Misiones para traer muestras de objetos interestelares

Por Daniel Marín, el 26 agosto, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Sistema Solar ✎ 133

De tanto en cuanto hay visitantes interestelares que pasan por el sistema solar. Cuerpos que se formaron hace eones alrededor de otras estrellas y que cruzan fugazmente el sistema solar interior antes de alejarse otra vez para siempre. Hasta la fecha solo hemos descubierto dos de estos objetos: 1I/ʻOumuamua y 2I/Borísov, pero, evidentemente, deben ser relativamente frecuentes si a lo largo de nuestras vidas hemos sido capaces de detectar no ya uno, sino dos intrusos interestelares. Lo lógico es pensar que una sonda capaz de investigar un objeto de este tipo solo sería capaz de sobrevolar el objeto, ya que igualar velocidades con él para orbitarlo o aterrizar en el mismo queda fuera de nuestras capacidades tecnológicas. Por eso la única misión planeada por el momento que estudiará objetos interestelares, la europea Comet Interceptor, es precisamente una misión de sobrevuelo. Pero, ¿y si pudiéramos analizar muestras de la superficie de uno de estos objetos? Piénsalo por un momento. Hablamos de estudiar directamente la composición de un objeto creado a años luz del Sol. Sin duda, sería fascinante, pero, ¿es posible?

‘Oumuamua es visitado por una flora de pequeñas nanovelas láser (Maciej Rebisz).

Lo es, aunque sería caro y complejo. Una misión de sobrevuelo no puede aterrizar en un objeto interestelar, pero sí puede desplegar una subsonda que choque con el objeto como el de la misión Deep Impact contra el cometa Tempel 1. La nube de material expulsado por el choque podría ser analizada por la sonda al pasar por las cercanías del cuerpo poco después. De hecho, todavía estamos a tiempo de estudiar 1I/ʻOumuamua, como vimos en su momento con la propuesta Proyecto Lira. Una posible misión a ʻOumuamua podía despegar en 2030 mediante el SLS o un Falcon Heavy. La sonda, de unas nueve toneladas, viajaría primero a Júpiter para realizar una maniobra de asistencia gravitatoria y dirigirse cerca del Sol —seis radios solares— en 2036 con el fin de llevar a cabo una maniobra propulsiva aprovechando el efecto Oberth. La sonda alcanzaría a ʻOumuamua en 2056. Debido a las limitaciones de las efemérides disponibles sobre ʻOumuamua, el cuerpo interestelar podría estar a millones de kilómetros de distancia de su posición prevista, por lo que la nave debería llevar un potente telescopio para localizar el asteroide interestelar en la inmensidad del espacio profundo y maniobrar de forma autónoma hasta dar con él. Si junto con la maniobra propulsiva de Oberth usamos propulsión nuclear térmica, el tiempo de interceptación podría reducirse a catorce años.

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Una propuesta de sonda para estudiar el medio interestelar que podría alcanzar a ‘Oumuamua (KISS/Caltech).
Escenario de maniobras para una misión destinada a interceptar a ʻOumuamua (Andreas M. Hein et al.).

ʻOumuamua o Borísov se acercaron al sistema solar a alta velocidad en una trayectoria hiperbólica, pero podría darse el caso de un objeto que se aproxime en una trayectoria casi parabólica con una velocidad de apenas 1 km/s. En este caso se supone que el visitante sería un cometa de la nube de Oort —algo de por sí muy interesante—, pero no se puede descartar un origen interestelar, sobre todo porque muchas teorías proponen que el número de cometas interestelares capturados en la nube de Oort podría no ser despreciable. Lo interesante de este escenario es que la baja velocidad del objeto permitiría una misión de retorno de muestras a la Tierra si usamos propulsión nuclear térmica. Por ejemplo, un concepto de misión de este tipo que toma como referencia la órbita del cometa C/2020 N1 tardaría solamente un año en llegar a su objetivo desde el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol (la misión Comet Interceptor también esperará la aparición de un cometa interestelar desde un punto de Lagrange). La velocidad relativa de la sonda con respecto al cuerpo seguiría siendo muy alta, de unos 6 km/s, lo que impediría un aterrizaje, pero se podría desplegar una subsonda que impactase contra el cuerpo, como en el escenario anterior. La sonda pasaría por la nube de restos y los recogería para traerlos a la Tierra nueve años más tarde.

Escenario de Delta-V de una misión de retorno de muestras de un cometa con órbita parabólica (Andreas M. Hein et al.).

Por último, es posible que los objetos interestelares hayan estado todo este tiempo entre nosotros. Y no me refiero a la lejana e inaccesible nube de Oort, sino al cinturón de asteroides. Existen muchos cuerpos menores con órbitas retrógradas alrededor del Sol que podrían ser objetos interestelares capturados hace eones, como por ejemplo el asteroide 514107 Kaʻepaokaʻawela (no me negarán que al menos el nombre parece alienígena). Orbitar y aterrizar en un asteroide con una órbita retrógrada no es nada sencillo, pero sí es mucho más fácil que hacerlo en un objeto con trayectoria de escape. Una sonda podría alcanzar este asteroide nueve años después del lanzamiento tras realizar una maniobra de asistencia gravitatoria con Júpiter para cambiar su órbita. Para el encuentro con el asteroide no sería necesaria propulsión nuclear térmica y bastaría con propulsión solar eléctrica mediante motores iónicos o de plasma. Por tanto, puede que todavía quede mucho para que veamos una misión de retorno de muestras de un objeto interestelar, pero lo realmente increíble es que este tipo de misiones no son una fantasía. Si nos lo hubieran dicho hace unos años, no nos lo hubiéramos creído.

La sonda Comet Interceptor europea, si es aprobada, desplegará dos subsondas (una japonesa y otra europea) que se acercarán al objeto interestelar que estudien (ESA).

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/2008.07647.pdf


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