Se mejoran las simulaciones para desviar un asteroide que amenace a la Tierra

Los investigadores de defensa planetaria del LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory) continúan validando su capacidad para simular con precisión cómo podrían desviar un asteroide que se dirija hacia la Tierra en un estudio que se publicó en la revista Earth and Space Science de la Unión Geofísica Americana.

El estudio, dirigido por el físico del LLNL Tané Remington, también identificó sensibilidades en los parámetros del código que pueden ayudar a los investigadores que trabajan en el diseño de un plan de modelado para la misión DART (Double Asteroid Redirection Test) de 2021, que será la primera demostración de desvío por impacto cinético en un asteroide cercano a la Tierra.  

Los asteroides tienen el potencial de impactar contra la Tierra y causar daños a escala local y global. La humanidad es capaz de desviar o perturbar un objeto potencialmente peligroso. Sin embargo, debido a la limitada capacidad de realizar experimentos directamente en los asteroides, la comprensión de la forma en que múltiples variables podrían afectar a un intento de desviación cinética se basa en simulaciones hidrodinámicas a gran escala minuciosamente enfrentadas a experimentos pertinentes a escala de laboratorio.

"Nos estamos preparando para algo que tiene una probabilidad muy baja de ocurrir en nuestras vidas, pero que tendría consecuencias muy graves si llegara a ocurrir", dijo Remington. "El tiempo será el enemigo si vemos que algo se dirige hacia nosotros algún día. Podemos tener una ventana limitada para desviarlo, y querremos estar seguros de que sabemos cómo evitar el desastre. De eso trata este trabajo".

En este estudio se investigó la exactitud de los códigos comparando los resultados de la simulación con los datos de un experimento de laboratorio realizado en 1991 en la Universidad de Kyoto, en el que un proyectil a hipervelocidad impactó en una esfera de basalto que actuó como blanco.

Los investigadores del LLNL compararon los resultados de las simulaciones de desviación de asteroides con los datos experimentales y descubrieron que el modelo de resistencia utilizado tiene un efecto sustancial. (Foto: LLNL)

Remington utilizó un código hidrodinámico adaptativo de partículas suavizadas llamado Spheral para producir resultados de simulación que se asemejan mucho a los hallazgos experimentales. Las simulaciones también ayudaron a los investigadores a identificar qué modelos y parámetros materiales son más importantes para simular con precisión los escenarios de impacto con un asteroide rocoso y quebradizo.

Descubrieron que la selección del modelo de resistencia y sus parámetros tenía un efecto sustancial en el tamaño previsto del cráter y la cantidad de impulso transferido al asteroide objetivo. Además del modelo de resistencia, el equipo encontró que los resultados de la simulación también son muy sensibles a los modelos de deformación y a los parámetros de los materiales. 

Estos hallazgos ponen de relieve el vínculo entre contar con códigos debidamente validados y tener la confianza necesaria para planificar eficazmente una misión de desviación. Aunque ningún asteroide supone una amenaza inmediata para la Tierra, los investigadores del LLNL están colaborando con la NNSA y la NASA en el desarrollo de un plan de modelado para la misión DART. Estos hallazgos ayudarán al equipo a perfeccionar su plan de modelado para DART.

La nave espacial DART se lanzará a finales de julio de 2021. El objetivo es un asteroide binario (dos asteroides que orbitan entre sí) cercano a la Tierra llamado Didymos que está siendo intensamente observado con telescopios en la Tierra para medir con precisión sus propiedades antes del impacto. La nave espacial DART se estrellará deliberadamente contra la luna más pequeña del asteroide binario -denominada Didymoon- en septiembre de 2022 a una velocidad de aproximadamente 6,6 km/s. La colisión cambiará la velocidad de la luna en su órbita alrededor del cuerpo principal en una fracción del uno por ciento, pero esto cambiará el período orbital de la luna en varios minutos, lo suficiente para ser observado y medido con telescopios en la Tierra.

 "Este estudio sugiere que la misión DART impartirá una transferencia de momento más pequeña que la calculada previamente", dijo Mike Owen, físico de la LLNL, coautor del trabajo y desarrollador del código Spheral. "Si hubiera un asteroide con destino a la Tierra, subestimar la transferencia de momento podría significar la diferencia entre una misión de desvío exitosa y un impacto. Es fundamental que obtengamos la respuesta correcta. Tener datos del mundo real con los que comparar es como tener la respuesta en la parte de atrás del libro". (Fuente: NCYT Amazings)