El 3 de diciembre después de viajar a miles de millones de kilómetros de la Tierra, La nave espacial OSIRIS-REx de la NASA alcanzó su objetivo, Bennu, y dio inicio a casi dos años, investigación de cerca del asteroide. Inspeccionará casi cada pulgada cuadrada de este antiguo grupo de escombros que quedó de la formación de nuestro sistema solar. Por último, La nave espacial recogerá una muestra de guijarros y polvo de la superficie de Bennu y la entregará a la Tierra en 2023.

Generaciones de científicos planetarios podrán estudiar piezas de los materiales primitivos que formaron nuestro vecindario cósmico y comprenderán mejor el papel que los asteroides pueden haber desempeñado en la entrega de compuestos formadores de vida a planetas y lunas.

Pero no es solo la historia lo que la misión a Bennu ayudará a descubrir. Los científicos que estudian la roca a través de los instrumentos de OSIRIS-REx en el espacio también darán forma a nuestro futuro. A medida que recopilan la información más detallada hasta el momento sobre las fuerzas que mueven los asteroides, expertos de la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA, que son responsables de detectar asteroides potencialmente peligrosos, mejorará sus predicciones de cuáles podrían estar en un curso acelerado con nuestro planeta.

Así es como la misión OSIRIS-REx apoyará este trabajo:

Cómo predicen los científicos el paradero de Bennu

Aproximadamente un tercio de milla, o medio kilómetro, amplio, Bennu es lo suficientemente grande como para alcanzar la superficie de la Tierra; muchos objetos espaciales más pequeños, a diferencia de, arder en nuestra atmósfera. Si impactara la Tierra, Bennu causaría un daño generalizado. Expertos en asteroides del Centro de Estudios de Objetos Cercanos a la Tierra (CNEOS) del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, proyecto de que Bennu se acercará lo suficiente a la Tierra durante el próximo siglo como para representar un 1 en 2, 700 de probabilidad de impactarlo entre 2175 y 2196. Dicho de otra manera, esas probabilidades significan que hay un 99,963 por ciento de probabilidades de que el asteroide no toque la Tierra. Aún así, Los astrónomos quieren saber exactamente dónde se encuentra Bennu en todo momento.

Los astrónomos han estimado la trayectoria futura de Bennu después de observarlo varias veces desde que fue descubierto en 1999. Han girado su óptica, infrarrojos y radiotelescopios hacia el asteroide cada vez que se acercaba lo suficiente a la Tierra, aproximadamente cada seis años, para deducir características como su forma, tasa de rotación y trayectoria.

"Sabemos a pocos kilómetros dónde está Bennu en este momento, "dijo Steven Chesley, científico investigador senior en CNEOS y miembro del equipo OSIRIS-REx cuyo trabajo es predecir la trayectoria futura de Bennu.

Por qué las predicciones de la trayectoria futura de Bennu se vuelven confusas

Los científicos han estimado la trayectoria de Bennu alrededor del Sol en el futuro. Sus predicciones se basan en observaciones terrestres y cálculos matemáticos que explican el empujón gravitacional de Bennu por parte del Sol. la luna, planetas y otros asteroides, más factores no gravitacionales.

Dados estos parámetros, Los astrónomos pueden predecir las próximas cuatro fechas exactas (en septiembre de 2054, 2060, 2080 y 2135) que Bennu llegará a 5 millones de millas (7,5 millones de kilómetros o 0,05 unidades astronómicas) de la Tierra. Eso es lo suficientemente cerca como para que la gravedad de la Tierra doble ligeramente la trayectoria orbital de Bennu a su paso. Como resultado, aumentará la incertidumbre acerca de dónde estará el asteroide cada vez que dé una vuelta alrededor del Sol, provocando que las predicciones sobre la órbita futura de Bennu se vuelvan cada vez más confusas después de 2060.

En 2060, Bennu pasará por la Tierra aproximadamente al doble de la distancia de aquí a la Luna. Pero podría pasar en cualquier punto en una ventana de espacio de 30 kilómetros (19 millas). Una diferencia muy pequeña en la posición dentro de esa ventana aumentará enormemente en órbitas futuras y hará que sea cada vez más difícil predecir la trayectoria de Bennu.

Como resultado, cuando este asteroide vuelva cerca de la Tierra en 2080, según los cálculos de Chesley, la mejor ventana que podemos obtener sobre su paradero es de casi 9, 000 millas (14, 000 kilómetros) de ancho. Para 2135, cuando se espera que la órbita cambiada de Bennu la acerque más que la Luna, su ventana de sobrevuelo se ensancha, a casi 100, 000 millas (160, 000 kilómetros). Este será el acercamiento más cercano de Bennu a la Tierra durante los cinco siglos para los cuales tenemos cálculos confiables.

"Ahora, Bennu tiene la mejor órbita de cualquier asteroide en nuestra base de datos, "Chesley dijo." Y sin embargo, después de ese encuentro en 2135, realmente no podemos decir exactamente hacia dónde se dirige ".

Hay otro fenómeno que empuja la órbita de Bennu y enturbia las proyecciones de impacto futuro. Se llama efecto Yarkovsky. No teniendo nada que ver con la gravedad el efecto Yarkovsky influye en la órbita de Bennu debido al calor del sol.

"Hay muchos factores que podrían afectar la previsibilidad de la trayectoria de Bennu en el futuro, pero la mayoría de ellos son relativamente pequeños, "dice William Bottke, un experto en asteroides en el Southwest Research Institute en Boulder, Colorado, y un científico participante en la misión OSIRIS-REx. "El más importante es Yarkvovsky".

Este empujón de calor lleva el nombre del ingeniero civil polaco que lo describió por primera vez en 1901:Ivan Osipovich Yarkovsky. Sugirió que la luz del sol calienta un lado de un pequeño, asteroide oscuro y algunas horas más tarde irradia ese calor cuando el asteroide gira su lado caliente hacia la oscuridad fría. Esto empuja un poco la pila de rocas, ya sea hacia el sol o lejos de él, dependiendo de la dirección de su rotación.

En el caso de Bennu, Los astrónomos han calculado que el efecto Yarkovsky ha cambiado su órbita alrededor de 0,18 millas (284 metros) por año hacia el Sol desde 1999. De hecho, ayudó a llevar a Bennu a nuestra parte del sistema solar, en primer lugar, desde el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter durante miles de millones de años. Ahora, Yarkovsky está complicando nuestros esfuerzos para hacer predicciones sobre el camino de Bennu en relación con la Tierra.

Estar cara a cara con el asteroide ayudará

La nave espacial OSIRIS-REx utilizará su conjunto de instrumentos para transmitir señales de seguimiento de radio y capturar imágenes ópticas de Bennu que ayudarán a los científicos de la NASA a determinar su posición precisa en el sistema solar y su trayectoria orbital exacta. Combinado con existente, observaciones en tierra, las mediciones espaciales ayudarán a aclarar cómo la órbita de Bennu está cambiando con el tiempo.

Adicionalmente, Los astrónomos podrán probar su comprensión del efecto Yarkovksy en un asteroide de la vida real por primera vez. Instruirán a la nave espacial para que siga a Bennu en su órbita alrededor del Sol durante unos dos años para ver si se mueve a lo largo de una trayectoria esperada basada en la gravedad y las teorías de Yarkovsky. Cualquier diferencia entre las predicciones y la realidad podría usarse para refinar los modelos del efecto Yarkovsky.

Pero aún más importantes para comprender mejor a Yarkovsky serán las mediciones térmicas de Bennu. Durante su misión, OSIRIS-REx rastreará la cantidad de calor solar que irradia el asteroide, y de dónde proviene, datos que ayudarán a confirmar y refinar los cálculos del efecto Yarkovsky en los asteroides.

La nave espacial también abordará algunas preguntas abiertas sobre la teoría de Yarkovsky. Uno de ellos, dijo Chesley, es cómo las rocas y los cráteres en la superficie de un asteroide cambian la forma en que los fotones se dispersan cuando se enfría, ¿Se lleva el impulso del lado más caliente y, por lo tanto, empuja al asteroide en la dirección opuesta? OSIRIS-REx ayudará a los científicos a comprender mediante el mapeo de la rocosidad de la superficie de Bennu.

"Sabemos que la rugosidad de la superficie afectará el efecto Yarkovsky; tenemos modelos", dijo Chesley. "Pero los modelos son especulativos. Nadie ha podido probarlos".

Después de la misión OSIRIS-REx, Chesley dijo:Las proyecciones de trayectoria de la NASA para Bennu serán unas 60 veces mejores de lo que son ahora.