El asteroide artificial 2020 SO: el regreso de la etapa Centaur de la misión Surveyor 2

Por Daniel Marín, el 29 noviembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Luna • NASA ✎ 83

El 20 de septiembre de 1966 la NASA lanzó a la Luna la sonda Surveyor 2 en la misión Atlas-Centaur 7. El cohete despegó desde la rampa 36A de Cabo Cañaveral y la segunda etapa Centaur D se encargó de poner la sonda en una trayectoria hacia nuestro satélite. Poco después, la Centaur se perdió en el espacio. La creíamos perdida para siempre, pero parece que este año ha vuelto a las cercanías de la Tierra para convertirse en un satélite temporal de nuestro planeta. El pasado septiembre, el telescopio Pan-STARRS, situado en la isla de Maui (Hawái) y famoso por descubrir numerosos asteroides cercanos a la Tierra (NEOs), hizo un nuevo descubrimiento: el asteroide 2020 SO. Como la mayoría de este tipo de descubrimientos, se trataba de un pequeño asteroide de unos pocos metros de diámetro que, dejando a un lado la posibilidad de que chocase contra la Tierra en un futuro próximo, no presentaba mayor interés. Pero el análisis de su órbita hizo que pronto llamase la atención. 2020 SO giraba alrededor del Sol en una órbita prácticamente similar a la de la Tierra. Este tipo de órbita es muy poco probable para un asteroide debido a su enorme inestabilidad, ya que la gravedad de nuestro planeta desplazaría un objeto así muy rápidamente (solo sería algo más estable si un asteroide estuviese situado en uno de los puntos de Lagrange L3, L4 o L5 de la órbita de la Tierra, pero alcanzar esos puntos es harto complicado).

Lanzamiento de la misión Atlas-Centaur 7 con la sonda Surveyor 2 (NASA).

Por la experiencia de casos similares, los expertos dedujeron que la explicación más sencilla era que se tratase de un objeto artificial. No en vano, ya se han detectado varias naves y partes de lanzadores lanzados hace décadas. Debido a su órbita, lo más probable es que 2020 SO estuviese ligado a alguna misión lunar. A diferencia de lo que mucha gente cree, las trayectorias de vuelo hacia la Luna no suelen ser hiperbólicas, sino que en su inmensa mayoría son órbitas muy elípticas. Pero, eso sí, la diferencia en términos energéticos con una trayectoria real de escape con respecto a la Tierra es casi despreciable, por lo que cualquier perturbación gravitatoria —normalmente cortesía de la Luna— permite que estos objetos acaben en una trayectoria de escape hiperbólica con respecto a la Tierra con una velocidad residual en el infinito de casi cero. O sea, una órbita solar prácticamente igual a la de la Tierra.

Órbita del asteroide 2020 SO (NASA).

Pero una cosa es suponer que se trata de un objeto artificial y otra muy distinta es identificar cuál es. Como hemos visto en el caso de la etapa de ascenso del módulo lunar Snoopy del Apolo 10, no es sencillo saber de qué objeto se trata. Otros cuerpos, como la tercera etapa S-IVB del cohete Saturno V de la misión Apolo 12, se han podido identificar mejor gracias a su gran tamaño. En el caso de 2020 SO, las observaciones apuntaban a que el asteroide debía tener un tamaño de unos ocho metros, muy pequeño para ser una etapa S-IVB, que tenían más de 17 metros de longitud y 6,6 metros de diámetro. La búsqueda de posibles candidatos por parte de expertos como Davide Farnocchia del JPL dio como resultado que 2020 SO probablemente sea en realidad la etapa Centaur que lanzó la sonda Surveyor 2, aunque hay que subrayar que no es seguro que se trate de este objeto. Las leyes de la mecánica celeste se convierten en un infierno caótico no lineal cuando hay más de dos cuerpos implicados.

Partes de una sonda Surveyor (NASA).
Cohete Atlas-Centaur 7 (NASA).

Suponiendo que sea así, recordemos que la Surveyor 2 fue lanzada por la misión Atlas-Centaur 7 —que, a pesar de su nombre, fue la segunda misión Atlas-Centaur operativa— mediante el vehículo Atlas-LV3C Centaur-D. El Atlas-LV3C Centaur-D empleaba una primera etapa basada en el misil balístico intercontinental Atlas de queroseno y oxígeno líquido y una segunda etapa Centaur D de 9 metros de longitud y 3 metros de diámetro, un tamaño que se adecúa mejor a las dimensiones estimadas de 2020 SO. Las Surveyor eran, junto con las Ranger y las Lunar Orbiter, las sondas que debían allanar el camino a las misiones tripuladas Apolo. Al fin y al cabo, cuando Kennedy propuso en 1961 que la NASA debían mandar una misión tripulada a la Luna antes de 1970 conocíamos menos la Luna de lo que hoy conocemos a Marte. La Surveyor 2 tenía previsto alunizar en la zona de Sinus Medii tras el éxito de la Surveyor 1, que el 2 de junio de 1966 se había convertido en la primera sonda estadounidense que alunizó de forma suave, unos seis meses después de que la Luna 9 (Ye-6 nº 13) soviética hiciese lo propio. No obstante, un día después del lanzamiento la Surveyor 2 comenzó a dar tumbos por culpa de un propulsor defectuoso y el 22 de septiembre se perdió el contacto con la nave. Al día siguiente chocó contra la Luna en las cercanías del cráter Copérnico a una velocidad de 2,6 km/s, dejando un bonito y fresco cráter en la superficie lunar.

La etapa Centaur-D que lanzó la Surveyor 2 (NASA).
Etapa Centaur de la Surveyor 2 (NASA).

Por otro lado, conviene recordar que la etapa Centaur es uno de los grandes héroes silenciosos del programa espacial de EE.UU. Esta etapa criogénica a base de hidrógeno y oxígeno líquidos ha lanzado gran parte de las sondas espaciales estadounidenses. Actualmente se emplea con el cohete Atlas V y continuará su larga carrera durante las próximas décadas como etapa superior del cohete Vulcan. La etapa Centaur nació en 1957 gracias a una propuesta de la fuerza aérea estadounidense (USAF) y la empresa General Dynamics/Convair. La decidida apuesta por propelentes criogénicos, una decisión muy arriesgada para la época, resultaría decisiva a la hora de garantizar los éxitos espaciales estadounidenses de las décadas posteriores. Tan importante como la etapa en sí fue el diseño y desarrollo del motor RL10 a cargo de Pratt and Whitney Aircraft. Este motor sirvió como primer paso en el desarrollo del más potente J-2, un motor que se usaría en las etapas S-II y S-IVB de los cohetes Saturno y que, por tanto, resultaría clave para el éxito del programa Apolo.

Una etapa Centaur. Se aprecian los dos motores RL10 (NASA).
Motor RL10 (NASA).

El hidrógeno es el combustible químico más eficiente de todos los que se pueden usar de forma segura (eso deja fuera a los motores a base de flúor y sus variantes), pero trabajar con él es una pesadilla por las bajísimas temperaturas que requiere y por su desagradable tendencia a fugarse por todos lados (por algo es la molécula más pequeña). Usarlo en una primera o segunda etapa es difícil, pero emplearlo en una etapa superior que debe encenderse varias veces, incluso en ingravidez, era a finales de los 50 un gran desafío tecnológico. Tras la creación de la NASA en 1958, el 1 de julio de 1959 la NASA pasó a controlar el desarrollo del programa Centaur. El primer vuelo de una Centaur tuvo lugar el 8 de mayo de 1962, un año más tarde de lo previsto, pero la etapa explotó 54 segundos después del despegue. El resultado es que se llevó a cabo en el centro Lewis de la NASA un programa de choque para poner a prueba la Centaur con el fin de eliminar los defectos de diseño de la etapa. No sería hasta el 27 de noviembre de 1963 cuando el sistema Atlas-Centaur realizó su primer vuelo exitoso. La primera versión operativa de la etapa Centaur se denominaría Centaur D.

Fases del lanzamiento de la misión Atlas-Centaur 7 con la Surveyor 2 (NASA).
Trayectoria prevista de la Surveyor 2 a la Luna (NASA).

En los años 70 la etapa Centaur se combinó con el lanzador Titán III de la USAF para lanzar sondas espaciales tan míticas como las Viking y las Voyager. La marca Centaur era tan exitosa y popular que la nueva etapa criogénica diseñada para ser usada con el transbordador espacial llevaría su nombre pese a tener un diseño bastante diferente. Esta etapa Centaur G/Centaur G-Prime tenía que haber lanzado a las sondas Magallanes, Ulises o Galileo, entre otras pero el accidente del Challenger provocó que algunas cabezas pensantes de la NASA se cuestionasen la sensatez de meter un cohete lleno de toneladas de hidrógeno en la bodega de carga de una nave tripulada y, como resultado, la Centaur G fue cancelada y sustituida por la etapa superior de combustible sólida IUS, mucho menos eficiente, pero más segura (un cambio que a su vez provocó que la sonda Galileo no pudiese viajar directamente a Júpiter). Una versión de la Centaur se usaría en el cohete Titán IV de la USAF, desarrollado por los militares precisamente para paliar la cancelación de las misiones del shuttle desde Vandenberg, una variante que lanzaría la sonda Cassini-Huygens en 1997. Con un poco de suerte, el año que viene la Centaur del Atlas V lanzará la primera nave Starliner tripulada, una nueva hazaña en la larga carrera de esta etapa.

Etapa Centaur D-1 de los años 70 (NASA).
Evolución de la etapa Centaur hasta los años 90 (NASA).
Recreación de una etapa Centaur G lanzando la sonda Galileo (NASA).

Sea como sea, el caso es que 2020 SO está ahora cerca de nuestro planeta. Desde noviembre de este año hasta marzo de 2021 será un satélite temporal de la Tierra y trazará dos órbitas antes de volver a escapar de la gravedad terrestre. El 1 de diciembre pasará a unos 50 000 kilómetros de la Tierra, la distancia mínima que alcanzará en esta nueva fase de su periplo. Durante estos días los observatorios terrestres aprovecharán para analizar el espectro de este asteroide peculiar, lo que permitirá confirmar que se trata de una vieja reliquia de la carrera lunar.

La etapa Centaur de un Atlas V actual (ULA).

Referencias:

  • https://www.nasa.gov/feature/jpl/earth-may-have-captured-a-1960s-era-rocket-booster
  • https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2020-216
  • https://www.lpl.arizona.edu/sites/default/files/sic/surveyor/Surveyor_II_NASA-TechnicalReport32-1086.pdf
  • https://www1.grc.nasa.gov/wp-content/uploads/Centaur-Launches-1962-2012.pdf


83 Comentarios

      1. Muy buena puntualizacion del OT1, conste que yo también pensé que era real hasta que leí el tweet que la acompañaba, aún así Musk apuntó a que en un par de semanas podría verse una imagen similar.

        1. Lo veremos si tiene éxito lo de mañana y SN8 no se hace puré;

          《Puede ver cómo SpaceX intenta lanzar el vehículo el miércoles de 8:00 am a 5:00 pm hora》

          Dicen por ahí

      1. En el link hay un video donde Stafford y Leonov, ya viejos, dan un reportaje. ¡Que parecido que tenia Leonov a Bob Hoskins o a Nikita Khrushchev! (debe ser por eso que Bob Hoskins tambien interpreto a Khrushchev).

  1. Excelente articulo daniel
    … te pregunto…quien podría sacarnos las dudas de que objeto es?
    algún hubble «bond» podría aclarar que es el objeto? (crystal?)

  2. OT 3

    Northrop Grumman produce un proyectil de artilleria guiado de 155 mm, que consiste en un estratorreactor de combustible solido. Eso me hizo un nudo en el cerebro. Ahora pienso que el combustible solido debe tener forma de tubo por cuyo centro pasa el aire desde la nariz y que se encendera con algun sensor de velocidad. Esto permite alcances mas alla de los 100 kms.

          1. Nunca he dicho que mienta.

            Lo que digo es que es un medio muy mediocre que se limita a hacer traducciones automáticas de medios de información militar anglosajones de segunda o tercera categoría. Y está lleno de comentaristas «cuñaos».

  3. OFF TOPIC

    La Chang’e 5 ha alunizado.

    La noticia es de hace un buen rato.

    La CSNA se ha lucido… No han dado información alguna. Se ve que tenían miedo de que no saliera bien.

    Para que luego nos quejemos de la política informativa de la ESA o de la JAXA.

  4. El que hayan dejado que se pudra Arecibo hasta que la estructura no ha resistido su propio peso me parece lamentable.

    OT por OT y tiro porque me toca:
    Nueva técnica para extraer oxígeno e hidrógeno de salmuera de Marte.
    https://www.europapress.es/ciencia/misiones-espaciales/noticia-nueva-tecnologia-extraer-oxigeno-hidrogeno-salmuera-marte-20201201105419.html
    Hala, para endulzar un poco la tarde a los muskistas y a todos aquellos que -sin serlo- tengan ganas de ver (lo antes posible) a un humano hollando Marte.

    Sumo OT para los lunáticos por antonomasia mas pros (no todas las buenas noticias van a ser para los sobris de elon):
    https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.niusdiario.es/ciencia-y-tecnologia/ciencia/ingenieros-agencia-espacia-europea-esa-desarolllan-sistema-extraer-oxigeno-polvo-lunar-exploracion-espacial_18_3049995385.html&ved=2ahUKEwin0a63qq3tAhUxA2MBHW4iAfgQFjAAegQIARAB&usg=AOvVaw28bm8jRDjobrpPjuyZWczg

    Saludisru’s para tod@s.

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