La forma de los asteroides como 243 Ida puede revelar información sobre de qué están hechos, que puede, Sucesivamente, cuéntanos más sobre la formación del sistema solar. Crédito:NASA / JPL / USGS
Los asteroides pueden representar una amenaza para la vida en la Tierra, pero también son una valiosa fuente de recursos para producir combustible o agua para ayudar a la exploración del espacio profundo. Desprovisto de procesos geológicos y atmosféricos, estas rocas espaciales proporcionan una ventana a la evolución del sistema solar. Pero para comprender realmente sus secretos, los científicos deben saber qué hay dentro de ellos.
Solo cuatro naves espaciales han aterrizado en un asteroide, la más reciente en octubre de 2020, pero ninguna ha mirado dentro de una. Sin embargo, comprender las estructuras internas de estas rocas cósmicas es crucial para responder preguntas clave sobre, por ejemplo, los orígenes de nuestro propio planeta.
"Los asteroides son los únicos objetos de nuestro sistema solar que permanecen más o menos sin cambios desde el comienzo de la formación del sistema solar, "dijo el Dr. Fabio Ferrari, que estudia dinámica de asteroides en la Universidad de Berna, Suiza. "Si sabemos lo que hay dentro de los asteroides, podemos entender mucho sobre cómo se formaron los planetas, cómo todo lo que tenemos en nuestro sistema solar se ha formado y podría evolucionar en el futuro ".
Luego también hay razones más prácticas para saber qué hay dentro de un asteroide, como la minería de materiales para facilitar la exploración humana de otros cuerpos celestes, pero también defendiéndose contra una roca ligada a la Tierra.
La próxima misión de la NASA Prueba de redireccionamiento doble de asteroides (DART), se espera que se lance a finales de este año, se estrellará contra la luna asteroide Dimorphos de 160 m de diámetro en 2022, con el objetivo de cambiar su órbita. El experimento demostrará por primera vez si los humanos pueden desviar un asteroide potencialmente peligroso.
Pero los científicos solo tienen ideas aproximadas sobre cómo responderá Dimorphos al impacto, ya que saben muy poco sobre esta luna asteroide, y su asteroide padre, Didymos.
Para abordar mejor estas preguntas, Los científicos están investigando cómo saber de forma remota qué hay dentro de un asteroide y discernir su tipo.
Tipos
Durante el cuarto aterrizaje en un asteroide, Bennu fue mapeado gracias a un mosaico de imágenes recolectadas por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA. Mirar dentro de un asteroide es el siguiente paso crucial. Crédito:NASA / Goddard / Universidad de Arizona
Hay muchos tipos de asteroides. Algunos son bloques sólidos de roca, robusto y robusto, otros son conglomerados de guijarros, cantos rodados y arena, productos de muchas colisiones orbitales, unidos sólo por el poder de la gravedad. También hay asteroides metálicos raros, pesado y denso.
"Para desviar los asteroides monolíticos más densos, necesitarías una nave espacial más grande, necesitarías viajar más rápido, "dijo la Dra. Hannah Susorney, investigador en ciencias planetarias en la Universidad de Bristol, el Reino Unido. "Los asteroides que son solo bolsas de material, los llamamos pilas de escombros, pueden, por otra parte, estallar en miles de pedazos. Esas piezas podrían volverse peligrosas por sí mismas ".
El Dr. Susorney está explorando qué características de la superficie de un asteroide pueden revelar sobre la estructura de su interior como parte de un proyecto llamado EROS.
Esta información podría ser útil para futuras empresas de minería espacial que deseen saber todo lo posible sobre un asteroide prometedor antes de invertir en una costosa misión de prospección, así como saber más sobre las amenazas potenciales.
"Hay miles de asteroides cercanos a la Tierra, aquellos cuyas trayectorias podrían algún día cruzarse con la de la Tierra, ", dijo." Solo hemos visitado un puñado de ellos. No sabemos casi nada sobre la gran mayoría ".
Topografía
El Dr. Susorney está tratando de crear modelos topográficos detallados de dos de los asteroides mejor estudiados:Itokawa (el objetivo de la misión japonesa Hayabusa 1 de 2005) y Eros (mapeado en detalle por la sonda espacial NEAR Shoemaker a fines de la década de 1990).
"La topografía de la superficie puede decirnos mucho, "Dijo el Dr. Susorney." Si tienes un asteroide de escombros, como Itokawa, que es esencialmente una bolsa de pelusa, allí no se pueden esperar pendientes muy pronunciadas. La arena no se puede sostener en una pendiente infinita a menos que esté apoyada. Un acantilado sólido puede. Los asteroides monolíticos rocosos, como Eros, tienden a tener características topográficas mucho más pronunciadas, cráteres mucho más profundos y empinados ".
Los mapas topográficos en color del Dr. Susorney muestran a Eros (izquierda), un asteroide rocoso monolítico, por tener cráteres más empinados que Itokawa (derecha), un asteroide de pila de escombros. Crédito:Hannah Susorney
Susorney quiere tomar los modelos de alta resolución derivados de los datos de la nave espacial y encontrar parámetros en ellos que luego podrían usarse en los modelos de forma de asteroide de resolución mucho más baja creados a partir de observaciones de radar terrestres.
"La diferencia en la resolución es bastante sustancial, "Ella admite." Decenas a cientos de metros en los modelos de naves espaciales de alta resolución y kilómetros de las mediciones de radar basadas en tierra. Pero hemos descubierto que por ejemplo, la distribución de la pendiente nos da una pista. ¿Cuánto del asteroide es plano y cuánto es empinado? "
El Dr. Ferrari está trabajando con el equipo que prepara la misión DART. Como parte de un proyecto llamado GRAINS, desarrolló una herramienta que permite modelar el interior de Dimorphos, el objetivo de impacto, así como otros asteroides de pila de escombros.
"Esperamos que Dimorphos sea una pila de escombros porque creemos que se formó a partir de materia expulsada por el asteroide principal, Didymos, cuando giraba muy rápido, "Dijo el Dr. Ferrari." Esta materia expulsada luego se volvió a acumular y formó la luna. Pero no tenemos observaciones de su interior ".
Ingeniero aeroespacial por educación, El Dr. Ferrari tomó prestada una solución para el problema de los asteroides del mundo de la ingeniería, de una disciplina llamada dinámica granular.
"En la tierra, esta técnica se puede utilizar para estudiar problemas como el amontonamiento de arena o varios procesos industriales que involucran partículas pequeñas, "El Dr. Ferrari dijo." Es una herramienta numérica que nos permite modelar la interacción entre las diferentes partículas (componentes) - en nuestro caso, las diversas rocas y guijarros dentro del asteroide ".
Montón de escombros
Los investigadores están modelando varias formas y tamaños, varias composiciones de cantos rodados y guijarros, las interacciones gravitacionales y la fricción entre ellas. Pueden ejecutar miles de simulaciones de este tipo y luego compararlas con datos de superficie sobre asteroides conocidos para comprender el comportamiento y la composición de los asteroides de pila de escombros.
El cinturón de asteroides del sistema solar contiene asteroides de tipo C, que probablemente consisten en rocas de arcilla y silicato, Tipo M, que se componen principalmente de hierro metálico, y tipo S, que están formados por materiales de silicato y níquel-hierro. Crédito:Horizonte
"Podemos mirar la forma externa, estudiar varias características en la superficie, y comparar eso con nuestras simulaciones, "Dijo el Dr. Ferrari." Por ejemplo, algunos asteroides tienen una protuberancia ecuatorial prominente, " él dice, refiriéndose al engrosamiento alrededor del ecuador que puede aparecer como resultado del giro del asteroide.
En las simulaciones, el abultamiento puede parecer más prominente para algunas estructuras internas que para otras.
Por primera vez, Dr. Ferrari agregó, la herramienta puede trabajar con elementos no esféricos, lo que mejora considerablemente la precisión.
"Las esferas se comportan de manera muy diferente a los objetos angulares, " él dijo.
El modelo sugiere que en el caso de Dimorphos, el impacto del DART creará un cráter y arrojará una gran cantidad de material de la superficie del asteroide. Pero todavía quedan muchas preguntas, particularmente el tamaño del cráter, según el Dr. Ferrari.
"El cráter puede ser tan pequeño como diez metros pero también tan ancho como cien metros, ocupando la mitad del tamaño del asteroide. Realmente no lo sabemos "dijo el Dr. Ferrari." Las pilas de escombros son complicadas. Porque están tan sueltos, bien podrían simplemente absorber el impacto ".
No importa lo que suceda en Dimorphos, el experimento proporcionará un tesoro de datos para perfeccionar futuras simulaciones y modelos. Podemos ver si el asteroide se comporta como esperábamos y aprender a hacer predicciones más precisas para futuras misiones de las que muy bien puede depender la vida en la Tierra.
