Interceptando asteroides interestelares como ʻOumuamua

En 2017 nos visitó un intruso procedente de otra estrella que ha cambiado nuestra percepción del medio interestelar. De nombre ʻOumuamua (1I/2017 U1), este asteroide se formó alrededor de una estrella desconocida y, después de ser expulsado de su sistema estelar, vagó por el espacio durante millones de años antes de toparse con el Sol. Gracias a ʻOumuamua ahora es posible analizar directamente objetos formados en otras estrellas, una posibilidad que hasta hace un año parecía simple ciencia ficción. El problema es que debido a su naturaleza ʻOumuamua nunca regresará para resolver nuestras dudas. El pequeño asteroide se aleja en una trayectoria hiperbólica de escape y en estos momentos ya está en la órbita de Júpiter. Diseñar y lanzar una sonda para estudiar ʻOumuamua es tecnológicamente posible, pero es una empresa muy cara y las agencias espaciales son grandes dinosaurios que necesitan años para preparar un proyecto. No se puede improvisar sobre la marcha.

Una de las posibles formas de 'Oumuamua de acuerdo con los datos del ESO (ESO).
Una de las posibles formas de ‘Oumuamua de acuerdo con los datos del ESO (ESO).

No sabemos si ʻOumuamua es un objeto único, en cuyo caso habremos desperdiciado una oportunidad de oro para estudiar un objeto interestelar, o, por el contrario, es algo común. De acuerdo con las estimaciones realizadas después de su visita es posible que mientras escribo estas líneas otro visitante interestelar esté pasando cerca del Sol. Pero estos objetos son diminutos y, a diferencia de los cometas de la nube de Oort, no dejan una cola de polvo y gases que delate su presencia. Vamos, que son muy difíciles de detectar. Pero, ¿y si estuviésemos listos para el próximo visitante interestelar?¿Sería factible estudiarlo con una sonda usando los sistemas actuales?

El principal escollo para una misión de este tipo es detectar el objeto interestelar a tiempo. ʻOumuamua fue descubierto después de pasar por el perihelio —el punto de su órbita más cercano al Sol—, por lo que incluso si hubiésemos tenido una sonda lista, que no es el caso, no hubiésemos tenido tiempo para enviarla en una trayectoria de mínima energía. Por suerte cada vez hay más instrumentos escaneando los cielos en busca de cuerpos menores. En los próximos años entrará en servicio el telescopio LSST (Large-Scale Synoptic Survey Telescope), una maravillosa herramienta para detectar cuerpos menores, entre otras muchas cosas. De acuerdo con varias de las estimaciones llevadas a cabo tras la visita de ʻOumuamua, el LSST podrá detectar varios objetos interestelares cada año (!).

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Probabilidad de que aparezca un objeto como ‘Oumuamua según la zona del cielo. Cuanto más oscuro, mayor probabilidad. Las direcciones más probables son el ápex y el antiápex solar (Seligman et al.).

El segundo problema es saber qué trayectoria seguirá el cuerpo para poder planificar su interceptación. Y es un problema muy gordo, porque en principio estos objetos pueden venir de prácticamente cualquier zona del cielo. Afortunadamente la dinámica celeste viene a nuestra ayuda en este punto. Y es que resulta mucho más probable que un objeto interestelar se acerque a nosotros desde el ápex solar que desde otra dirección (el ápex es la dirección hacia la que se mueve el Sol en su movimiento alrededor del centro galáctico). No obstante, eso significa que su plano orbital estará muy inclinado con respecto a la eclíptica, lo que dificulta mucho su interceptación. No en vano, las maniobras de cambio de plano orbital son las más exigentes desde el punto de vista energético. Valga como ejemplo la sonda europea Ulises, que viajó hasta Júpiter con el fin de poder usar la gravedad de este planeta para salir del plano de la eclíptica y poder así estudiar las regiones polares del Sol.

Como ya hemos visto en Eureka, una misión a ʻOumuamua que despegase ahora o en los próximos años tendría que llevar a cabo unas maniobras tremendamente energéticas —de mucha Delta-V— que requerirían el sobrevuelo de Júpiter y el Sol. Nunca nadie ha hecho algo similar. ¿No hay una forma más sencilla de viajar hasta este tipo de cuerpos? Sí, siempre y cuando los detectemos con el tiempo suficiente. De hecho, los investigadores Darryl Seligman y Gregory Laughlin han calculado que es posible interceptar un cuerpo como ʻOumuamua con los medios tecnológicos actuales si lo descubrimos con suficiente antelación.

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Delta-V para interceptar a ‘Oumuamua en función de la fecha de lanzamiento. Desgraciadamente ‘Oumuamua fue descubierto en octubre de 2017 (Seligman et al.).

Si ʻOumuamua hubiese sido descubierto en julio de 2017 y no el 19 de octubre de ese año, casi un mes después de su paso por el perihelio, se podría haber lanzado una sonda en una trayectoria de interceptación con una Delta-V de solo 4 km/s, una velocidad que se puede alcanzar usando el Falcon Heavy o el Delta IV Heavy (dependiendo, claro está, de la masa de la sonda). El tiempo de vuelo hasta el objetivo habría sido de 83,4 días. La sonda habría podido sobrevolar el objeto y, a ser posible, habría usado una subsonda para impactar contra el mismo del mismo modo que la misión Deep Impact. De esta forma el material expulsado por la colisión podría ser analizado por la sonda para averiguar la composición del objeto de forma más clara.

Sin embargo, en este caso estamos hablando de una velocidad de colisión de cerca de 40 km/s, algo que no es ni mucho menos trivial. Si queremos que se produzca un impacto sería necesario crear nuevos sistemas de guiado y navegación (como comparación, el impactor de la sonda Deep Impact de la NASA chocó contra el cometa Temple 1 a 10 km/s). Evidentemente no todos los asteroides interestelares tendrán una órbita propicia para una interceptación con una Delta-V tan baja, pero Seligman y Laughlin calculan que al ritmo de descubrimientos de estos objetos por parte del LSST habrá una oportunidad cada diez años aproximadamente.

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Trayectoria de mínima Delta-V para interceptar ‘Oumuamua (Seligman et al.).

ʻOumuamua era un cuerpo de unos cien metros de diámetro muy alargado (quizás con una proporción 10:1) y que giraba sobre sí mismo con un periodo de 7,3 horas, aunque todo indica que su rotación era caótica. Además de llamar la atención por su forma alargada, ʻOumuamua destacó por la falta de volátiles (o sea, hielos de agua, metano, amoniaco, etc.). ʻOumuamua parece ser un cuerpo rocoso con una densidad relativamente alta (si no, y dada su forma, se habría fragmentado al pasar cerca del Sol), lo que fue toda una sorpresa (en el perihelio la temperatura superficial de ʻOumuamua alcanzó los 180 ºC). Las teorías de formación planetaria nos dicen que tienen que haber entre doscientos y diez mil cometas de la nube de Oort por cada asteroide. O sea, es mucho más probable que un objeto eyectado de un sistema estelar sea un cometa rico en volátiles que un asteroide rocoso. ¿O quizás esto solo es aplicable para sistemas similares al nuestro? Para explicar cómo ha llegado ʻOumuamua hasta nosotros se han propuesto todo tipo de teorías, desde que fue expulsado por un sistema binario o por una enana blanca. Sin más datos, nunca tendremos la respuesta.

En cualquier caso, otros estudios sugieren que ʻOumuamua bien podría ser un cometa, pero con una parte externa seca, sin volátiles, por acción de los rayos cósmicos (o el calor de otras estrellas). Sea como fuere desconocemos casi todo sobre ʻOumuamua y solo una inspección directa nos podría dar más pistas sobre su composición y naturaleza. Si los cálculos son correctos, tenemos diez años para prepararnos de cara a la próxima visita de un intruso interestelar.

Referencias:

  • https://arxiv.org/abs/1803.07022

20 Comentarios

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Fernando GeneraleFernando Generale

Esta entrada es muy interesante pero considero muy optimista la estimación del un cuerpo de estos por año talves perdimos un oputunida de oro que no sé repetira en siglos

Paul BarbadewPaul Barbadew

Con un poco de suerte, con el A/2018 F4 tenemos a un ʻOumuamua version 2.0 :)

JulioSpxJulioSpx

Mi imaginacion cienciaficcionera insiste con que OhMama es una nave espacial con siglos de deposiciones superficiales de gases y particulas del medio interestelar :)

eduardoeduardo

Es posible que “los octopus” hallan enviado a esta nave espacial a nuestro sistema solar porque tenían algún indicio de que podían hallar un planeta con vida; pero en el largo viaje, que preveían que sería de solo 1.273.930 años, se averiaron: primero el modulo de nitrogenación automático, después el de emergencia por una puesta en marcha errónea y finalmente los tanques de nitrógeno de reserva.
Aparentemente un problema los llevó a otro. Al disminuir la cantidad de nitrógeno en sus mentes por el primer fallo, las ocho cabezas del ingeniero técnico encargado de activar el sistema de emergencia se pelearon entre si (llegaron a morderse la unas con las otras) y sobrecargaron al módulo que dejó de funcionar inmediatamente. Cuando el octopus capitán quiso hacer entrar en la cabina el nitrógeno de los tanque de reserva, a pesar que sus ocho cabezas siempre fueron mejores que las del resto de la tripulación, por una discoordinación motora producida por el insuficiente nitrógeno, apretó el de expulsión. Segundos después todas la tripulación estaba muerta.
Las 64 cabezas y los 64 brazos y manos de los ocho escuálidos octopus continúan caídos en el interior reluciente de la nave interestelar en donde la muerte los dejó. Están preservados por la falta de atmósfera en esa nave que ahora por el polvo cósmico acumulado en el exterior no hace confundir con un asteroide. Continuarán surcando la galaxia y tal vez algún día se estrellen y desparezca todo vestigio de porque murieron.
Mientras tanto allá en octopuslandia las octopusas se casaran con otros y los octopuscitos, que tuvieron con aquellos que murieron en la nave, los hijos e hijas de esos héroes, serán mayores y morirán a los aproximadamente 5.000.000 de años sin haber visto otra vez a sus padres . Snif, snif. Que triste y corta es la vida de los octopus. Cuanto le falta a la octopidad para solucionar sus problemas ancestrales!

AuligAulig

No sé si nave espacial u objeto artificial, pero… ¿alguien conoce un objeto parecido? ¿hay algún asteroide así? Una asistencia gravitatoria solar casi perfecta…

Era una prueba de la civilización galáctica. Nos apuntarán como “todavía subdesarrollados” y hasta dentro de mil años no volverán a enviar nada.

Hay que enviar una sonda a visitarlo antes de que desaparezca !!!

U-95U-95

Correccion: habria que haberlo descubierto mucho antes, ya que entre la burocracia de rigor y lo que se tarda en construir la sonda se nos escaparia. Es decir que como estan las cosas solamente los que por grandes se descubrieran con mucho tiempo de antelacion.

Mono 2.0Mono 2.0

Con alimentacio externa, o sea un laser para alimentar los paneles solares, tiene una capacidad teorica para el viaje interestelar.

JulioSpxJulioSpx

Seria menos complicado gastar la energia directamente en un motor electrico (ionico)

Carlos MatemáticoCarlos Matemático

Desde hace tiempo, tengo una duda respecto a Oumuama. Si cuando fue descubierto hubiéramos tenido a disposición cohetes similares a los Saturno, ¿Hubéramos podido interceptarlo?

NirgalNirgal

Yo creo que, como bien explica la entrada, el problema no es tanto el vector ( un FH o un DH habrían podido interceptarlo) como el tiempo para montar toda una misión y construir una sonda con todos los requerimientos que exige.

HemmHemm

¿Y si el interceptor estuviera en órbita ya, esperando una oportunidad, o que “pasara “un candidato?¿Sería más fácil en términos de deltaV y de tiempo disponible para interceptarlo?

KiKi

Sería más sencillo encontrar una trayectoria de deltav menor, sí. Perro;
*Si tiene volantes de inercia para el control de actitud pueden cascarse, los motores de control de actitud son muy fiables, pero cascan (busca el estado de las Voyager en el blog)
*Tienes que diseñar la sonda para k aguante un número indeterminado de cambios calor-frio.
*Según que porpergoles usen, pueden no durar (busca en el blog de Dani el porqué del tiempo máximo de las naves acopladas en la ISS)
* Las baterías / rtg / rhtu se degradan.
* Según donde estuviera la órbita, la sonda tendría ke aguantar un valor indeterminado de radiación…
Etc, etc…

Pero bueno, si fuera un sistema internacional que se fuera repusiendo/actualizando la sonda, se podría hacer, que duda cabe… Lo que falta es voluntad…

FRNFRN

Creo que lo primero seria comprbar con LSST si estos hechos son comunes o solo una casualidad si son comunes y solo entonces preparar una sonda para interceptar alguno de estos cuerpos,total unos 20 años.

AlnairAlnair

Desde que conocí la forma de Oumuamua me pareció que podría ser la esquirla de un planeta destruido por una supernova. O por la estrella de la muerte 😉

1 Trackback

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