La misión de ensayo de salvar la Tierra Don Quijote, encargada por la Agencia Espacial Europea, está planificada para probar el potencial de una misión real de vida o muerte para desviar un asteroide inductor de extinción masiva de un curso de colisión con la Tierra.
Actualmente en la etapa de "concepto", la Misión de Mitigación de Impacto de Asteroides Cercanos a la Tierra de Don Quijote se ha modelado en un vuelo propuesto a 2002 AT4 o 1989 ML, ambos son asteroides cercanos a la Tierra, aunque ninguno representa un riesgo de colisión obvio. Sin embargo, estudios posteriores han propuesto que Amor 2003 SM84 o incluso 99942 Apophis pueden ser objetivos más adecuados. Después de todo, 99942 Apophis conlleva un riesgo marginal (1 en 250,000) de un impacto en la Tierra en 2036.
Cualquiera sea el objetivo, se propone un lanzamiento dual de dos naves espaciales: un Impactor llamado Hidalgo (un título que Cervantes le dio al Don Quijote original) y un Orbiter llamado Sancho (que era el fiel compañero del Don).
Si bien el papel del Impactor se explica por sí mismo, el Orbiter desempeña un papel clave en la interpretación del impacto: la idea es recopilar datos sobre el momento del impacto y el cambio de trayectoria que luego informarían las futuras misiones, en las que el destino de la Tierra podría estar realmente en juego .
La extensión de la transferencia de impulso del Impactor al asteroide depende de la masa del Impactor (poco más de 500 kilogramos) y su velocidad (aproximadamente 10 kilómetros por segundo), así como de la composición y densidad del asteroide. El mayor cambio de impulso se logrará si el impacto arroja eyecciones que alcanzan la velocidad de escape. Si, en cambio, el Impactor solo se entierra dentro del asteroide, no se logrará mucho, ya que su masa será sustancialmente menor que cualquier asteroide inductor de extinción en masa. Por ejemplo, el objeto que creó el cráter Chicxulub y eliminó a los dinosaurios (sí, está bien, excepto los pájaros) se cree que fue del orden de 10 kilómetros de diámetro.
Entonces, antes del impacto, para ayudar a la orientación futura y los cálculos de velocidad de impacto requeridos, el Orbiter realizará un análisis detallado de la masa total del asteroide objetivo y su densidad y granularidad cerca de la superficie. Luego, después del impacto, el Orbiter evaluará la velocidad y distribución de la eyección de colisión a través de su cámara de impacto.
Sin embargo, medir con precisión el grado de desviación logrado por el impacto representa un desafío sustancial para la misión. Necesitaremos datos mucho mejores sobre la masa y velocidad del asteroide objetivo que los que podemos establecer desde la Tierra. Entonces, el Orbiter hará una serie de sobrevuelos y luego entrará en órbita alrededor del asteroide para evaluar cuánto se ve afectado el asteroide por la proximidad de la nave espacial.
Su altímetro láser logrará una determinación precisa de la distancia del orbitador al asteroide, mientras que un experimento de radiociencia determinará con precisión la posición del orbitador (y, por lo tanto, la posición del asteroide) con respecto a la Tierra.
Luego de haber establecido el Orbiter como punto de referencia, se evaluará el efecto de la colisión del Impactor. Sin embargo, un factor de confusión importante es el efecto Yarkovsky, el efecto del calentamiento solar del asteroide, que induce la emisión de fotones térmicos y, por lo tanto, genera una pequeña cantidad de empuje. El efecto Yarkovsky empuja naturalmente la órbita de un asteroide hacia afuera si tiene un giro programado (en la dirección de su órbita), o hacia adentro si tiene un giro retrógrado. Por lo tanto, el Orbiter también necesitará un espectrómetro de infrarrojos térmicos para separar el efecto Yarkovsky del efecto del impacto.
Y, por supuesto, dada la importancia del Orbiter como punto de referencia, el efecto de la radiación solar también debe medirse. De hecho, también tendremos que tener en cuenta que este efecto cambiará a medida que las superficies altamente reflectantes de la nueva y brillante nave espacial pierdan su brillo. Las superficies altamente reflectantes emitirán radiación, casi de inmediato, a niveles de energía (es decir, alto momento) casi equivalente a la radiación incidente. Sin embargo, las superficies bajas de albedo solo pueden liberar radiación térmica de menor energía (es decir, menor momento), y lo harán más lentamente.
Para decirlo de otra manera, una superficie de espejo hace una vela solar mucho mejor que una superficie negra.
En pocas palabras, la misión de mitigación de impacto de Don Quijote requerirá un impactador con una cámara de orientación, y un orbitador con una cámara de observación de impacto, un altímetro láser, un experimento de radiociencia y un espectrómetro de infrarrojos térmicos, y debe recordar medir Efecto de la presión de radiación solar en la nave espacial al principio de la misión, cuando es brillante, y más tarde, cuando no lo es.
Otras lecturas: Wolters et al. Requisitos de medición para una misión de demostración de mitigación de impacto de asteroides cerca de la Tierra.
