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23 de octubre de 2018
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Don Quijote cabalga de nuevo
Ilustración: Raúl Cruz

Don Quijote cabalga de nuevo

Daniel Martín Reina

La posibilidad de que un cuerpo celeste choque contra la Tierra y cause un desastre es mínima, sin embargo, existe. La misión Don Quijote, que nos ayudará a entender cómo responde un asteroide ante un impacto para desviar su trayectoria, está a punto de terminar su fase preliminar de estudio: la elección del objetivo. La decisión final sobre el objetivo se tomará probablemente antes de final de año, y se espera que para el año 2011 la misión esté lista para ser lanzada al espacio.

A finales de marzo de 1994 el matrimonio de astrónomos Eugene y Carolyn Shoemaker y su colega David H. Levy vieron un cometa cerca de Júpiter. La comunidad astronómica lo bautizó como Shoemaker-Levy 9, pues era el noveno cometa que descubrían estos prolíficos científicos. Pero había algo que lo diferenciaba de los otros ocho — y del resto de los cometas conocidos: estaba en órbita alrededor de Júpiter.

Más que un cometa, el Shoemaker-Levy 9 era una serie de fragmentos, 21 en total, de unos dos kilómetros de diámetro cada uno. Se cree que durante millones de años este cometa había orbitado plácidamente alrededor del Sol, hasta que se le ocurrió pasar demasiado cerca de Júpiter y fue capturado por este planeta, el más grande del Sistema Solar. Las intensas fuerzas gravitacionales de Júpiter y la poca cohesión interna del cometa hicieron el resto.

Poco después de su descubrimiento, los cálculos de los científicos confirmaron que los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9 terminarían chocando contra el planeta. La oportunidad de presenciar la colisión de dos cuerpos del Sistema Solar era algo único: en los cinco siglos de vida del telescopio no se había visto nada parecido, y bien podía pasar otro tanto hasta que se repitiese un fenómeno de este calibre.

Ante la atenta mirada de miles de astrónomos de todo el mundo, el 16 de julio de 1994 los fragmentos del cometa fueron impactando uno tras otro. En cada choque, una imponente bola de fuego de miles de grados de temperatura se elevó decenas de kilómetros sobre las capas superiores de la atmósfera de Júpiter. El trozo más grande dejó una mancha oscura del tamaño de la Tierra, y su explosión liberó una energía equivalente a 6 000 000 de megatones de TNT, mayor que todo el arsenal de armas nucleares del mundo.

El Universo es así

El violento final del cometa Shoemaker-Levy 9 puso de manifiesto que el Universo dista mucho de ser un lugar tranquilo y apacible. Un cielo estrellado en una noche despejada es sobrecogedor, pero no te dejes engañar por la belleza de este espectáculo. Un día cualquiera, la atmósfera terrestre es bombardeada por más de 100 millones de fragmentos de asteroides y cometas. La mayoría de estos pedazos son del tamaño de un simple grano de arena y no suponen una amenaza para nuestro planeta; el rozamiento con la atmósfera los evapora y los vemos como rastros de luz conocidos como estrellas fugaces.

Pero cuando un objeto mayor penetra en la atmósfera la cosa cambia. En vez de desintegrase, estalla. Una roca de sólo unos metros de diámetro puede hacerlo con una potencia comparable a la que tenía la bomba atómica que arrasó Hiroshima. Por suerte, la explosión tiene lugar a muchos kilómetros de altitud sin que apenas nos enteremos. Sin embargo, cada 300 o 400 años llegan objetos de decenas de metros cuyos estallidos de gran violencia alcanzan la superficie terrestre, como pasó en 1908 en la región siberiana de Tunguska (véase “El suceso de Tunguska”, ¿Cómo ves? No. 116). Menos frecuentes, pero más mortíferos todavía, son los objetos de diámetro mayor de un kilómetro, capaces de provocar una catástrofe a escala mundial. Hace 65 millones de años un meteorito o cometa de estas dimensiones cayó en lo que hoy es la Península de Yucatán, causando una explosión de una potencia casi inimaginable. Al menos el 75% de las especies vivas de la Tierra se extinguieron —entre ellas los dinosaurios— y el impacto afectó el clima de nuestro planeta durante unos 10 000 años.

La posibilidad de que un cuerpo celeste de este tipo choque contra la Tierra y cause un desastre similar durante este siglo es mínima, menos de una en 100 000. Eso significa que es muy difícil que suceda, pero no imposible. La cuestión es que no podemos quedarnos sin hacer nada,esperando a comprobar si la estadística se cumple y nos salvamos. ¿Y si no se cumple? ¿Cómo podríamos enfrentarnos a este tipo de amenaza?

Catálogo de asteroides

El 12 de marzo de 2002 se anunció a bombo y platillo que el asteroide 2002 EM7, roca de unos 70 metros de diámetro, había pasado por nuestro planeta cuatro días antes a una distancia ligeramente mayor que la que separa la Tierra y la Luna. Es verdad que en términos astronómicos podía hablarse de un encuentro cercano (de hecho se trata de uno de los asteroides que han pasado más cerca de la Tierra en las últimas décadas), pero ése no era el auténtico motivo de la noticia. Había otro aspecto más llamativo, por no decir inquietante: 2002 EM7 fue visto por primera vez cuando se alejaba de la Tierra, y no cuando se acercaba. Es decir, ninguno de los potentes telescopios que vigilan el espacio exterior lo vio venir. La causa fue que se aproximaba desde la dirección del Sol. Sólo cuando se apartó del fulgor de nuestra estrella los científicos pudieron detectarlo y analizar su trayectoria. Así fue cómo determinaron el camino que había seguido antes.

Cualquier plan de defensa contra el impacto de un NEO parte de la misma base: que vamos a tener tiempo suficiente para enfrentarnos a la amenaza. Pero todo esfuerzo sería en vano si el NEO no se detecta a tiempo. Por eso, los expertos estudian ahora la posibilidad de extender los programas de vigilancia espacial para incluir cuerpos de unos 200 metros. El daño potencial es menor que el de los de más de un kilómetro, pero también pueden causar una catástrofe si caen en una zona poblada. La principal dificultad estriba en que son bastante más difíciles de detectar, como demostró el asteroide 2002 EM7. Aunque la vigilancia espacial ha encontrado muchos asteroides “pequeños” (a finales de agosto de 2008 el número exacto era de 5 590, de los cuales sólo 748 tenían un radio de un kilómetro o más), se necesitarían telescopios más potentes para encontrar los 100 000 asteroides menores que cruzan la órbita terrestre, una tarea que difícilmente se podría completar en menos de 15 o 20 años.

Vigilancia espacial

El primer paso lo dio la NASA en 1995, cuando aprobó un proyecto para catalogar el 90% de los cerca de 1 100 objetos cósmicos de un diámetro superior a un kilómetro y cuyas órbitas se acercan a la de la Tierra. Estos objetos podrían provocar una catástrofe global si chocaran con nosotros. Se les llama NEO, siglas que significan Near Earth Object (“objeto cercano a la Tierra”). Con la colaboración de la Fuerza Aérea estadounidense, la NASA vigila una región de 200 millones de kilómetros alrededor de la Tierra para detectar y seguir la pista a estos amenazadores objetos. Este plan se conoce con el nombre de Near Earth Asteroid Tracking (“Rastreo de asteroides cercanos a la Tierra”).

Cuando se detecta la presencia de un nuevo NEO, los científicos calculan si su órbita podría cruzarse con la Tierra en algún momento de los próximos 100 años. En la inmensa mayoría de los casos, los objetos descubiertos no representan un peligro para nuestro planeta. Pero a veces la trayectoria del nuevo NEO parece acercarse peligrosamente a la Tierra en unas décadas. Desde ese instante, el equipo de la NASA y otras organizaciones de vigilancia espacial prestan la máxima atención a ese NEO para mejorar la precisión de sus predicciones.

Hay que tener en cuenta que la determinación de futuras órbitas no es una ciencia exacta. A veces se anuncia que un asteroide tiene una probabilidad muy pequeña de impactar contra la Tierra en el futuro, digamos de 1%. Una semana después, el riesgo ha crecido, por ejemplo, hasta 4%, y al mes es ya del 20%. Y cuando están a punto de saltar las alarmas, de repente la probabilidad pasa a cero. ¿Qué es lo que ha ocurrido? Para calcular una órbita con toda precisión hace falta información sobre la posición y velocidad del objeto, las cuales no se pueden medir con total precisión debido a las enormes distancias que nos separan. Cualquier pequeña variación de estos valores supondría un gran cambio en su trayectoria posterior. Por eso, los científicos trabajan al principio con un conjunto de trayectorias posibles que el asteroide puede seguir. Si una de ellas intercepta a la Tierra, la probabilidad de choque es distinta de cero. A medida que se hacen observaciones más detalladas, la órbita del objeto se define mejor y el conjunto de trayectorias posibles se reduce. Si la Tierra todavía sigue en el camino, se reporta una mayor probabilidad de colisión. Hasta que llega un día en que la órbita del objeto queda bien definida por las observaciones. Si resulta que esa órbita no intercepta a la Tierra, la probabilidad se reduce a cero.

Si alguna vez la trayectoria de un NEO se cruza con la Tierra, es probable que lo sepamos con muchos años de antelación. Tiempo para evitar el desastre no nos va a faltar.

Formas de evitar el impacto

¿Qué haremos cuando ocurra? Hay dos posibilidades para organizar un plan defensivo contra los asteroides. La más simple sería intentar hacerlo añicos al más puro estilo Armageddon mediante una potente explosión nuclear. La gran ventaja de esta técnica es que no requiere muchos preparativos. Si un asteroide escapara a la vigilancia espacial y estuviese a pocos meses de chocar con la Tierra, en poco tiempo podría organizarse una misión de este tipo, lo que la convierte en ideal para casos de extrema necesidad.

Pero esta técnica tiene un serio inconveniente: es muy difícil predecir y controlar el resultado. Imagínate por un momento que la explosión consigue partir el asteroide en varios trozos grandes, cada uno tan mortífero como el original. Lejos de solucionarse, el problema habría empeorado. La explosión nuclear debería garantizar que el tamaño de los fragmentos resultantes no suponga una amenaza para nuestro planeta, algo que de momento es imposible.

Existe otra opción menos arriesgada: jugar al billar cósmico con el asteroide. Para eso sería preciso enviar una nave lo más pesada y rápida posible a chocar contra el objeto y desviarlo de su fatídica trayectoria. Como ocurre con las explosiones nucleares, la ventaja de esta opción es que ya se dispone de las técnicas necesarias, por lo que ponerla en práctica sería relativamente rápido. La principal dificultad consistiría en guiar la sonda espacial para que el impacto se produzca en el sitio exacto del asteroide. El más mínimo error y toda esa energía se desperdiciaría en hacerlo girar o en fragmentarlo.

El mayor problema en ambos casos es que probarlos cuesta mucho tiempo y dinero. Como es evidente, los ensayos no se pueden hacer con objetos que pasen cerca de nuestro planeta, y tampoco parece oportuno dejarlo todo para el momento de la verdad. Así que el reto para los científicos no es fabricar bombas de una potencia colosal ni encontrar astronautas valientes que se pongan al frente de la misión. Lo que necesitan es ampliar su conocimiento sobre los asteroides, algo vital para poder desviarlos de una trayectoria de colisión con la Tierra.

Técnicas de desvío

Además de la explosión nuclear y el billar cósmico, en los últimos años se han estudiado otras técnicas para desviar asteroides. Quién sabe si alguna de ellas nos sacará de un grave aprieto en el futuro.

Remolcador espacial. El nombre lo dice todo. Una nave no tripulada y equipada con motores de plasma llegaría hasta el asteroide, se fijaría a su superficie y lo empujaría. Este suave impulso, sostenido durante un lapso largo, podría ser suficiente para evitar que se produjera el impacto del asteroide con la Tierra, pues aumentaría su velocidad y haría que llegase antes de tiempo a su funesta cita con nuestro planeta. Sólo habría que actuar con la suficiente anticipación: años o incluso décadas. Se cree que en 2015 podría realizarse ya una demostración del método.

Impulsor de masa. Este dispositivo fue utilizado por el autor Arthur C. Clarke en su novela de ciencia-ficción El martillo de Dios para salvar a nuestro planeta de la colisión con un asteroide. Se trataría de un dispositivo adosado a la superficie del asteroide que arrojaría rocas hacia el espacio. Si se lanza una cantidad suficiente de rocas en la dirección opuesta a la deseada, la trayectoria del asteroide variará lo suficiente como para evitar una colisión con la Tierra. El mayor desafío sería mantener la dirección de las rocas en un asteroide que gira y se desplaza a gran velocidad.

Ablación o la técnica de la lupa gigante. Se calentaría una pequeña área de la superficie del asteroide con luz solar reflejada por un enorme espejo espacial. Esta acción ejercería una fuerza sobre el asteroide en la dirección deseada. Existen, sin embargo, notables dificultades técnicas que habría que superar. Al ser un método muy lento, la luz del espejo debería dirigirse sobre el mismo punto durante mucho tiempo, lo cual no sería nada fácil, como en el caso del impulsor de masa. Además, se corre el riesgo de que el material desprendido durante la ablación dañe el espejo espacial.

Presión solar. Basándose en el mismo principio que impulsa a los barcos de vela en el mar, se podría desviar suavemente un asteroide colocándole unas enormes velas que se “hincharían” con la minúscula presión que ejerce la luz del Sol. De esta manera, el rumbo del asteroide iría cambiando poco a poco. Otra posibilidad sería cubrir la superficie del asteroide con pintura muy reflejante. Sin embargo, parece muy complicado ahora mismo poder aplicar toda esa cantidad de pintura sobre su superficie.

La misión Don Quijote

A principios de esta década, la Agencia Espacial Europea (ESA) decidió dar máxima prioridad al desarrollo de una misión de defensa frente a asteroides peligrosos. Tras una preselección con más de 20 ofertas, y una selección final entre seis proyectos de las principales empresas europeas, la ESA anunció en 2003 que la propuesta escogida era la llamada Misión Don Quijote, de la empresa española de ingeniería espacial Deimos.

La idea de la misión se inspira en la lucha de Don Quijote contra unos molinos de viento —que el hidalgo confundió con gigantes—, mientras su fiel escudero Sancho Panza contempla la escena sin poder sacarle de su error. En esta visión moderna, una primera nave espacial llamada Hidalgo sería enviada para impactar a gran velocidad contra un asteroide e intentar desviarlo. Una segunda nave, Sancho, habría llegado unos meses antes para mandar una serie de sensores a la superficie del asteroide. Mientras espera la llegada de su compañera, Sancho se quedaría en órbita alrededor del asteroide recopilando datos. Justo antes del choque,Sancho se retiraría a una distancia prudencial para observar el impacto sin correr riesgos innecesarios (una actitud que encaja a la perfección con el personaje en el que se inspira). Una vez pasado todo, Sancho se aproximaría de nuevo al asteroide para observar los cambios en la trayectoria, aprovechando la ocasión para recoger muestras del polvo expulsado por el impacto de Hidalgo.

La gran ventaja de la misión Don Quijote es que conseguiría matar dos pájaros de un tiro: además de probar la eficacia de la técnica de desviación de un asteroide, se obtendría una información muy valiosa sobre la estructura superficial e interna de estos cuerpos celestes, como tamaño, densidad y composición química. Los asteroides son auténticos fósiles del Universo, restos de una época turbulenta en la que los planetas estaban en plena formación. Por su tamaño se les suele llamar planetas menores, aunque en realidad son fragmentos que, por motivos que todavía se desconocen, no llegaron a juntarse para formar planetas. Saber más sobre ellos nos puede ayudar a descubrir alguno de los secretos mejor guardados del Universo, como el origen del Sistema Solar, o incluso la vida en nuestro propio planeta (hay teorías que afirman que los ingredientes de la vida pudieron llegar desde el exterior en un asteroide o un cometa).

¿La salvación del planeta?

La misión Don Quijote está a punto de terminar su fase preliminar de estudio con otro hito importante: la elección del objetivo. De momento, los expertos de la ESA han decidido que haya dos candidatos: los asteroides denominados 2002 AT4, de unos 350 metros de diámetro, y 1989 ML, de aproximadamente 500 metros. ¿Por qué éstos y no otros? El motivo más evidente es que no cruzan en ningún momento la órbita de la Tierra; así, desviarlos por medio de un impacto como el que asestaría Don Quijote no supone riesgo alguno para nuestro planeta. También se han tenido en cuenta otros factores, como la velocidad a la que se desplaza el asteroide (cuanto mayor sea, más carburante necesitaría Sancho para seguirla, lo que implica más dinero) y las características del asteroide para determinar el punto de impacto. Debido a la diferencia de tamaños, 2002 AT4 sería más fácil de desviar que 1989 ML, en cambio sería más difícil dar en el blanco. Según los primeros cálculos, Hidalgo podría chocar contra 2002 AT4 a la nada despreciable velocidad de 11 kilómetros por segundo (en una hora sería capaz de dar más de tres vueltas a la Tierra), mientras que contra 1989 ML lo haría a “sólo” nueve kilómetros por segundo. La decisión final sobre el objetivo se tomará probablemente antes de final de año, y se espera que para el año 2011 la misión esté lista para ser lanzada al espacio.

Ahora la pregunta que todos nos hacemos es si una misión de este tipo conseguiría evitar la colisión en caso de ser necesario. Las simulaciones por computadora indican que en ocasiones podría bastar un leve desvío de apenas unos centímetros, mientras que otras veces haría falta un empujón mucho mayor. Los científicos esperan que la misión Don Quijote nos ayude a entender cómo responde el asteroide a un impacto y permita desarrollar una técnica eficaz y controlada para desviar los NEO.

Desde aquella desafortunada aventura del hidalgo, la expresión “luchar contra molinos de viento” significa en sentido figurado luchar contra enemigos imaginarios o fantásticos. Más de cinco siglos después, el mismísimo Don Quijote cabalga de nuevo para enfrentarse, esta vez sí, a una amenaza muy real.

Daniel Martín Reina, frecuente colaborador de ¿Cómo ves?, es físico, egresado de Ciencias Físicas de la Universidad de Sevilla.
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