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Europa planea una misión espacial para desviar la luna de un asteroide

El proyecto AIM, en colaboración con la misión DART de la NASA, combina una maniobra de protección planetaria con la investigación científica y los ensayos tecnológicos

Ilustración de la misión AIM, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), en el sistema binario de asteroides Didymos. ESA- ScienceOffice.org

El asteroide binario Didymos, compuesto por un cuerpo principal Didymain, de unos 800 metros de diámetro, y una pequeña luna a su alrededor, Didymoon, de 170 metros, es un objetivo idóneo para ensayar una operación espacial que podría ser de importancia capital en el futuro para nuestro planeta: desviar un cuerpo del Sistema Solar en trayectoria de colisión con la Tierra. Por ello, expertos de la Agencia Europea del Espacio (ESA) han elegido este sistema binario como objetivo de la misión AIM (Asteroid Impact Mission), que debería partir en octubre de 2020 para llegar a Didymos en junio de 2022, cuando se acercará hasta unos 16 millones de kilómetros de la Tierra.

La AIM tiene un triple interés ya que ofrece “muchas posibilidades de hacer ciencia, ensayar la deflación de un asteroide –una operación de protección planetaria- y realizar pruebas tecnológicas”, valora Mariella Graziano, directora de área de Sistemas Espaciales de la empresa española GMV, con gran implicación en el proyecto. La misión, con el desarrollo ya avanzado, está aún pendiente de recibir la luz verde definitiva en la próxima reunión de ministros de la ESA, que se celebrará el próximo diciembre en Luxemburgo, explicó Graziano durante la presentación de la AIM celebrada recientemente en la sede de GMV en Tres Cantos (Madrid). Unos días antes se desarrollaron unas jornadas dedicadas a los aspectos técnicos de la misión en el centro tecnológico de la ESA, ESTEC, en Holanda.

El coste de la AIM ascendería a unos 200 millones de euros (por parte de la ESA) y se realizaría complementando la misión DART de la NASA, responsable de enviar el objeto que impactaría en el asteroide para desviarlo, mientras los equipos europeos estudiarían el choque y los efectos.

El plan europeo incluye hacer descender una sonda hasta el suelo del asteroide, la Mascot-2 de la agencia espacial alemana DLR, también socia del proyecto, así como soltar unos pequeños satélites denominados cubesat, que cumplirían diferentes objetivos de investigación científica. Y una de las facetas tecnológicas más novedosas de la misión sería la demostración en el espacio de un sistema de comunicación óptica bidireccional tanto entre los distintos elementos de la AIM como con el centro de control en la Tierra; además, este sistema también puede ser utilizado como láser-altímetro para medir la distancia entre la sonda espacial y la superficie del asteroide.

Ensayos realizados en la empresa GMV (Madrid) con una cámara espacial, montada en un brazo robótico que se desplaza hacia un modelo de asteroide, para ensayar el software de navegación de la misión AIM.

El impacto del DART (Double Asteroide Redirection Test) de la NASA se ha de producir no contra Didymain, sino contra su luna, Didymoon. Aunque parezca una rara elección, porque sería más difícil atinar a un cuerpo más pequeño que a uno de mayor tamaño, la estrategia responde a una razón obvia: al desviar la luna es posible medir con precisión el resultado respecto al asteroide mayor, explica Andrea Pellacani, responsable de esta misión en GMV. “Nunca se ha enviado una misión a un asteroide en un sistema binario”, recalca.

El plan es estudiar el sistema binario antes de la llegada del DART y después del impacto. Los datos que se pueden recabar deben ayudar a diseñar técnicas de desvío de sus órbitas de objetos celestes –de especial interés son los cercanos a la Tierra- que pueden suponer una amenaza. Hay que tener en cuenta que, por ahora, pese a que se trabaja en ideas y proyectos, no hay un sistema de protección que capaz de desviar un cuerpo en trayectoria de colisión con nuestro planeta.

“Hoy en día tenemos la tecnología para cambiar el rumbo de un asteroide, pero necesitamos probarla en el espacio y comprobar si nuestros modelos son correctos midiendo todos los parámetros relevantes”, señala Ian Carnelli, jefe de la AIM.

Este proyecto en concreto es heredero de otro, bautizado Don Quijote, diseñado y propuesto por la empresa española Deimos, que la ESA seleccionó hace tiempo para su fase de estudio, pero que no ha recibido luz verde aún. Don Quijote se concibió como una misión con dos satélites lanzados al espacio a la vez: un impactador, que chocaría contra un asteroide, y una nave de observación del objeto celeste que tomaría datos antes y después de la colisión.

Pese a que la AIM es una misión más pequeña que Don Quijote, abarca varios objetivos y está compuesta por diferentes equipos y actividades en el espacio. El plan es que la nave principal suelte el módulo de descenso Mascot-2 para que aterrice en la luna Didymoon; el Mascot-1 viaja ahora a bordo de la sonda japonesa Hayabusa-2 con destino al asteroide Ryugu, al que llegará en julio de 2018, según informa la ESA.

En este aspecto del aterrizaje, la AIM también es heredera de otra misión, la Rosetta, que la ESA ha realizado con éxito en el cometa Churyumov-Gerasimenko. La sonda europea no solo se puso en órbita del cometa y lo acompañó durante su recorrido más cercano al Sol, sino que envió al suelo el módulo alemán Philae.

“Rosetta ha realizado el primer análisis geofísico detallado de un cometa, ha obtenido las primeras imágenes detalladas, ha estudiado el efecto de la erosión y la actividad, ha realizado el primer sondeo mediante radar del interior de un cometa…”, recordó Nicolas Altobelli, científico del departamento del Sistema Solar de la ESA, en la conferencia organizada por GMV en Madrid. Además, “Rosetta es un precursor de [los sistemas] de protección planetaria”, añadió Andrea Accomazzo, responsable de misiones planetarias de la agencia europea.

Durante el acto, los especialistas de GMV mostraron en sus instalaciones los ensayos que realizan con una cámara montada en un brazo robótico y apuntada hacia un modelo del pequeño asteroide (los expertos tienen datos científicos con las dimensiones a escala 1:1800 de Didymoon), que sería la diana tanto del impactador DART como del módulo de descenso Mascot-2. La empresa española aporta a AIM el análisis de misión, es decir, el sistema de guiado, navegación y control, y contribuye al diseño de las operaciones en tierra. Asimismo está trabajando en uno de los cubesat preseleccionados.

No menos importante que en ensayo de desviación de un objeto del Sistema Solar es la vertiente científica de AIM, insisten sus responsables. “Al visitar un asteroide binario y estudiar su estructura interna, la misión hará gran ciencia revelando, de una vez por todas, como se forman estos cuerpos, lo que está profundamente unido a las teorías que describen los procesos subyacentes de la formación de nuestro Sistema Solar y de anillos planetarios como los de Saturno”, afirma Carnelli. “Hasta ahora no se ha logrado ninguna medida para comprender esa formación de los asteroides o para desvelar su estructura profunda, aunque se han desarrollado varias teorías, cada una con diferentes resultados”, añade. “La AIM arrojará luz, por fin, sobre esos modelos y también permitirá predecir la población total de asteroides”.

Varios de los objetivos científicos de la misión pueden ser cumplidos por los pequeños satélites concebidos para ser desplegados en el sistema binario Didymos. Por ahora, la ESA ha preseleccionado cinco candidatos de cubesat, para elegir al final los más eficaces. Las ideas propuestas abarcan desde el estudio de cerca de la composición de la superficie del asteroide, la medición del campo gravitatorio, la evaluación del polvo y de las eyecciones creadas durante el impacto del DART e incluso el monitoreo sísmico mediante uno de estos nanosatélites que aterrice en la superficie.

Proyectos españoles de nanosatélites

Los cubesat miden unos 10 centímetros y “son mucho más baratos y simples de construir que los satélites normales, lo que los hace idóneos para misiones de riesgo mayor como AIM”, señala Roger Walker, supervisor de estas tecnologías en la Agencia Europea del Espacio (ESA). Estos nanosatélites hasta ahora se suelen usar para experimentos en órbita baja alrededor de la Tierra, pero la misión del asteroide supone para los equipos de investigadores el reto de diseñarlos para exploración en el espacio lejano como acompañantes de la sonda principal AIM.

A finales de junio se elegirán los cubesat que deberían viajar a Didymos entre los cinco preseleccionados, que son:

AGEX. La idea es que un nanosatélite llegue al suelo del asteroide para analizar el material de la superficie, medir la gravedad allí, la estructura del subsuelo y los efectos del impacto del DART. Otro cubesat, en órbita, despliega unos chipsat aún más pequeños que se dispersan sobre el asteroide. Es un proyecto liderado por el Real Observatorio de Bélgica y cuenta con la colaboración, entre otros, de la empresa española Emxsys.

ASPECT. Es un cubesat equipado con un espectrómetro de infrarrojo cercano para estudiar la composición del asteroide y procesos físicos así como realizar observaciones tras el impacto. Está liderado por el Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia, la Universidad de Helsinki y la Fundación Aalto.

DustCube. Es un nanosatélite para medir el tamaño, forma y concentración de los granos de polvo eyectados tras la colisión del DART y su evolución en el tiempo. Es un proyecto de la Universidad de Vigo, la Universidad de Bolonia (Italia) y la empresa Micos Engineering Gmbh.

CUBATA. Está formado por dos cubesat y sirve para medir el campo gravitatorio del sistema de asteroides antes y después del impacto, mediante seguimiento Doppler, así como para tomar imágenes del mismo choque. Lo lidera la empresa española GMV y se desarrolla en colaboración con la Universidad de Roma y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).

PALS. Consta de dos nanosatélites y está diseñado para caracterizar la magnetización, la composición química y la presencia de compuestos volátiles en las eyecciones del impacto, así como para tomar imágenes de muy alta resolución de los componentes del mismo. Está liderado por el Instituto Sueco de Física del Espacio y participan otros centros de investigación europeos.

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