Se proyecta que WISE podría detectar 400 NEO (aproximadamente el dos por ciento de la población de NEO estimada de interés) dentro de la misión de un año.

NEOSSat , el satélite de vigilancia de objetos cercanos a la Tierra, es un microsatélite lanzado en febrero de 2013 por la Agencia Espacial Canadiense (CSA) que buscará objetos cercanos a la Tierra en el espacio. [46] [47] Además , el Objeto Cercano a la Tierra WISE (NEOWISE) , una extensión de la misión WISE , comenzó en septiembre de 2013 (en su segunda extensión de misión) para cazar asteroides y cometas cerca de la órbita de la Tierra . [48] [49]

Impacto profundo [ editar ]

Una investigación publicada en la edición del 26 de marzo de 2009 de la revista Nature , describe cómo los científicos pudieron identificar un asteroide en el espacio antes de que entrara en la atmósfera de la Tierra, lo que permitió a las computadoras determinar su área de origen en el Sistema Solar y predecir la hora de llegada. y la ubicación en la Tierra de sus partes supervivientes destrozadas. El asteroide de cuatro metros de diámetro, llamado 2008 TC 3 , fue avistado inicialmente por el telescopio automatizado Catalina Sky Survey , el 6 de octubre de 2008. Los cálculos predijeron correctamente que impactaría 19 horas después del descubrimiento y en el desierto de Nubia del norte de Sudán. [50]

Se han identificado varias amenazas potenciales, como 99942 Apophis (anteriormente conocida por su designación provisional 2004 MN 4 ), que en 2004 tenía temporalmente una probabilidad de impacto de alrededor del 3% para el año 2029. Observaciones adicionales redujeron esta probabilidad a cero. . [51]

Patrón de cálculo de probabilidad de impacto [ editar ]

Por qué la probabilidad de impacto de un asteroide a menudo aumenta y luego disminuye.

Las elipses en el diagrama de la derecha muestran la posición predicha de un ejemplo de asteroide en la aproximación más cercana a la Tierra. Al principio, con solo unas pocas observaciones de asteroides, la elipse de error es muy grande e incluye la Tierra. Otras observaciones reducen la elipse de error, pero aún incluye la Tierra. Esto aumenta la probabilidad de impacto predicha, ya que la Tierra ahora cubre una fracción más grande de la región de error. Finalmente, aún más observaciones (a menudo observaciones de radar o descubrimiento de un avistamiento previo del mismo asteroide en imágenes de archivo) reducen la elipse revelando que la Tierra está fuera de la región de error y la probabilidad de impacto es cercana a cero. [52]

Para los asteroides que están en camino de chocar contra la Tierra, la probabilidad de impacto predicha continúa aumentando a medida que se realizan más observaciones. Este patrón similar hace que sea difícil diferenciar entre los asteroides que solo se acercarán a la Tierra y los que realmente lo golpearán. Esto, a su vez, hace que sea difícil decidir cuándo dar la alarma, ya que ganar más certeza lleva tiempo, lo que reduce el tiempo disponible para reaccionar ante un impacto previsto. Sin embargo, dar la alarma demasiado pronto tiene el peligro de causar una falsa alarma y crear un efecto de Chico que llora lobo si el asteroide de hecho no llega a la Tierra.

Estrategias para evitar colisiones [ editar ]

Varias técnicas para evitar colisiones tienen diferentes compensaciones con respecto a métricas como el rendimiento general, el costo, los riesgos de falla, las operaciones y la preparación de la tecnología. [53] Existen varios métodos para cambiar el curso de un asteroide / cometa. [54] Estos se pueden diferenciar por varios tipos de atributos, como el tipo de mitigación (deflexión o fragmentación), la fuente de energía (cinética, electromagnética, gravitacional, solar / térmica o nuclear) y la estrategia de enfoque (interceptación, [55] [56] encuentro o estación remota).

Las estrategias se dividen en dos conjuntos básicos: fragmentación y demora. [54] [57] La fragmentación se concentra en hacer que el impactador sea inofensivo fragmentándolo y dispersando los fragmentos de modo que no lleguen a la Tierra o sean lo suficientemente pequeños como para quemarse en la atmósfera. Delay aprovecha el hecho de que tanto la Tierra como el impactador están en órbita. Un impacto ocurre cuando ambos alcanzan el mismo punto en el espacio al mismo tiempo, o más correctamente cuando algún punto de la superficie de la Tierra se cruza con la órbita del impactador cuando llega el impactador. Desde la tierratiene aproximadamente 12,750 km de diámetro y se mueve a aprox. A 30 km por segundo en su órbita, recorre una distancia de un diámetro planetario en aproximadamente 425 segundos, o un poco más de siete minutos. Retrasar o adelantar la llegada del impactador en momentos de esta magnitud puede, dependiendo de la geometría exacta del impacto, hacer que no llegue a la Tierra. [58]

Las estrategias para evitar colisiones también pueden verse como directas o indirectas y en la rapidez con que transfieren energía al objeto. Los métodos directos, como los explosivos nucleares o los impactadores cinéticos, interceptan rápidamente la trayectoria del bólido. Se prefieren los métodos directos porque generalmente son menos costosos en tiempo y dinero. Sus efectos pueden ser inmediatos, ahorrando así un tiempo precioso. Estos métodos funcionarían para amenazas a corto y largo plazo, y son más efectivos contra objetos sólidos que pueden ser empujados directamente, pero en el caso de impactadores cinéticos, no son muy efectivos contra grandes montones de escombros poco agregados. Los métodos indirectos, como los tractores de gravedad , la colocación de cohetes o impulsores de masa, son mucho más lentos. Requieren viajar al objeto, cambiando el rumbo hasta 180 grados paraencuentro espacial , y luego tomar mucho más tiempo para cambiar el camino del asteroide lo suficiente como para que pierda la Tierra. [ cita requerida ]

Se cree que muchos objetos cercanos a la Tierra son " montones de escombros voladores " que sólo se mantienen unidos ligeramente por la gravedad, y un intento típico de desvío por impacto cinético del tamaño de una nave espacial podría romper el objeto o fragmentarlo sin ajustar suficientemente su curso. [59] Si un asteroide se rompe en fragmentos, cualquier fragmento de más de 35 metros de diámetro no se quemará en la atmósfera y podría impactar en la Tierra. Rastrear los miles de fragmentos similares a perdigones que podrían resultar de tal explosión sería una tarea muy desalentadora, aunque la fragmentación sería preferible a no hacer nada y permitir que el cuerpo de escombros originalmente más grande, que es análogo a un disparo y una bala de cera , impacte. la tierra.

En las simulaciones de Cielo realizadas en 2011-2012, en las que la velocidad y la cantidad de suministro de energía fueron lo suficientemente altas y coincidieron con el tamaño de la pila de escombros, como después de una explosión nuclear personalizada, los resultados indicaron que cualquier fragmento de asteroide, creado después del pulso de energía, no representaría una amenaza de reunificación (incluso para aquellos con la forma del asteroide Itokawa ), sino que alcanzaría rápidamente la velocidad de escape de su cuerpo padre (que para Itokawa es de aproximadamente 0,2 m / s) y, por lo tanto, se movería fuera de una trayectoria de impacto terrestre. [60] [61] [62]

Dispositivo explosivo nuclear [ editar ]

De manera similar a las tuberías anteriores llenas de una presión parcial de helio, como se usó en la prueba Ivy Mike de 1952, la prueba Castle Bravo de 1954 también fue fuertemente instrumentada con tuberías de línea de visión (LOS) , para definir mejor y cuantificar el tiempo y las energías de los rayos X y los neutrones producidos por estos primeros dispositivos termonucleares. [63] [64] Uno de los resultados de este trabajo de diagnóstico resultó en esta representación gráfica del transporte de rayos X energéticos y neutrones a través de una línea de vacío, de unos 2,3 km de longitud, tras lo cual calentó materia sólida en la "estación 1200". fortín y así generó una bola de fuego secundaria. [65] [66]

Inicio de una explosiva nuclear dispositivo por encima de , en , o ligeramente por debajo de , la superficie de un cuerpo celeste amenaza es una opción potencial de desviación, con la altura de la detonación óptima depende de la composición y el tamaño del objeto. [67] [68] [69] No requiere que se vaporice todo el NEO para mitigar una amenaza de impacto. En el caso de una amenaza entrante desde una "pila de escombros", el stand off , o la altura de detonación por encima de la configuración de la superficie, se ha planteado como un medio para prevenir la fractura potencial de la pila de escombros. [70] Los neutrones energéticos y los rayos X suavesliberados por la detonación, que no penetran de manera apreciable en la materia, [71] se convierten en calor térmico al encontrarse con la materia de la superficie del objeto, vaporizando ablativamente todas las áreas de la superficie del objeto expuestas a la línea de visión a poca profundidad, [70] girando la superficie material se calienta en eyección y, de manera análoga a la eyección de un escape de motor de cohete químico , cambiando la velocidad, o "empujando", el objeto se desvía de su curso por la reacción, siguiendo la tercera ley de Newton , con la eyección yendo en una dirección y el objeto siendo propulsado en el otro. [70] [72]Dependiendo de la energía del dispositivo explosivo, el efecto de escape del cohete resultante , creado por la alta velocidad de la eyección de masa vaporizada del asteroide, junto con la pequeña reducción de masa del objeto, produciría un cambio suficiente en la órbita del objeto como para hacer que fallara. la tierra. [60] [72]

Se ha propuesto una Misión de Mitigación de Asteroides a Hipervelocidad para Respuesta a Emergencias (HAMMER). [73]

Enfoque de distanciamiento [ editar ]

Si el objeto es muy grande pero sigue siendo una pila de escombros suelta, una solución es detonar uno o una serie de artefactos explosivos nucleares junto al asteroide, a una altura de separación de 20 metros (66 pies) o más. por encima de su superficie, [ cita requerida ] para no fracturar el objeto potencialmente unido sin apretar. Siempre que esta estrategia de separación se haya realizado con suficiente antelación, la fuerza de un número suficiente de explosiones nucleares alteraría la trayectoria del objeto lo suficiente como para evitar un impacto, según simulaciones por computadora y evidencia experimental de meteoritos expuestos a rayos X térmicos. impulsos de la Z-máquina . [74]

En 1967, a los estudiantes graduados del profesor Paul Sandorff en el Instituto de Tecnología de Massachusetts se les asignó la tarea de diseñar un método para prevenir un hipotético impacto distante de 18 meses en la Tierra por el asteroide de 1,4 kilómetros de ancho (0,87 millas) 1566 Icarus , un objeto que realiza acercamientos cercanos regulares a la Tierra, a veces tan cerca como 16 distancias lunares . [75] Para lograr la tarea dentro del plazo y con un conocimiento material limitado de la composición del asteroide, se concibió un sistema de separación variable. Esto habría utilizado una serie de Saturno V modificadocohetes enviados en cursos de interceptación y la creación de un puñado de artefactos explosivos nucleares en el rango de energía de 100 megatones, coincidentemente, lo mismo que el rendimiento máximo de la Bomba Tsar de los soviéticos habría sido si se hubiera usado un manipulador de uranio, ya que cada carga útil del vehículo cohete . [76] [77] El estudio de diseño se publicó más tarde como Proyecto Ícaro [78], que sirvió de inspiración para la película Meteor de 1979 . [77] [79] [80]

Un análisis de la NASA de las alternativas de deflexión, realizado en 2007, declaró:

Se evalúa que las explosiones de enfrentamiento nuclear son de 10 a 100 veces más efectivas que las alternativas no nucleares analizadas en este estudio. Otras técnicas que involucran el uso superficial o subterráneo de explosivos nucleares pueden ser más eficientes, pero corren un mayor riesgo de fracturar el NEO objetivo. También conllevan mayores riesgos de desarrollo y operaciones. [81]

En el mismo año, la NASA publicó un estudio en el que se suponía que el asteroide Apophis (con un diámetro de alrededor de 300 metros o 1,000 pies) tenía una densidad de pila de escombros mucho menor (1,500 kg / m 3 o 100 lb / cu ft) y, por lo tanto, masa menor de la que ahora se sabe que tiene, y en el estudio, se supone que está en una trayectoria de impacto con la Tierra para el año 2029. En estas condiciones hipotéticas, el informe determina que una "nave espacial Cradle" sería suficiente para desviar el impacto de la Tierra. Esta nave espacial conceptual contiene seis paquetes de física B83 , cada uno configurado para su rendimiento máximo de 1.2 megatoneladas, [72] agrupados y montados por un vehículo Ares V en algún momento de la década de 2020, con cada B83 siendo fusionado.para detonar sobre la superficie del asteroide a una altura de 100 metros o 330 pies ("1/3 del diámetro del objeto" como su punto de separación), uno tras otro, con intervalos de una hora entre cada detonación. Los resultados de este estudio indicaron que un solo empleo de esta opción "puede desviar NEO de [100-500 metros o 330-1,640 pies de diámetro] dos años antes del impacto, y NEO más grandes con al menos cinco años de advertencia". [72] [82] Estas cifras de efectividad son consideradas "conservadoras" por sus autores, y solo se consideró la salida de rayos X térmica de los dispositivos B83, mientras que el calentamiento de neutrones se descuidó para facilitar los cálculos. [82] [83]

Uso superficial y subterráneo [ editar ]

La impresión de esta primera misión de redireccionamiento de asteroides sugiere otro método para cambiar la órbita de un gran cuerpo celeste amenazante al capturar objetos celestes relativamente más pequeños y usarlos, y no los pequeños trozos de naves espaciales normalmente propuestos, como medio para crear un poderoso impacto cinético . [84] o alternativamente, un tractor gravitacional de acción más rápida y fuerte , ya que algunos asteroides de baja densidad como el 253 Mathilde pueden disipar la energía del impacto .

En 2011, el director del Centro de Investigación de Deflexión de Asteroides de la Universidad Estatal de Iowa , el Dr. Bong Wie (que había publicado estudios de deflexión del impactador cinético [59] anteriormente), comenzó a estudiar estrategias que podrían hacer frente a 50 a 500 metros objetos de diámetro (200–1,600 pies) cuando el tiempo hasta el impacto de la Tierra fue de menos de un año. Concluyó que para proporcionar la energía requerida, una explosión nuclear u otro evento que podría generar la misma potencia, son los únicos métodos que pueden funcionar contra un asteroide muy grande dentro de estas limitaciones de tiempo.

Este trabajo resultó en la creación de un Vehículo de Intercepción de Asteroides de Hipervelocidad (HAIV) conceptual, que combina un impactador cinético para crear un cráter inicial para una detonación nuclear subsuperficial de seguimiento dentro de ese cráter inicial, que generaría un alto grado de eficiencia en el conversión de la energía nuclear que se libera en la detonación en energía de propulsión hacia el asteroide. [85]

Una propuesta similar usaría un dispositivo nuclear de detonación en la superficie en lugar del impactador cinético para crear el cráter inicial, y luego usaría el cráter como una boquilla de cohete para canalizar las detonaciones nucleares sucesivas.

En la conferencia de Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA de 2014 , Wie y sus colegas declararon que "tenemos la solución, utilizando nuestro concepto de referencia, para poder mitigar la amenaza del impacto de asteroides, con cualquier rango de advertencia". Por ejemplo, de acuerdo con sus modelos de computadora, con un tiempo de advertencia de 30 días, un asteroide de 300 metros de ancho (1,000 pies) sería neutralizado [ vago ] usando un solo HAIV, con menos del 0.1% de la masa del objeto destruido. potencialmente golpeando la Tierra, lo que en comparación sería más que aceptable. [ se necesita más explicación ] [86] [87]

A partir de 2015, Wie ha colaborado con la danesa Proyecto Asteroide de Defensa de Emergencia (EADP), [88] que en última instancia tiene la intención de crowdsource fondos suficientes para diseñar, construir y almacenar una nave espacial HAIV no nuclear como seguro planetaria. Para asteroides amenazantes demasiado grandes y / o demasiado cerca del impacto de la Tierra para ser desviados de manera efectiva por el enfoque HAIV no nuclear, los dispositivos explosivos nucleares (con un 5% del rendimiento explosivo que los utilizados para la estrategia de separación) están destinados a ser intercambiado, bajo supervisión internacional, cuando surgen condiciones que lo requieran. [89]

Posibilidad de deflexión del cometa [ editar ]

Después de los impactos del cometa Shoemaker-Levy 9 de 1994 con Júpiter, Edward Teller propuso a un colectivo de ex diseñadores de armas de la Guerra Fría estadounidenses y rusos en una reunión de un taller de defensa planetaria de 1995 en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), que colaboran para diseñar un dispositivo explosivo nuclear de una gigatonelada , que sería equivalente a la energía cinética de un asteroide de un kilómetro de diámetro (0,62 millas). [90] [91] [92] El dispositivo teórico de una gigatonelada pesaría entre 25 y 30 toneladas, lo suficientemente ligero como para ser levantado en el Energiacohete. Podría usarse para vaporizar instantáneamente un asteroide de un kilómetro (0,62 millas), desviar las trayectorias de los asteroides de clase ELE (más de 10 kilómetros o 6,2 millas de diámetro) en un plazo breve de unos pocos meses. Con un año de aviso, y en una ubicación de interceptación no más cercana que Júpiter , también podría hacer frente a los cometas de período corto aún más raros que pueden salir del cinturón de Kuiper y pasar por la órbita de la Tierra en dos años. [ aclaración necesaria ] Para los cometas de esta clase, con un diámetro máximo estimado de 100 kilómetros (62 millas), Quirón sirvió como la amenaza hipotética. [90] [91] [92]

En 2013, los Laboratorios Nacionales de EE. UU. Y Rusia relacionados firmaron un acuerdo que incluye la intención de cooperar en la defensa contra los asteroides. [93]

Capacidad actual [ editar ]

Un informe de la GAO de abril de 2014 señala que la NNSA está reteniendo subconjuntos enlatados (CSA, etapas secundarias nucleares) en un estado indeterminado en espera de una evaluación del gobierno de alto nivel de su uso en la defensa planetaria contra los asteroides terrestres ". [94] En su presupuesto para el año fiscal 2015 solicitud, la NNSA señaló que el desmontaje del componente B53 de nueve megatones se "retrasó", lo que llevó a algunos observadores a concluir que podrían ser los CSA de ojivas retenidos para posibles propósitos de defensa planetaria. [95] [ verificación fallida ].

Ley [ editar ]

El uso de artefactos explosivos nucleares es un problema internacional y deberá abordarse [¿ según quién? ] por el Comité de las Naciones Unidas sobre la Utilización del Espacio Ultraterrestre con Fines Pacíficos . El Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares de 1996 prohíbe técnicamente las armas nucleares en el espacio. Sin embargo, es poco probable que un artefacto explosivo nuclear, detonado para detonar solo al ser interceptado con un objeto celeste amenazante, [96] con la única intención de evitar que ese cuerpo celeste impacte la Tierra se considere un uso no pacífico del espacio. , o que el artefacto explosivo enviado para mitigar un impacto terrestre, diseñado explícitamente para evitar que los daños cobren vida, entraría en la clasificación de "arma ". [97]

Impacto cinético [ editar ]

La colisión de 2005 Deep Impact con el cometa Tempel 1 de ocho por cinco kilómetros (5 por 3 millas) . [98] El destello de impacto y la eyección resultante son claramente visibles. El impactador emitió 19 gigajulios (el equivalente a 4,8 toneladas de TNT ) en el momento del impacto. [99] [100] [101] [102] Se generó un cambio de velocidad previsto de 0,0001 mm / s (0,014 pulg / h) en el movimiento orbital del cometa y disminuyó la distancia del perihelio en 10 m (33 pies). [103] Después del impacto, un periódico informó que la órbita del cometa se modificó en 10 cm (3,9 pulgadas). " [104] [se necesita una mejor fuente ]

El impacto de un objeto masivo, como una nave espacial o incluso otro objeto cercano a la Tierra, es otra posible solución a un impacto NEO pendiente. Un objeto con una gran masa cerca de la Tierra podría ser enviado a un curso de colisión con el asteroide, desviando su rumbo.

Cuando el asteroide todavía está lejos de la Tierra, una forma de desviar el asteroide es alterar directamente su impulso colisionando una nave espacial con el asteroide.

Un análisis de la NASA de las alternativas de deflexión, realizado en 2007, declaró:

Los impactadores cinéticos no nucleares son el enfoque más maduro y podrían usarse en algunos escenarios de deflexión / mitigación, especialmente para los objetos cercanos a la Tierra que consisten en un solo cuerpo sólido pequeño. [81]

La Agencia Espacial Europea (ESA) está estudiando el diseño preliminar de dos misiones espaciales para ~ 2020, llamadas AIDA (antes Don Quijote ), y si volaran, serían la primera misión intencional de desviación de asteroides. El Equipo de Conceptos Avanzados de la ESA también ha demostrado teóricamente que se podría lograr una desviación de 99942 Apophis enviando una nave espacial simple [ ¿cuándo? ] que pesa menos de una tonelada para impactar contra el asteroide. Durante un estudio de compensación, uno de los principales investigadores [ ¿quién? ] argumentó que una estrategia llamada 'desviación del impactador cinético' era más eficiente que otras. [dudoso ]

La misión NEOShield-2 de la Unión Europea [105] también está estudiando principalmente el método de mitigación del impacto cinético. El principio del método de mitigación del impacto cinético es que el NEO o asteroide se desvía tras el impacto de una nave espacial con impacto. Se utiliza el principio de transferencia de impulso, ya que el impactador choca contra el NEO a una velocidad muy alta de 10 km / s (36.000 km / h; 22.000 mph) o más. El impulso del impactador se transfiere al NEO, lo que provoca un cambio en la velocidad y, por lo tanto, lo desvía ligeramente de su curso. [106]

A mediados de 2018, la misión AIDA ha sido aprobada en parte. La nave espacial de impacto cinético de prueba de redirección de doble asteroide ( DART ) de la NASA ha entrado en la fase C (definición detallada). El objetivo es impactar la luna asteroidal de 180 metros (590 pies) del asteroide cercano a la Tierra 65803 Didymos , apodado Didymoon.. El impacto ocurrirá en octubre de 2022 cuando Didymos esté relativamente cerca de la Tierra, lo que permitirá que telescopios terrestres y radares planetarios observen el evento. El resultado del impacto será cambiar la velocidad orbital y, por lo tanto, el período orbital de Didymoon, en una cantidad lo suficientemente grande como para que pueda medirse desde la Tierra. Esto mostrará por primera vez que es posible cambiar la órbita de un pequeño asteroide de 200 metros (660 pies), alrededor del tamaño que probablemente requiera mitigación activa en el futuro. La segunda parte de la misión AIDA , la nave espacial ESA HERA , ha entrado en la fase B (Definición preliminar) y requiere la aprobación de los estados miembros de la ESA en octubre de 2019. Si se aprueba, llegaría al sistema Didymos en 2024 y mediría tanto la masa de Didymoony el efecto preciso del impacto en ese cuerpo, lo que permite una extrapolación mucho mejor de la misión AIDA a otros objetivos.

Tractor de gravedad de asteroides [ editar ]

El vehículo Asteroid Redirect Mission fue concebido para demostrar la técnica de defensa planetaria del " tractor de gravedad " en un asteroide de tamaño peligroso. El método del tractor de gravedad aprovecha la masa de la nave espacial para impartir una fuerza sobre el asteroide, alterando lentamente la trayectoria del asteroide.

Otra alternativa a la deflexión explosiva es mover el asteroide lentamente a lo largo del tiempo. Se acumula una cantidad pequeña pero constante de empuje para desviar un objeto lo suficiente de su curso. Edward T. Lu y Stanley G. Love han propuesto el uso de una nave espacial no tripulada masiva que se cierne sobre un asteroide para arrastrar gravitacionalmente al asteroide a una órbita no amenazante. Aunque ambos objetos son atraídos gravitacionalmente el uno hacia el otro, la nave espacial puede contrarrestar la fuerza hacia el asteroide mediante, por ejemplo, un propulsor de iones , por lo que el efecto neto sería que el asteroide se acelera hacia la nave espacial y, por lo tanto, se desvía ligeramente de su órbita. Si bien es lento, este método tiene la ventaja de funcionar independientemente de la composición del asteroide o la velocidad de giro;Los asteroides de pila de escombros serían difíciles de desviar por medio de detonaciones nucleares, mientras que un dispositivo de empuje sería difícil o ineficiente de montar en un asteroide de rotación rápida. Un tractor de gravedad probablemente tendría que pasar varios años al lado del asteroide para ser efectivo.

Un análisis de la NASA de las alternativas de deflexión, realizado en 2007, declaró:

Las técnicas de mitigación de "empuje lento" son las más caras, tienen el nivel más bajo de preparación técnica y su capacidad para viajar y desviar un NEO amenazante sería limitada a menos que sea posible una duración de la misión de muchos años a décadas. [81]

Pastor de haz de iones [ editar ]

C. Bombardelli y J. Peláez, de la Universidad Politécnica de Madrid, han propuesto otra técnica de deflexión de asteroides "sin contacto" . El método implica el uso de un propulsor de iones de baja divergencia apuntado al asteroide desde una nave espacial cercana. El impulso transmitido por los iones que llegan a la superficie del asteroide produce una fuerza lenta pero continua que puede desviar el asteroide de manera similar al tractor de gravedad, pero con una nave espacial más ligera.

Energía solar enfocada [ editar ]

HJ Melosh con IV Nemchinov propuso desviar un asteroide o cometa al enfocar la energía solar en su superficie para crear un empuje a partir de la vaporización resultante del material. [107] Este método requeriría primero la construcción de una estación espacial con un sistema de grandes espejos cóncavos colectores similares a los usados ​​en los hornos solares .

La mitigación de la órbita con luz solar altamente concentrada es escalable para lograr la deflexión predeterminada en un año, incluso para un cuerpo con amenaza global sin un tiempo de advertencia prolongado. [107] [108]

Esta estrategia acelerada puede llegar a ser de actualidad en el caso de la detección tardía de un peligro potencial y también, si es necesario, al brindar la posibilidad de alguna acción adicional. Los reflectores cóncavos convencionales son prácticamente inaplicables a la geometría de alta concentración en el caso de un objetivo espacial de sombra gigante, que se encuentra frente a la superficie reflejada. Esto se debe principalmente a la dramática expansión de los puntos focales de los espejos en el objetivo debido a la aberración óptica.cuando el eje óptico no está alineado con el Sol. Por otro lado, el posicionamiento de cualquier colector a una distancia del objetivo mucho mayor que su tamaño no produce el nivel de concentración requerido (y por lo tanto la temperatura) debido a la divergencia natural de los rayos solares. Tales restricciones principales se encuentran inevitablemente en cualquier lugar con respecto al asteroide de uno o muchos colectores que reflejan hacia adelante sin sombrear. Además, en el caso del uso de espejos secundarios, similares a los que se encuentran en los telescopios Cassegrain , sería propenso a sufrir daños por calor debido a la luz solar parcialmente concentrada del espejo primario.

Para eliminar las restricciones anteriores, el vicepresidente Vasylyev propuso aplicar un diseño alternativo de un colector reflejado: el concentrador de matriz en anillo. [108] Este tipo de colector tiene una posición similar a una lente en la parte inferior de su área focal que evita el ensombrecimiento del colector por el objetivo y minimiza el riesgo de que se cubra con los desechos expulsados. Siempre que la concentración de luz solar sea ~ 5 × 10 3 veces, una irradiancia superficial de alrededor de 4-5 MW / m 2 conduce a un efecto de empuje ~ 10 3 N. Ablación intensivade la superficie del asteroide en rotación debajo del punto focal dará lugar a la aparición de un "cañón" profundo, que puede contribuir a la formación del flujo de gas que escapa en uno similar a un chorro. Esto puede ser suficiente para desviar un asteroide de 0.5 km dentro de varios meses y sin un período de advertencia adicional, solo usando un colector de anillo de tamaño ~ 0.5 del diámetro del asteroide. Para una desviación tan rápida de los NEO más grandes, 1,3-2,2 km, los tamaños de colector requeridos son comparables al diámetro del objetivo. En el caso de un tiempo de advertencia más largo, el tamaño requerido del colector puede reducirse significativamente.

Impresión artística de la desviación de un asteroide utilizando un innovador colector solar de matriz de anillos.

Conductor de masas [ editar ]

Un controlador de masa es un sistema (automatizado) en el asteroide para expulsar material al espacio, lo que le da al objeto un empujón lento y constante y disminuye su masa. Un controlador de masa está diseñado para funcionar como un sistema de impulso específico muy bajo , que en general usa mucho propulsor, pero muy poca potencia.

La idea es que cuando se usa material local como propulsor, la cantidad de propulsor no es tan importante como la cantidad de energía, que probablemente sea limitada.

Motor de cohete convencional [ editar ]

La colocación de cualquier dispositivo de propulsión de una nave espacial tendría un efecto similar de dar un empujón, posiblemente forzando al asteroide a una trayectoria que lo aleja de la Tierra. Un motor de cohete en el espacio que es capaz de impartir un impulso de 10 6 N · s (por ejemplo, agregar 1 km / sa un vehículo de 1000 kg), tendrá un efecto relativamente pequeño en un asteroide relativamente pequeño que tiene una masa de aproximadamente un millón de veces más. El libro blanco de Chapman, Durda y Gold [109] calcula las deflexiones utilizando cohetes químicos existentes entregados al asteroide.

Estos motores de cohetes de fuerza directa se proponen típicamente para utilizar propulsión de naves espaciales eléctricas de alta eficiencia , como propulsores de iones o VASIMR .

Ablación con láser de asteroides [ editar ]

De manera similar a los efectos de un dispositivo nuclear, se cree que es posible enfocar suficiente energía láser en la superficie de un asteroide para causar vaporización / ablación flash para crear ya sea en impulso o para eliminar la masa del asteroide. Este concepto, llamado ablación láser de asteroides, fue articulado en el libro blanco de 1995 SpaceCast 2020 [110] "Preparándose para la defensa planetaria", [111] y en el libro blanco de 1996 Air Force 2025 [112] "Defensa planetaria: seguro médico catastrófico para el planeta Tierra ". [113] Las primeras publicaciones incluyen el concepto "ORION" de CR Phipps de 1996, la monografía de 2000 del coronel Jonathan W. Campbell "Uso de láseres en el espacio: eliminación de desechos orbitales con láser y deflexión de asteroides",[114]y el concepto Comet Asteroid Protection System (CAPS) de 2005 de la NASA. [115] Por lo general, estos sistemas requieren una cantidad significativa de energía, como la que estaría disponible en un satélite espacial de energía solar .

Otra propuesta es la propuesta DE-STAR [116] de Phillip Lubin .

  • El proyecto DE-STAR, [117] propuesto por investigadores de la Universidad de California, Santa Bárbara, es un concepto modular de matriz de láser de 1 µm de longitud de onda del infrarrojo cercano , alimentado por energía solar . El diseño requiere que la matriz tenga un tamaño aproximado de 1 km cuadrado, y el diseño modular significa que podría lanzarse en incrementos y ensamblarse en el espacio. En sus primeras etapas como una pequeña matriz, podría lidiar con objetivos más pequeños, ayudar a las sondas de velas solares y también sería útil para limpiar los desechos espaciales .

Otras propuestas [ editar ]

Estudio de la NASA de una vela solar . La vela tendría 0,5 kilómetros (0,31 millas) de ancho.
  • Envolviendo el asteroide en una hoja de plástico reflectante como una película de PET aluminizado como una vela solar
  • "Pintar" o espolvorear el objeto con dióxido de titanio (blanco) para alterar su trayectoria a través del aumento de la presión de radiación reflejada o con hollín (negro) para alterar su trayectoria a través del efecto Yarkovsky .
  • El científico planetario Eugene Shoemaker propuso en 1996 [118] desviar un impactador potencial liberando una nube de vapor en el camino del objeto, con suerte reduciéndolo suavemente. Nick Szabo en 1990 esbozó [119] una idea similar, "aerofrenado cometario", el objetivo de un cometa o construcción de hielo en un asteroide, luego vaporizando el hielo con explosivos nucleares para formar una atmósfera temporal en el camino del asteroide.
  • Arreglo de excavadoras coherente [120] [121] múltiples tractores planos de 1 tonelada capaces de excavar y expulsar la masa de suelo de asteroides como un arreglo de fuente coherente, la actividad coordinada de la fuente puede propulsar y desviar durante años.
  • Fijar una masa de amarre y lastre al asteroide para alterar su trayectoria cambiando su centro de masa. [122]
  • Compresión de flujo magnético para frenar o capturar magnéticamente objetos que contienen un alto porcentaje de hierro meteórico mediante el despliegue de una bobina ancha de alambre en su trayectoria orbital y cuando pasa a través, la inductancia crea un solenoide electromagnético que se generará. [123] [124]

Preocupaciones sobre la tecnología de deflexión [ editar ]

Carl Sagan , en su libro Pale Blue Dot , expresó su preocupación por la tecnología de desviación, y señaló que cualquier método capaz de desviar los impactadores lejos de la Tierra también podría ser abusado para desviar cuerpos no amenazantes hacia el planeta. Teniendo en cuenta la historia de los líderes políticos genocidas y la posibilidad de que la burocracia oscurezca los verdaderos objetivos de cualquier proyecto de este tipo para la mayoría de sus participantes científicos, consideró que la Tierra corría un mayor riesgo por un impacto provocado por el hombre que por uno natural. En cambio, Sagan sugirió que la tecnología de desviación se desarrolle solo en una situación de emergencia real.

Todas las tecnologías de desviación de entrega de baja energía tienen un control fino inherente y una capacidad de dirección, lo que hace posible agregar la cantidad justa de energía para dirigir un asteroide originalmente destinado a una mera aproximación cercana hacia un objetivo terrestre específico.

Según el exastronauta de la NASA Rusty Schweickart , el método del tractor gravitacional es controvertido porque, durante el proceso de cambiar la trayectoria de un asteroide, el punto de la Tierra donde más probablemente podría impactar se desplazaría lentamente a través de diferentes países. Por lo tanto, la amenaza para todo el planeta se minimizaría a costa de la seguridad de algunos estados específicos. En opinión de Schweickart, elegir la forma en que el asteroide debería ser "arrastrado" sería una decisión diplomática difícil. [125]

El análisis de la incertidumbre involucrada en la deflexión nuclear muestra que la capacidad de proteger el planeta no implica la capacidad de apuntar al planeta. Una explosión nuclear que cambie la velocidad de un asteroide en 10 metros / segundo (más o menos 20%) sería suficiente para empujarlo fuera de una órbita que impacta la Tierra. Sin embargo, si la incertidumbre del cambio de velocidad fuera más que un pequeño porcentaje, no habría posibilidad de dirigir el asteroide hacia un objetivo en particular.

Cronología de la defensa planetaria [ editar ]

El concepto de la Iniciativa de Defensa Estratégica de 1984 de un reactor nuclear espacial genérico bombeado láser o un satélite láser de fluoruro de hidrógeno , [126] disparando sobre un objetivo, provocando un cambio de impulso en el objeto objetivo por ablación láser . Con la propuesta de la Estación Espacial Freedom (ISS) de fondo.
  • En su libro de 1964, Islands in Space, Dandridge M. Cole y Donald W. Cox señalaron los peligros de los impactos planetoides, tanto los que ocurren naturalmente como los que podrían producirse con intenciones hostiles. Abogaron por catalogar los planetas menores y desarrollar las tecnologías para aterrizar, desviar o incluso capturar planetoides. [127]
  • En 1967, estudiantes del departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT realizaron un estudio de diseño, el "Proyecto Ícaro", de una misión para prevenir un hipotético impacto en la Tierra por el asteroide 1566 Ícaro. [77] El proyecto de diseño fue publicado más tarde en un libro por el MIT Press [78] y recibió una publicidad considerable, por primera vez trayendo el impacto de un asteroide al ojo público. [76]
  • En la década de 1980, la NASA estudió la evidencia de ataques pasados ​​en el planeta Tierra y el riesgo de que esto suceda en el nivel actual de civilización. Esto llevó a un programa que mapea objetos en el Sistema Solar que cruzan la órbita de la Tierra y son lo suficientemente grandes como para causar daños graves si chocan.
  • En la década de 1990, el Congreso de los Estados Unidos celebró audiencias para considerar los riesgos y lo que se debía hacer al respecto. Esto condujo a un presupuesto anual de US $ 3 millones para programas como Spaceguard y el programa de objetos cercanos a la Tierra , administrado por la NASA y la USAF .
  • En 2005, varios astronautas publicaron una carta abierta a través de la Asociación de Exploradores Espaciales en la que pedían un esfuerzo conjunto para desarrollar estrategias para proteger la Tierra del riesgo de una colisión cósmica. [128]
  • Actualmente (a finales de 2007) se estima que hay aproximadamente 20.000 objetos capaces de cruzar la órbita de la Tierra y lo suficientemente grandes (140 metros o más) como para justificar la preocupación. [129] En promedio, uno de estos chocará con la Tierra cada 5.000 años, a menos que se tomen medidas preventivas. [130] Ahora se prevé que para el año 2008, el 90% de los objetos de 1 km o más de diámetro habrán sido identificados y serán monitoreados. Se espera que la tarea adicional de identificar y monitorear todos esos objetos de 140 mo más se complete alrededor de 2020. [130]
  • El Catalina Sky Survey [131] (CSS) es uno de los cuatro estudios financiados por la NASA para llevar a cabo un mandato del Congreso de los EE. UU. En 1998 para encontrar y catalogar para fines de 2008, al menos el 90 por ciento de todos los objetos cercanos a la Tierra (NEO). más de 1 kilómetro de ancho. CSS descubrió más de 1150 NEO en los años 2005 a 2007. Al hacer este estudio, descubrieron el 20 de noviembre de 2007, un asteroide, designado 2007 WD 5 , que inicialmente se estimó que tenía la posibilidad de golpear Marte el 30 de enero de 2008, pero además Las observaciones durante las siguientes semanas permitieron a la NASA descartar un impacto. [132] La NASA estimó una falla cercana en 26.000 kilómetros (16.000 millas). [133]
  • En enero de 2012, después de un paso cercano del objeto 2012 BX34 , investigadores de Rusia, Alemania, Estados Unidos, Francia, Gran Bretaña y Gran Bretaña publicaron un artículo titulado "Un enfoque global para la mitigación de la amenaza del impacto de objetos cercanos a la Tierra". España, que analiza el proyecto "NEOShield". [134]

Representaciones ficticias [ editar ]

Los impactos de asteroides o cometas son un subgénero común de la ficción de desastres , y estas historias suelen presentar algún intento, exitoso o fallido, de prevenir la catástrofe, la mayoría de los cuales implican intentar destruir o redirigir explosivamente un objeto.

Película [ editar ]

  • Meteor (1979): Inspirado por el Estudio del Proyecto Icarus MIT, [77] [80] se utiliza una plataforma de misiles en órbita de los Estados Unidos para destruir fragmentos de asteroides en curso de colisión con la Tierra.
  • Armageddon (1998): un par de orbitadores del transbordador espacial modificados, llamados "X-71", y el Mir se utilizan para perforar un agujero en un asteroide y colocar una bomba nuclear .
  • Deep Impact (1998): una nave espacial tripulada, el Mesías , basada en el Proyecto Orión , coloca una serie de bombas nucleares en un cometa.
  • Groenlandia (2020): ya sea un error de cálculo o un truco para aliviar el riesgo de pánico masivo, las agencias espaciales intentan ocultar el impacto futuro de un cometa de 15 kilómetros de ancho y sus fragmentos más pequeños. No se intenta detener el asteroide; sin embargo, la gente busca desesperadamente búnkeres en los que esconderse antes de que el cometa golpee.

Literatura [ editar ]

  • El martillo de Dios (1993): escrito por Arthur C. Clarke , se envía una nave espacial para desviar un asteroide masivo mediante el uso de propulsores.
  • Titán (1997): Escrito por Stephen Baxter , en represalia por los ataques biológicos de los EE. UU., Los chinos causan una gran explosión junto a un asteroide (2002OA), para desviarlo hacia la órbita de la Tierra mientras amenazan al mundo con futuros ataques de precisión dirigidos. Sin embargo, sus cálculos son incorrectos, ya que no tomaron en cuenta el tamaño del asteroide, que podría causar un evento de extinción entre el Cretácico y el Paleógeno. El asteroide golpea la Tierra y daña críticamente el ecosistema planetario.

Televisión [ editar ]

  • Horizon: Hunt for the Doomsday Asteroid (1994), un documental de la BBC, parte de laserie científica Horizon , Temporada 30, Episodio 7.
  • NOVA: Doomsday Asteroid (1995), undocumental científico de PBS NOVA , Serie 23, Episodio 4.
  • Defenders of the Planet (2001), una miniserie de televisión británica de tres partes que trata sobre individuos y organizaciones que trabajan para defender la Tierra contra los asteroides y otras amenazas extraterrestres; transmitido en The Learning Channel . [135]
  • Salvation (2017): se centra en las ramificaciones del descubrimiento de un asteroide que impactará la Tierra en solo seis meses y los intentos de prevenirlo.

Videojuegos [ editar ]

  • Ace Combat 04: Shattered Skies (2001): en este juego de simulación de vuelo de combate para PlayStation 2 de Namco ,se usaunabatería de cañón de riel en un intento de destruir un asteroide masivo con un éxito limitado.
  • Outpost (1994): La trama del juego menciona cómo un intento de desviar el camino del asteroide Vulcan's Hammer , en curso de colisión con la Tierra, usando un arma nuclear falla y en su lugar hace que se rompa en dos grandes pedazos que golpean la Tierra.

Ver también [ editar ]

  • Predicción del impacto de asteroides
  • Misión de redireccionamiento de asteroides
  • Día del asteroide
  • Fundación B612
  • Programas marco de investigación y desarrollo tecnológico
  • Riesgo catastrófico global
  • Tractor de gravedad
  • Planeta menor perdido
  • Explorador de asteroides cercanos a la Tierra
  • Objeto cercano a la Tierra
  • Objeto potencialmente peligroso

Referencias [ editar ]

  1. ^ Yuhas, Alan (13 de diciembre de 2016). "La Tierra lamentablemente no está preparada para cometa sorpresa o asteroide, advierte científico de la NASA" . The Guardian .
  2. ^ Homer, Aaron (28 de abril de 2018). "La Tierra será golpeada por un asteroide con una certeza del 100 por ciento, dice el grupo de observación espacial B612" . Inquisitr . Consultado el 28 de abril de 2018 .
  3. ^ Stanley-Becker, Isaac (15 de octubre de 2018). "Stephen Hawking temía raza de 'superhumanos' capaces de manipular su propio ADN" . The Washington Post . Consultado el 15 de octubre de 2018 .
  4. ^ Haldevang, Max de (14 de octubre de 2018). "Stephen Hawking nos dejó predicciones audaces sobre inteligencia artificial, superhumanos y extraterrestres" . Cuarzo . Consultado el 15 de octubre de 2018 .
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Bibliografía

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  • Kunio M. Sayanagi "Cómo desviar un asteroide" Ars Technica (abril de 2008).

Lectura adicional [ editar ]

General

  • Air Force 2025. Planetary Defense: Social, Economic, and Political Implications , Fuerza Aérea de los Estados Unidos , página web del Informe Final de la Fuerza Aérea 2025, 11 de diciembre de 1996.
  • Belton, MJS Mitigación de cometas y asteroides peligrosos , Cambridge University Press , 2004, ISBN 0521827647 , 978-0521827645 
  • Bottke, William F.Asteroids III (Serie de ciencia espacial) , Serie de ciencia espacial de la Universidad de Arizona, University of Arizona Press , 2002, ISBN 0816522812 , 978-0816522811 
  • Burrows, William E. La amenaza de los asteroides: defender nuestro planeta de los objetos letales cercanos a la Tierra.
  • Lewis, John S. Peligros de impacto de cometas y asteroides en una Tierra poblada: Modelado por computadora (Volumen 1 de Peligros de impacto de cometas y asteroides en una Tierra poblada: Modelado por computadora), Academic Press , 2000, ISBN 0124467601 , 978-0124467606 
  • Verschuur, Gerrit L. (1997) Impact !: The Threat of Comets and Asteroids , Oxford University Press , ISBN 0195353277 , 978-0195353273 
  • Schmidt, Nikola et al .: Planetary Defense - Global Collaboration for Defender Earth from Asteroids and Cometas. Springer, Cham 2019, ISBN 978-3-030-00999-1 . 

Enlaces externos [ editar ]

  • "Deflecting Asteroids" (con velas solares) de Gregory L. Matloff, IEEE Spectrum, abril de 2012
  • Directorio de objetos cercanos a la Tierra
  • Informe de 2007 de la NASA al Congreso sobre el programa de encuestas NEO que incluye métodos de rastreo y desvío para asteroides de alto riesgo
  • Universidad de Armagh: peligro de impacto de objetos cercanos a la Tierra
  • Amenazas desde el espacio: una revisión de los esfuerzos del gobierno de EE. UU. Para rastrear y mitigar asteroides y meteoritos (Parte I y Parte II): Audiencia ante el Comité de Ciencia, Espacio y Tecnología, Cámara de Representantes, Ciento XIII Congreso, Primera Sesión, Martes , 19 de marzo de 2013 y miércoles 10 de abril de 2013