El programa espacial chino tiene como uno de sus principales objetivos para los próximos años el estudio de asteroides. Por un lado, tenemos la misión Tianwen 2 que despegará en 2025 para traer a la Tierra muestras del asteroide Kamoʻoalewa y orbitar el cometa-asteroide Elst-Pizarro. Tianwen 2 está a cargo de la CNSA y del gigante estatal CASC, pero por otro lado tenemos la misión ASR (E-type Asteroid Sample Return Mission), pendiente de ser aprobada formalmente, que está liderada por la Academia China de las Ciencias (CAS) y cuyo objetivo es traer muestras del asteroide 1989 ML. Asimismo, la sonda Tianwen 4, destinada a Júpiter y Urano, también sobrevolará algún asteroide. Además de estas misiones de exploración, uno de los objetivos declarados del programa espacial chino es la defensa planetaria. China quiere inaugurar nuevos observatorios terrestres y espaciales diseñados específicamente para descubrir y seguir asteroides peligrosos para la Tierra (PHAs, Potentially Hazardous Asteroids) y, llegado el caso, desviarlos mediante interceptores cinéticos (KI, Kinetic Interceptors).

En 2022 la sonda DART de la NASA demostró que las tecnologías de guiado y navegación son adecuadas para dirigir un interceptador cinético a alta velocidad hasta su blanco. China quiere desarrollar estas tecnologías mediante una misión doble a cargo de CASC prevista para 2026, por el momento conocida simplemente como «prueba experimental del sistema de defensa contra asteroides cercanos a la Tierra» (近地小行星防御系统演示验证试验). Esta misión, similar al plan original de NASA y ESA con las sondas DART y Hera que luego fue abandonado, consiste en dos naves, una que chocará contra el asteroide cercano 2020 PN1, un pequeño cuerpo de 10 a 50 metros, y otra que observará el choque a cierta distancia. Pero, al igual que DART, esta sonda será un demostrador tecnológico. El objetivo último es disponer de un interceptador que pueda desviar asteroides «de verdad» en caso necesario. El problema es que los asteroides más peligrosos para nuestro planeta son aquellos de más de 400 metros de diámetro —si es más pequeño no es tan amenazador y si es mucho mayor ya estará catalogado—, por lo que un pequeño interceptor puede que no sea suficiente para desviar su órbita, sobre todo si tenemos poco tiempo de antelación.

Puesto que estamos hablando de un interceptor cinético, la clave es aumentar su —sorpresa— energía cinética, por lo que bien podemos aumentar su velocidad o su masa. Lo primero depende de la órbita del asteroide y el tiempo de reacción, mientras que lo segundo pareciera ser un factor fijo dado por la masa de la sonda. No obstante, las últimas tendencias apuntan a jugar con la masa para aumentar la efectividad de este tipo de vehículos. En 2021 China presentó el concepto de «Impactador Cinético Conjunto» o AKI (Assembled Kinetic Impactor). La idea es usar la segunda etapa del cohete Larga Marcha CZ-5 para aumentar la masa total del interceptor, pasando de 2,25 toneladas de la sonda propiamente dicha a 8,75 toneladas. AKI es una propuesta conjunta del Centro Nacional de Ciencias Espaciales (NSSC), el Instituto de Ingeniería de Medioambiente para Naves Espaciales de Pekín (Instituto 511 de la Quinta Academia de Ciencias Aeroespaciales/BISEE) y el Centro de Investigación y Desarrollo Aerodinámico de China (CARDC). Pero AKI sigue teniendo una masa muy pequeña. Por ejemplo, para desviar el asteroide Bennu en caso de que fuese a chocar contra la Tierra se necesitarían entre diez y veinte lanzamientos de interceptores AKI, dependiendo del tiempo de alerta previa.

Una alternativa propuesta por estas mismas instituciones es el EKI (Enhanced Kinetic Impactor), «Impactador Cinético Aumentado». El concepto de EKI se basa en que una sonda recoja primero una roca de 200 toneladas de la superficie de otro asteroide usando un sistema de brazos equivalente al desarrollado para el programa ARM de la NASA y luego se dirija hacia el asteroide objetivo para chocar contra él. 200 toneladas ya son palabras mayores y se podría desviar un asteroide relativamente grande con este sistema. También existe la posibilidad de capturar un pequeño asteroide de 10 metros de diámetro en vez de una roca, pues se calcula que debe haber cerca de cien millones (!) de asteroides cercanos —«rocas espaciales cercanas»— de este tamaño, aunque «solamente» conocemos unos mil. La sonda EKI tendria una masa total de 8 toneladas, incluyendo el sistema de propulsión solar eléctrica (SEP) con motores iónicos o de plasma. Como prueba de concepto, los creadores del concepto han calculado que sería posible desviar el asteroide Apofis usando un EKI en una misión de tan solo cuatro años de duración, desde el lanzamiento al impacto. Ni que decir tiene, EKI solo es viable si hay mucho tiempo entre el descubrimiento del asteroide y el impacto contra la Tierra, por lo que la idea es que un futuro sistema de defensa planetaria disponga de los dos sistemas, AKI y EKI, al mismo tiempo.

Evidentemente, antes de lanzar un interceptor la clave es descubrir primero los asteroides peligrosos. Para ello, como decíamos, China está construyendo varios radares y telescopios terrestres dedicados a esta tarea, como el CNEOST en Jiangsu o un nuevo telescopio de 2,5 metros en Qinghai. Esta red será complementada por telescopios espaciales como el futuro Xuntian, aunque lo ideal sería disponer de instrumentos dedicados exclusivamente a este objetivo. Por este motivo, CASC y el Laboratorio de Tecnología Espacial Qian Xuesen (Qian-Lab) han propuesto la misión CROWN (Constellation of Heterogeneous Wide-field NEA Surveyors), formada por un telescopio espacial principal situado en la órbita de Venus —más concretamente en el punto de Lagrange L2 del sistema Sol-Venus— y hasta seis telescopios más pequeños, también en órbita de Venus, para complementar al «telescopio nodriza» principal. CROWN tendría una vida útil de cinco años como mínimo y las simulaciones predicen que sería capaz de descubrir más de dos mil asteroides peligrosos (PHA), la práctica totalidad de los PHAs visibles en ese periodo de tiempo (se estima que solo 4 asteroides escaparían a su capacidad de detección).

Otro concepto de telescopio, propuesto por el NSSC y el Observatorio de la Montaña Púrpura (PMO), estaría ubicado en órbita terrestre, pero estaría a una distancia de entre 10 y 20 millones de nuestro planeta. El telescopio, situado en la dirección de avance de nuestro planeta en la órbita, apuntaría hacia la Tierra para detectar asteroides que se acercasen hacia nosotros en la dirección del Sol (los más peligrosos porque, lógicamente, no podemos detectarlos con antelación). Menos capaz que CROWN, sería sin embargo una misión significativamente más sencilla y económica.

Otro proyecto más ambicioso, pasa por crear una «línea de defensa planetaria en la Luna», formada por dos telescopios en ambos polos de la Luna y tres interceptores en los puntos de Lagrange de la órbita lunar —L3, L4 y L5— listos para ser lanzados en caso de que se detecte una amenaza. Al estar situados en órbita lunar, los interceptores requeriría poca Delta-V para alcanzar su objetivo. Esta red de defensa lunar podría desviar asteroides con hasta una semana de antelación. El proyecto no es ninguna locura, pues ha sido sugerido por el mismo Wu Weiren, ingeniero jefe del programa de exploración lunar chino (CLEP). En definitiva, el estudio de asteroides y los proyectos de defensa planetaria serán uno de los ejes centrales del programa espacial chino en las próximas décadas. Habrá que estar atentos.

Referencias:

• LI Mingtao, Wang Kaiduo, Progress of Planetary Defense Research in China, 空间科学学报, 2022,42(04):830-835.
• https://astronomycommunity.nature.com/posts/enhanced-asteroid-deflector-hit-rock-with-rock
• https://arxiv.org/pdf/1907.11087.pdf
• https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z
• https://spj.science.org/doi/10.34133/2022/9864937