POR: DAVID DICKINSON
¿Cómo planearán los
ingenieros la trayectoria del Comet Interceptor, una misión diseñada para volar
por un visitante interestelar, cuando aún se desconoce su objetivo?
Impresión artística de
la misión Comet Interceptor de la ESA. Thales Alenia Space
Las agencias espaciales
europeas y japonesas planean tener una misión en el espacio para encontrarse
con un visitante prístino de los confines del sistema solar dentro de esta
década. Pero diseñar una trayectoria para una nave espacial de este tipo es
complicado cuando el objetivo aún se desconoce.
La misión es Comet Interceptor,
la primera misión de clase F (clase rápida), seleccionada en 2019 en el marco
del programa Cosmic Vision de la Agencia Espacial Europea (ESA). La misión se
lanzaría en 2029, haciendo autostop con la misión exoplanetaria Ariel. Se dirigirán juntos al
segundo punto de Lagrange Sol-Tierra (L2), que está a 1,5 millones de
kilómetros (900.000 millas) "detrás" de la Tierra en relación con el
Sol.
Este diagrama muestra
los puntos de Lagrange (no a escala) en el sistema Sol-Tierra. Equipo
científico de la NASA / WMAP
La misión Comet
Interceptor permanecerá unida a Ariel hasta que se encuentre un objetivo
adecuado: ya sea un cometa de largo período entrante desde la Nube de Oort, o
simplemente tal vez, un asteroide o cometa interestelar.
Los objetos interestelares
son un hallazgo reciente y un tema candente de estudio. El 19 de octubre de
2017, el survey PanSTARRS espió el primer objeto interestelar confirmado que
atravesó el sistema solar interior, 1I / 'Oumuamua. Pero ‘Oumuamua ya estaba en
su etapa de salida en el descubrimiento, y se movía tan rápido que no había
posibilidad de lanzar una misión en su persecución.
En 2019, un astrónomo
aficionado de Crimea descubrió el cometa 2I / Borisov, otro objeto
interestelar, este con una coma de gases sublimantes detrás de él. Aunque fue
visto por primera vez en su viaje de ida, Borisov ya estaba en el perihelio un
mes después de que se tomaron las primeras imágenes, y en unos pocos meses ya
había alcanzado la órbita de Júpiter en su camino de regreso del sistema solar.
El concepto artístico
del Telescopio Espacial Ariel. ESA
Para hacer realidad la
búsqueda de objetos que se mueven tan rápido, lo ideal sería que una nave
espacial ya estuviera en el espacio. Pero eso significa lanzar una misión sin
un objetivo definido. Sin embargo, con dos objetos interestelares en tres años,
es probable que haya muchos objetivos. Y dado que se espera que el Observatorio
Rubin y otros estudios del cielo vean la primera luz en los próximos años, se
espera que la población de objetos interestelares conocidos crezca.
El equipo espera ver un
objetivo adecuado para que Comet Interceptor lo persiga dentro de los seis años
posteriores al lanzamiento. (Si no se encuentra un objetivo, el Comet
Interceptor también podría enviarse más allá del cometa de período corto 73P /
Schwassmann-Wachmann).
Ahora, el equipo está
anticipando las complejas trayectorias que la misión podría tomar para alcanzar
ese objetivo, dependiendo de una serie de factores.
LLEGAR ALLÍ
El equipo consideró las
trayectorias asumiendo que tendrían un "go" entre 400 y 1000 días.
Cuanto más adelante se descubra el cometa, más opciones tendrá el equipo para
la trayectoria de sobrevuelo.
Sin embargo, el equipo
también debe tener en cuenta la propulsión. El equipo finalizará el diseño de
propulsión para 2022, ya sea incorporando un cohete químico tradicional de
combustible líquido, propulsión solar-eléctrica o un diseño híbrido de los dos.
Cada uno tiene la compensación de peso versus empuje.
La misión comenzará
merodeando en una órbita de "halo" de Lissajous alrededor del punto
L2. Pero una vez que se encuentra un objetivo adecuado, la persecución
comienza. El cometa Interceptor se separará de Ariel y ejecutará un complejo
ballet orbital de sobrevuelos lunares y terrestres que lo inyectarán en una
órbita heliocéntrica. La misión deberá cumplir con su objetivo previsto a lo
largo del plano de la eclíptica para un sobrevuelo rápido, similar al encuentro
de New Horizons en 2015 con Plutón.
“La trayectoria
seleccionada dependerá, por supuesto, de la ubicación del encuentro: donde el
cometa cruza el plano de la eclíptica”, dice el investigador principal Geraint
Jones (University College London). "Esto puede implicar que la nave
espacial deje L2 para viajar 'por delante' de la Tierra en su órbita, o seguir
el movimiento de la Tierra". Con este fin, un sobrevuelo lunar cercano a
la salida podría ser útil, especialmente en el escenario de un empuje de la
nave espacial por delante de la Tierra en ruta hacia el encuentro.
Dos posibles escenarios:
salida hacia una ruta que conduce a la Tierra (izquierda) versus una
configuración que se desplaza hacia la Tierra (derecha).
Laboratorio de Ciencias
Espaciales Mullard.
"La velocidad de
sobrevuelo real dependería de la órbita del cometa objetivo", dice Jones.
"Podría ser tan relativamente baja como 10 kilómetros por segundo, o tan
alta como 70 kilómetros por segundo".
En la aproximación más
cercana, Comet Interceptor se separará, liberando dos sondas (una de la Agencia
Japonesa de Exploración Aeroespacial y la otra de la ESA) de la nave espacial
principal para muestrear los gases, el polvo, el plasma y los campos magnéticos
alrededor del objeto.
Una observación cercana de un cometa interestelar nos puede enseñar mucho
sobre la formación de los planetas y la historia del sistema solar. En los
próximos 10 o 15 años Comet Interceptor abrirá camino a esa observación.
