Una nau destinada a estavellar-se contra un asteroide
L’objectiu de la missió DART de la NASA, llançada a finals de novembre, és fer impactar un objecte contra una roca de la mida de la piràmide de Gizeh per assajar una tècnica per desviar cossos que puguin xocar contra la Terra
Nova YorkCorria el 2017 quan alguns astrònoms van projectar que un asteroide de la grandària d’un creuer s’estavellaria contra el Japó en algun moment dels següents deu anys. Científics i dirigents de la NASA i altres organismes espacials, reunits en un congrés anual de defensa planetària celebrat a Tòquio, van concebre a corre-cuita un pla per desviar l’asteroide de la seva trajectòria cap a la Terra mitjançant una sèrie d’impactes. El destí del país insular era a les mans d’una flota de naus espacials robòtiques que s’enlairarien els anys següents.
El 2020, els organismes espacials del món van unir les seves forces per llançar quatre naus cap a l’asteroide amenaçador. Les naus, conegudes amb el nom d’impactadors cinètics, van topar de ple en el seu blanc. D’aquesta manera, el Japó es va estalviar una evacuació que hagués suposat un esforç herculi: ciutats i barris nipons s’havien salvat de l’anihilació.
Cap dels fets que s’acaben de relatar no es va produir realment. Va ser una simulació, una mena de joc de rol que els dirigents duen a terme de manera periòdica. En aquests simulacres organitzats per protegir el nostre planeta, desviar un cos procedent de les profunditats de l’espai que s’encamina cap a la Terra ha esdevingut una de les solucions amb més suport. Tot i això, ningú no sap encara si la tècnica funcionarà en la pràctica. En la nostra història com a espècie, no s’ha intentat mai desviar un asteroide que va a l’encontre de la Terra mitjançant un o més impactes.
Una missió única
Però això canviarà ben aviat. La NASA va llançar a finals de novembre la missió Doble Prova de Redireccionament d’Asteroides (DART) des d’una base espacial nord-americana situada a Califòrnia (en hora local, era un dia menys). Una nau d’uns 545 kg i de la mida d’un frigorífic rodejarà el Sol per, l’any vinent, estavellar-se contra un asteroide de petites dimensions anomenat Dimorphos a una velocitat aproximada de 24.000 km/h.
Si la missió surt com està previst, podria ser la primera demostració de la capacitat de la humanitat d’evitar l’impacte d’un asteroide amb la Terra fent-hi col·lidir un artefacte. “Estem fent aquesta feina i posant a prova la missió DART abans que no l’haguem de necessitar”, explica Lindley Johnson, director de Defensa Planetària de la NASA. “Val més llançar una tecnologia que s’hagi provat, si mai hem d’intentar salvar la població d’una part de la superfície terrestre”.
La missió DART, dotada amb 324 milions de dòlars, és poc habitual per a la NASA, una agència de caràcter civil que se centra principalment en l’exploració, l’estudi del clima i la recerca d’indicis de vida pretèrita al Sistema Solar. Tot i coordinar-se amb el departament de Defensa dels Estats Units i dependre’n per a certes activitats, tradicionalment la NASA no ha assumit el lideratge d’iniciatives per protegir el país nord-americà -o la Terra, en aquest cas- de cap amenaça a la seguretat.
Tanmateix, això va canviar el 2005, quan el Congrés va encarregar a l’agència la tasca de protegir el nostre planeta de cossos perillosos que orbiten al voltant del Sol i tenen el mal costum de creuar-se en el camí de la Terra de tant en tant. Això implica fer un seguiment a desenes de milers d’asteroides pròxims a la Terra que tenen una grandària suficient per provocar danys catastròfics. Els legisladors nord-americans van assignar a la NASA la tasca de catalogar el 90% de la quantitat total estimada d’aquests cossos espacials. L’organisme, però, no ha pogut complir amb l’objectiu marcat pel Congrés. “Abans d’agafar-los, els has de trobar, i val més que els trobis aviat”, diu la Dra. Kelly Fast, que dirigeix el Programa d’Observació de Cossos Pròxims a la Terra de l’agència, que s’encarrega de vigilar tots els asteroides propers més grans que un estadi de futbol. “Se’ls ha de poder detectar amb anys o fins i tot dècades d’antelació”.
Més tard, el 2016, la NASA va constituir l’Oficina de Coordinació de Defensa Planetària després que l’informe d’un organisme de control instés l’agència a organitzar millor els seus esforços de detecció i seguiment d’asteroides. L’Oficina, que dirigeix Lindley Johnson, té la missió d’advertir el departament de Defensa i l’Agència Federal de Gestió d’Emergències de l’existència d’asteroides que representin una amenaça. Aquest és un dels pocs àmbits en què la NASA lidera la resposta nacional davant d’una amenaça potencialment catastròfica.
Una visita a Dimorphos i Didymos
La missió DART il·lustra la manera com l’agència està assumint aquesta responsabilitat. Fa dècades que la NASA estudia minuciosament els asteroides. Ha aconseguit fer aterrar robots a la superfície de Mart, obtenir mostres d’un gran asteroide anomenat Bennu (que podria amenaçar la Terra al segle XXII) i fins i tot estavellar intencionadament naus contra un cometa i contra la Lluna; tot plegat, per ampliar el coneixement científic. Ara bé, colpejar un asteroide amb prou força per alterar-ne l’òrbita a l’espai planteja nous reptes als científics i enginyers de l’agència.
La sonda espacial DART visitarà Dimorphos i Didymos, un altre asteroide, el mes de setembre o d’octubre del 2022. Tots dos asteroides, que formen un sistema binari, completen una òrbita el·líptica al voltant del Sol cada dos anys, passant a la vora de Mart i també de la Terra en el camí de tornada. Dimorphos és el més petit dels dos, orbita en torn de Didymos com un satèl·lit a una distància d’aproximadament 1,6 km i completa una volta cada 11 hores i 55 minuts.
Dimorphos, amb una grandària similar a la de les piràmides de Gizeh, no és cap amenaça per a la Terra. Quan la nau DART de la NASA hi entri en contacte, esdevindrà el cos celestial més petit que mai hagi visitat una nau espacial. La missió serà complicada. “És la primera vegada que posem a prova una tècnica per desplaçar intencionadament un asteroide amb les nostres pròpies capacitats i sistemes -comenta Brent Barbee, membre de l’equip de la missió DART i enginyer aeroespacial del Centre de Vols Espacials Goddard de la NASA-. És una gran fita per a la nostra espècie. Els dinosaures no van tenir cap missió DART, posem per cas”.
Dimorphos té unes dimensions molt reduïdes, per la qual cosa la DART haurà de fer gala d’una gran precisió quan el sistema binari assoleixi el punt més proper a la Terra de la seva òrbita al voltant del Sol, a uns 10,9 milions de km del nostre planeta. Aquesta coreografia orbital complexa requereix la màxima precisió en el moment del llançament des de la Terra i l’activació intermitent d’una dotzena de micropropulsors a bord que afinaran la trajectòria de la nau DART fins a la col·lisió amb Dimorphos.
“Des del punt de vista de l’enginyeria, és dificilíssim”, adverteix el Dr. Andy Rivkin, líder de l’equip de recerca encarregat de la DART al Laboratori de Física Aplicada Johns Hopkins, que dirigeix la missió. Que es pugui fer diana amb Dimorphos en un sol intent dependrà d’un procés totalment automatitzat que comença quatre hores abans de la col·lisió i depèn d’un sistema de navegació de bord anomenat SMART Nav. “Van haver de confeccionar un algoritme que ho faci tot sol, no hi ha cap mena de control a distància”, explica el Dr. Rivkin.
Tom Statler, científic responsable del programa DART a la NASA, hi està d’acord. “En cert sentit, la DART és molt simple. Només té un instrument a bord”, comenta, en referencia a la càmera de la nau. “Però, d’altra banda, la precisió de la navegació supera de llarg el que hem fet fins ara”.
73 segons: la mesura de l’èxit
Per comprovar si la missió DART ha reeixit, els científics de la NASA i del Laboratori de Física Aplicada Johns Hopkins mesuraran els canvis que experimenti l’òrbita de Dimorphos en torn de Didymos després que s’hagi produït la col·lisió amb la nau. Per als telescopis situats a la superfície de la Terra, els dos asteroides només representen punts de llum minúsculs. Després de l’impacte, els científics registraran la durada de l’òrbita de Dimorphos mesurant el temps que transcorre entre cada pampallugueig de llum reflectida, que assenyala que Dimorphos ha creuat per davant de Didymos i, mitja òrbita després, hi ha passat per darrere.
Si l’òrbita de l’asteroide al voltant de Didymos s’accelera, escurçant-se almenys 73 segons, voldrà dir que la missió ha estat un èxit, explica el Dr. Rivkin. Tot i així, ell espera que l’alteració de l’òrbita de l’asteroide sigui més significativa. “Creiem que en realitat voltarà els 10 minuts”, diu.
Si funciona, la prova dotarà la NASA d’una arma d’eficàcia demostrada per al seu arsenal de defensa planetària. No obstant, per desviar asteroides més grans que Dimorphos podrien ser més escaients mètodes conceptualment diferents, asseguren els astrònoms. Per alterar la trajectòria d’un asteroide de més envergadura es podria recórrer, per exemple, a una flota de diverses naus impactadores, com en la missió dissenyada pels astrònoms que van participar al simulacre de Tòquio.
Per a asteroides potencialment perillosos que, pel cap baix, estiguin a 10 anys d’impactar amb la Terra, un altre mètode de desviament hipotètic consistiria a emprar una nau que faria de “tractor gravitatori”. La nau orbitaria o planaria a prop de l’asteroide durant anys i exerciria una petita influència gravitatòria que l’arrossegaria gradualment, desviant-ne la trajectòria d’una topada amb la Terra.
Per intentar desviar asteroides més grans o més propers que representessin una amenaça imminent, es podria recórrer a una nau equipada amb un dispositiu que generés una explosió nuclear. Aquesta hipotètica nau nuclear -no se n’ha posat mai cap en funcionament- s’establiria a prop de l’asteroide i explotaria per desplaçar-lo.
Traducció: Ignasi Vancells
