La nave OSIRIS-REx permite conocer la futura órbita del asteroide Bennu

La nave OSIRIS-REx permite conocer la futura órbita del asteroide Bennu

En un estudio publicado el miércoles, los investigadores de la NASA utilizaron datos de seguimiento de precisión de la nave espacial de la agencia Orígenes, Interpretación Espectral, Identificación de Recursos, Seguridad-Explorador de Regolitos (OSIRIS-REx) para comprender mejor los movimientos del asteroide potencialmente peligroso Bennu hasta el año 2300, reduciendo significativamente las incertidumbres relacionadas con su órbita futura y mejorando la capacidad de los científicos para determinar la probabilidad total de impacto y predecir las órbitas de otros asteroides.

El estudio, titulado "Ephemeris and hazard assessment for near-Earth asteroid (101955) Bennu based on OSIRIS-REx data" (Efemérides y evaluación del peligro del asteroide cercano a la Tierra (101955) Bennu, basado en datos de OSIRIS-REx), fue publicado en la revista Icarus.

"La misión de Defensa Planetaria de la NASA consiste en encontrar y vigilar los asteroides y cometas que pueden acercarse a la Tierra y que pueden suponer un peligro para nuestro planeta", dijo Kelly Fast, director del programa de Observaciones de Objetos Cercanos a la Tierra en la sede de la NASA en Washington. "Llevamos a cabo este esfuerzo a través de encuestas astronómicas continuas que recogen datos para descubrir objetos previamente desconocidos y perfeccionar nuestros modelos orbitales para ellos". La misión OSIRIS-REx ha proporcionado una extraordinaria oportunidad para refinar y probar estos modelos, ayudándonos a predecir mejor dónde estará Bennu cuando se acerque a la Tierra dentro de más de un siglo."

En 2135, el asteroide Bennu se acercará a la Tierra. Aunque el objeto cercano a la Tierra no supondrá un peligro para nuestro planeta en ese momento, los científicos deben conocer la trayectoria exacta de Bennu durante ese encuentro para poder predecir cómo la gravedad de la Tierra alterará la trayectoria del asteroide alrededor del Sol y afectará al peligro de impacto con la Tierra.

Utilizando la Red de Espacio Profundo de la NASA y los modelos informáticos más avanzados, los científicos pudieron reducir significativamente las incertidumbres en la órbita de Bennu, determinando que su probabilidad total de impacto hasta el año 2300 es de aproximadamente 1 entre 1.750 (o 0,057%). Los investigadores también pudieron identificar el 24 de septiembre de 2182 como la fecha individual más significativa en términos de un posible impacto, con una probabilidad de impacto de 1 entre 2.700 (o alrededor del 0,037%).

Aunque las probabilidades de que impacte contra la Tierra son muy bajas, Bennu sigue siendo uno de los dos asteroides conocidos más peligrosos de nuestro sistema solar, junto con otro asteroide llamado 1950 DA.

Antes de abandonar Bennu el 10 de mayo de 2021, OSIRIS-REx pasó más de dos años cerca del asteroide, recopilando información sobre su tamaño (tiene aproximadamente un tercio de milla, o 500 metros, de ancho), su forma, su masa y su composición, al tiempo que monitorizaba su giro y su trayectoria orbital. La nave también recogió una muestra de roca y polvo de la superficie del asteroide, que entregará a la Tierra el 24 de septiembre de 2023, para su posterior investigación científica.

"Los datos de OSIRIS-REx nos proporcionan una información mucho más precisa, por lo que podemos poner a prueba los límites de nuestros modelos y calcular la trayectoria futura de Bennu con un alto grado de certeza hasta el año 2135", dijo el director del estudio, Davide Farnocchia, del Centro de Estudios de Objetos Cercanos a la Tierra (CNEOS), gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "Nunca antes habíamos modelado la trayectoria de un asteroide con esta precisión".

Agujeros gravitacionales

Las mediciones de precisión sobre Bennu ayudan a determinar mejor cómo evolucionará la órbita del asteroide a lo largo del tiempo y si pasará por un "agujero clave gravitacional" durante su aproximación en 2135. Estos agujeros clave son zonas del espacio que pondrían a Bennu en camino hacia un futuro impacto con la Tierra si el asteroide pasara por ellos en determinados momentos, debido al efecto de la atracción gravitatoria de la Tierra.

Para calcular con exactitud dónde estará el asteroide durante su aproximación en 2135 -y si podría pasar por un ojo de la cerradura gravitacional-, Farnocchia y su equipo evaluaron varios tipos de pequeñas fuerzas que pueden afectar al asteroide mientras orbita el Sol. Incluso la fuerza más pequeña puede desviar significativamente su trayectoria orbital a lo largo del tiempo, haciendo que pase a través de un ojo de la cerradura o que lo pierda por completo.

Entre esas fuerzas, el calor del Sol desempeña un papel crucial. Mientras un asteroide viaja alrededor del Sol, la luz solar calienta su lado diurno. Como el asteroide gira, la superficie calentada girará y se enfriará cuando entre en el lado nocturno. Al enfriarse, la superficie libera energía infrarroja, que genera una pequeña cantidad de empuje en el asteroide, un fenómeno llamado efecto Yarkovsky. En periodos de tiempo cortos, este empuje es minúsculo, pero en periodos largos, el efecto sobre la posición del asteroide se acumula y puede desempeñar un papel importante en el cambio de la trayectoria de un asteroide.

"El efecto Yarkovsky actúa sobre todos los asteroides de todos los tamaños, y aunque se ha medido para una pequeña fracción de la población de asteroides desde lejos, OSIRIS-REx nos dio la primera oportunidad de medirlo en detalle mientras Bennu viajaba alrededor del Sol", dijo Steve Chesley, científico de investigación senior en JPL y co-investigador del estudio. "El efecto sobre Bennu equivale al peso de tres uvas actuando constantemente sobre el asteroide -pequeño, sí, pero significativo a la hora de determinar las futuras posibilidades de impacto de Bennu en las décadas y siglos venideros".

El equipo también tuvo en cuenta muchas otras fuerzas perturbadoras, como la gravedad del Sol, los planetas, sus lunas y más de 300 asteroides, el arrastre causado por el polvo interplanetario, la presión del viento solar y los eventos de expulsión de partículas de Bennu. Los investigadores incluso evaluaron la fuerza que OSIRIS-REx ejerció al realizar su evento de recogida de muestras Touch-And-Go (TAG) el 20 de octubre de 2020, para ver si podría haber alterado ligeramente la órbita de Bennu, confirmando finalmente las estimaciones anteriores de que el evento TAG tuvo un efecto insignificante.

"La fuerza ejercida sobre la superficie de Bennu durante el evento TAG fue minúscula incluso en comparación con los efectos de otras pequeñas fuerzas consideradas", dijo Rich Burns, director del proyecto OSIRIS-REx en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "El CTC no alteró la probabilidad de que Bennu impactara contra la Tierra".

Pequeño riesgo, gran beneficio

Aunque una probabilidad de impacto del 0,057% hasta el año 2300 y una probabilidad de impacto del 0,037% el 24 de septiembre de 2182 son bajas, este estudio destaca el papel crucial que las operaciones de OSIRIS-REx han desempeñado en la caracterización precisa de la órbita de Bennu.

"Los datos orbitales de esta misión nos ayudaron a apreciar mejor las posibilidades de impacto de Bennu en los próximos dos siglos y nuestra comprensión general de los asteroides potencialmente peligrosos, un resultado increíble", dijo Dante Lauretta, investigador principal de OSIRIS-REx y profesor de la Universidad de Arizona. "La nave espacial regresa ahora a casa, llevando una preciosa muestra de este fascinante y antiguo objeto que nos ayudará a comprender mejor no sólo la historia del sistema solar, sino también el papel de la luz solar en la alteración de la órbita de Bennu, ya que mediremos las propiedades térmicas del asteroide a escalas sin precedentes en los laboratorios de la Tierra."

Fuentes, créditos y referencias:

Imágen: Crédito: NASA / Goddard / Universidad de Arizona

 Davide Farnocchia et al, Ephemeris and hazard assessment for near-Earth asteroid (101955) Bennu based on OSIRIS-REx data, Icarus (2021). DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114594

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