Los cometas son reliquias vivientes del sistema solar primitivo, formado hace aproximadamente 4.600 millones de años cuando el nacimiento del Sol arrojó polvo y gas al espacio. Esas partículas se fusionaron lejos del Sol en cuerpos helados y polvorientos que han sobrevivido a través de los siglos.
Se cree que los cometas son haces consolidados de hielo, polvo, compuestos orgánicos y quizás rocas, formados hace unos 4.000 millones de años. A medida que atraviesan el sistema solar, acumulan desechos adicionales, lo que convierte a cada cometa en una cápsula del tiempo de formación planetaria. Sin embargo, con diámetros que pueden alcanzar los 100 kilómetros (60 millas), siguen estando fuera del alcance del muestreo tradicional.
Para penetrar estos cuerpos antiguos, la NASA lanzó la Misión Discovery Deep Impact el 12 de enero de 2005. Seis meses después, el 4 de julio de 2005, la nave espacial se encontró con el cometa Tempel1.
El cometa Tempel1 y la nave espacial Deep Impact
Foto cortesía de la NASA
En este artículo exploraremos cómo se forman los cometas, qué secretos guardan y cómo Deep Impact los ha revelado.
En el momento del encuentro, el núcleo de Tempel1 medía aproximadamente 6 kilómetros (3,7 millas) de diámetro, su etapa más sólida. El objetivo principal de la misión era sondear tanto la superficie como el interior del mismo cometa, permitiendo una comparación directa de las capas.
La nave espacial Deep Impact constaba de dos módulos:un vehículo de sobrevuelo que transportaba instrumentos de espectroscopía infrarroja y de imágenes de alta resolución, y un pequeño impactador equipado con un sistema de navegación de precisión. Cuando los dos se separaron 24 horas antes del impacto, el objeto impactador se guió hacia el lado iluminado por el sol del cometa, golpeó la superficie y excavó un cráter que reveló material prístino.
Concepto artístico:Impactor (izquierda) separándose del sobrevuelo y dirigiéndose hacia Tempel1
Foto cortesía de la NASA
Al estudiar tanto el penacho expulsado como el interior del cráter, los científicos obtuvieron una visión sin precedentes de la infancia del sistema solar.
La animación del viaje de Deep Impact a Tempel1, incluida la separación y orientación del impactador, se puede ver aquí .
Foto cortesía de la NASA
Cuando se concibió el equipo de Deep Impact, describieron cuatro objetivos clave:
Estos datos pretendían responder tres preguntas fundamentales sobre los cometas:
Se cree que los núcleos de los cometas tienen una estructura de dos capas:un manto exterior y un núcleo prístino interior. A medida que un cometa se acerca al Sol, el hielo del manto se sublima y el cometa puede acumular escombros adicionales, mientras que el núcleo permanece prácticamente sin cambios desde su formación. La comparación de estas capas proporciona información tanto sobre el origen del sistema solar como sobre su evolución.
Modelo generado por computadora del sistema de imágenes de Deep Impact durante el encuentro con Tempel1 vista .
Foto cortesía de la NASA
Otra cuestión clave es si los cometas quedan inactivos (donde el manto sella el interior, impidiendo el escape de gas) o se extinguen (donde el núcleo no contiene volátiles). Los resultados de Deep Impact ayudan a determinar el estado de actividad de Tempel1.
La dinámica del impacto (forma del cráter, velocidad de formación y características de la eyección) ofrece pistas sobre la porosidad del manto, la densidad del núcleo y la masa total del cometa, lo que mejora nuestra comprensión de la composición y evolución del cometa.
Lanzamiento:La nave espacial Deep Impact despegó de Cabo Cañaveral el 12 de enero de 2005 a la 1:47 p.m. EST a bordo de un cohete Boeing DeltaII.
Foto cortesía de la NASA
La nave de sobrevuelo, aproximadamente del tamaño de un SUV, llevaba un instrumento de alta resolución (HRI) y un instrumento de resolución media (MRI) para imágenes, espectroscopia y navegación óptica. Se basaba en un panel solar fijo y una batería de NiH₂ para obtener energía. El impactador permaneció colocado hasta 24 horas antes del impacto.
Después de su lanzamiento, el impactador utilizó un rastreador de estrellas de alta precisión, el sensor de objetivo del impactador (ITS) y algoritmos de navegación automática personalizados para guiarse hasta el cometa. Un pequeño sistema de propulsión de hidracina proporcionaba un buen control de trayectoria y actitud. Juntos, HRI, MRI e ITS permitieron que la nave de sobrevuelo observara el cometa antes, durante y después del impacto.
Nave espacial de sobrevuelo (izquierda) y impactador (derecha)
Foto cortesía de la NASA
El sistema de vuelo de Deep Impact era una carga útil en un cohete DeltaII, que se encontró con Tempel1 a principios de julio de 2005. Veinticuatro horas antes del impacto, el impactador se separó, lo que permitió que la nave de sobrevuelo se posicionara para obtener imágenes óptimas del impacto.
Una vez que el impactador partió, apuntó al lado iluminado por el sol del cometa, garantizando imágenes de mayor calidad.
Los instrumentos del sobrevuelo registraron el núcleo durante más de diez minutos después del impacto, capturando la evolución del cráter y realizando espectroscopia de la superficie y el cráter. Todos los datos fueron transmitidos a la Tierra a través de la Red del Espacio Profundo.
Animación de la trayectoria orbital de Deep Impact y la liberación del impactador vista .
Foto cortesía de la NASA
El concepto se originó cuando Alan Delamere y Mike Belton, al estudiar el cometa Halley, descubrieron que la superficie del cometa era más oscura de lo esperado:"más negra que el carbón". Esto los llevó a investigar cómo se podía acumular una capa tan oscura.
En 1996, Delamere, Belton y Mike A'Hearn presentaron una propuesta de la NASA para estudiar un cometa presuntamente muerto, Phaethon, utilizando un impactador. La NASA se mostró escéptica tanto sobre la naturaleza cometaria del objetivo como sobre la viabilidad de un impacto.
Persistiendo, el equipo perfeccionó su plan. En 1998, bajo el liderazgo de A'Hearn, propusieron impactar un cometa activo (Tempel1) con un sistema de guía mejorado. La NASA aprobó la propuesta y la misión Deep Impact recibió luz verde.
Deep Impact es una colaboración entre la Universidad de Maryland, el Laboratorio de Propulsión a Chorro del Instituto de Tecnología de California y Ball Aerospace &Technology Corporation.
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Fuentes
