lunes, 23 de agosto de 2021

CÓMO EL COMET INTERCEPTOR CAZARÁ VISITANTES AL SISTEMA SOLAR INTERIOR

 

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.

 

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