La NASA ya demostró que podemos cambiar la trayectoria de un asteroide estrellando una nave contra él. Ahora un grupo de investigadores chinos propone llevar esa idea bastante más lejos: hacer que el asteroide y el impactador se encuentren prácticamente de frente.
La propuesta, desarrollada por investigadores de la Universidad de Beihang, utiliza unas velas solares difractivas capaces de colocar una nave en una órbita retrógrada alrededor del Sol. En las simulaciones publicadas en arXiv, ese movimiento permitiría alcanzar velocidades de impacto cercanas a 100 kilómetros por segundo.
La diferencia con DART sería enorme. Cuando la nave de la NASA chocó contra Dimorphos en septiembre de 2022 lo hizo a unos 6,1–6,6 km/s. Fue suficiente para acortar en decenas de minutos el periodo orbital de la pequeña luna alrededor de Didymos y demostrar por primera vez que el impacto cinético funciona como método de defensa planetaria.
Pero la energía cinética aumenta con el cuadrado de la velocidad. A 100 km/s, un kilogramo de impactador llevaría alrededor de 230 veces la energía cinética de uno viajando a 6,6 km/s.
El problema es conseguir que una nave vaya en sentido contrario
La dificultad está en la mecánica orbital. La Tierra y prácticamente todos los objetos que lanzamos desde ella ya se mueven alrededor del Sol en la misma dirección. Para atacar frontalmente un asteroide habría que eliminar primero ese momento angular y conseguir que la nave empezara a orbitar en sentido retrógrado. Hacerlo únicamente con cohetes exigiría una cantidad enorme de propelente.
La solución propuesta aprovecha una maniobra conocida como H-reversal. La vela utiliza primero la presión de la luz solar para ir frenando progresivamente la nave. Una vez reducido prácticamente a cero su momento angular, la gravedad la hace caer hacia el Sol. Cerca del perihelio, la vela modifica el empuje y vuelve a lanzarla hacia el exterior, pero esta vez orbitando en dirección contraria.
No necesita quemar combustible durante todo ese proceso. Su motor es, básicamente, la radiación solar.
El concepto de vela solar tampoco es ciencia ficción. Misiones como IKAROS de JAXA o LightSail 2 de The Planetary Society ya demostraron que la presión ejercida por los fotones puede modificar la órbita de una nave. Lo novedoso aquí es el tipo de vela.
Una vela que no refleja la luz: la desvía
Las velas solares tradicionales funcionan como enormes espejos. El problema es que para modificar la dirección del empuje deben inclinarse respecto al Sol, reduciendo la cantidad de radiación que reciben precisamente cuando más la necesitan.
Las velas difractivas propuestas por el equipo chino utilizan microestructuras ópticas para redirigir la luz lateralmente. Eso significa que pueden seguir mirando directamente hacia el Sol mientras generan empuje en otra dirección. Según las simulaciones del estudio, esta configuración evita algunas de las limitaciones de las velas reflectantes durante una trayectoria H-reversal. El modelo de una etapa logró aumentar un 21% la velocidad final y reducir un 35% el tiempo de misión frente a una vela convencional; una configuración de dos etapas añadió otros 9 km/s.
Para probar el concepto utilizaron uno de los asteroides más famosos conocidos: Apofis.
El objeto mide aproximadamente 340 metros y el 13 de abril de 2029 pasará a unos 32.000 kilómetros de la superficie terrestre, más cerca que algunos satélites geoestacionarios. NASA ha descartado que suponga peligro de impacto durante al menos los próximos cien años. Aquí Apofis es simplemente un banco de pruebas matemático.
Las simulaciones muestran que una vela difractiva podría enviar un impactador contra él a alrededor de 100 km/s en unos 200–300 días, dependiendo de la configuración.
Eso es precisamente lo que hace interesante la propuesta. DART demostró que podemos empujar un asteroide con una nave. Los investigadores de Beihang plantean ahora otra posibilidad: en lugar de construir un impactador muchísimo más pesado, hacer que el que ya tenemos llegue muchísimo más rápido.
