El asteroide 101955 Bennu (1999 RQ36) es uno de los muchos cuerpos menores cercanos a la Tierra conocidos como NEOs y, de hecho, está tan cerca que la posibilidad de que choque contra nuestro planeta no es despreciable. Este hecho lo convierte en, además de un NEO, en un PHA, o sea, un asteroide potencialmente peligroso. Eso sí, no chocará durante el transcurso de nuestras vidas, así que tranquilos. Pero, ¿y si descubrimos un asteroide de tamaño similar —unos 500 metros— que viene hacia nuestro planeta? ¿Qué hacemos? Pues, a pesar de lo que las películas de Hollywood nos hayan hecho creer, actualmente no hay ningún sistema para prevenir el choque de un asteroide, ni pequeño ni grande. Ninguno. Cero. Nada.

Por eso mismo, es conveniente analizar cuál sería la mejor manera de evitar la catástrofe. Desde hace años se ha estudiado el asunto usando innumerables simulaciones numéricas y se ha llegado a dos conclusiones rotundas. Primero, que los interceptores cinéticos —es decir, usar una sonda espacial como si fuera una bala muy grande— son muy eficientes y son suficientes para desviar la trayectoria de asteroides pequeños y medianos siempre y cuando detectemos la amenaza con antelación (obviamente, cuanto mayor sea un asteroide, más tiempo necesitaremos para desviarlo de forma segura mediante un impacto). Segundo, que los asteroides presentan una gran variedad de composiciones y características, por lo que es necesario saber de qué está hecho el objeto antes de intentar desviarlo.

Es importante recordar que el peligro real viene de la mano de asteroides de entre 200 y 600 metros de diámetro, ya que todavía existen miles de asteroides cercanos de estas dimensiones que no hemos descubierto y pueden chocar contra la Tierra sin previo aviso si se aproximan desde el Sol (sí, los asteroides juegan a sorprendernos como si fueran cazas de la Segunda Guerra Mundial). Los asteroides de mayor tamaño están casi todos catalogados —aunque podemos llevarnos alguna sorpresa— y los más pequeños no son tan peligrosos —siempre que no te caigan encima, claro—. Los más peligrosos, por su abundancia, son los asteroides de unos 200 metros. Un interceptador que intente desviar un asteroide cercano chocará contra él a una velocidad de entre 5 y 20 km/s, dependiendo de la órbita del asteroide y la ventana de lanzamiento. Esto requiere afinar al máximo las técnicas de navegación y guiado en el espacio interplanetario. Precisamente, la sonda DART de la NASA intentará poner en práctica estas técnicas chocando contra la luna del asteroide Didymos. Ahora bien, algo que hemos aprendido recientemente es que la eficiencia del impacto dependerá en buena parta de la cantidad de materia eyectada. En función de este parámetro, el impacto puede ser exitoso o, por el contrario, no será capaz de desviar al asteroide.

El asteroide Bennu tiene una pequeña probabilidad de chocar contra la Tierra entre 2175 y 2199, dependiendo de cómo afecte a su órbita el sobrevuelo de nuestro planeta que tendrá lugar en 2135. Pero Bennu no es interesante por eso, sino porque está siendo estudiado en estos momentos por la sonda OSIRIS-REx, que además traerá muestras del mismo a la Tierra. Esto lo convierte en el asteroide potencialmente peligroso mejor estudiado que conocemos. Si chocase contra nuestro planeta, lo haría a una velocidad de 12,86 km/s, generando una explosión de 2700 megatones, lo que viene siendo la energía de unas 54 Bombas Zar explotando al mismo tiempo (la Bomba Zar es la unidad de energía del SIP; o sea, Sistema de Unidades Periodísticas; otra unidad es el ‘campo de fútbol’). Bennu, como muchos asteroides cercanos de tipo carbonáceo, es básicamente una pila de escombros. O sea, no es un cuerpo sólido, sino un conjunto de rocas de varios tamaños. Tanto Bennu como Ryugu, otro asteroide cercano estudiado por la sonda japonesa Hayabusa 2, han sorprendido a los expertos por poseer muy poca cantidad de polvo y ser básicamente conjuntos de rocas sueltas.

La densidad media de Bennu es de 1,26 gramos por centímetro cúbico, muy inferior a lo estimado antes de la visita de OSIRIS-REx y casi idéntica a la del asteroide Ryugu. Esta baja densidad implica que se trata de cuerpos muy porosos. Además, la distribución de masas no es ni mucho menos homogénea. Quizás podríamos pensar que estas son malas noticias para los interceptadores cinéticos. Al fin y al cabo, la intuición nos dice que una bala disparada contra un saco de arena tiene menos efecto que otra disparada sobre un bloque de cemento. Pero es justo lo contrario (si el saco de arena y el bloque de hormigón estuviesen en órbita en el vacío veríamos por qué). La alta porosidad facilita la eyección de material durante el choque del interceptor, lo que aumenta su eficiencia a la hora de desviar la órbita. Otra ventaja es que no debemos temer que el asteroide se fragmente, que es la peor pesadilla de cualquier protector planetario.

Varios fragmentos causarían un daño mayor sobre la Tierra que un único asteroide porque distribuimos la zona de impacto y aumentamos las probabilidades de que alguno caiga sobre un núcleo poblado (la excepción es que los fragmentos sean muy pequeños, de apenas unos metros). Lo malo es que no todos los asteroides cercanos tienen una composición y estructura similar a la de Bennu o Ryugu. Otra conclusión de los modelos que se han llevado a cabo durante los últimos años es que, afortunadamente, la forma y velocidad de rotación del asteroide no afectan significativamente a la eficiencia del choque, aunque sí afectan a la probabilidad de que el asteroide se fragmente tras la colisión.

Con todos estos datos, ¿podemos entonces desviar un asteroide como Bennu con un interceptor cinético? Para ello deberíamos diseñar primero la nave, que podría ser parecida a la propuesta HAMMER (Hypervelocity Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response) del Centro Goddard de la NASA. Una vez que la tengamos, algo nada sencillo, los resultados de los modelos no son especialmente halagüeños. Por un lado, es cierto que los interceptores cinéticos podrán desviar la gran mayoría de asteroides de menos de 300 metros, los más numerosos con diferencia, pero recordemos que Bennu es bastante más grande. La órbita de Bennu complica las cosas, porque la mayor parte de ventanas de lanzamiento limitan la velocidad del choque a unos 5 km/s, demasiado baja. Un interceptor cinético de 8 toneladas como HAMMER lanzado mediante un Delta IV Heavy solo cambiaría la velocidad —Delta-V— de Bennu en 0,13 centímetros por segundo, la mitad de lo que se requiere para desviar Bennu con seguridad. Cada seis años hay una ventana de lanzamiento que permite impactos con una velocidad de 12 km/s, de tal forma que la Delta-V alcanzada en el asteroide sería de 0,5 cm/s, suficiente para desviar su órbita si lo hacemos con cuarenta años (!) de antelación, pero no menos.

Determinar la densidad del asteroide antes del impacto es el principal desafío, ya que de esta magnitud dependerá la masa del mismo y, por tanto, la Delta-V que un determinado interceptor puede generar en el choque. Pero si el asteroide no tiene satélites no hay manera de saber su masa a no ser que lancemos una sonda que lo sobrevuele antes lo suficientemente cerca como para que podamos sentir su campo gravitatorio. Algunos asteroides pueden tener ventanas de lanzamiento que permitan una desviación exitosa con más frecuencia, pero otros tienen incluso menos ventanas de lanzamiento. Por ejemplo, el asteroide 1950 DA, de un kilómetro de diámetro, solo tiene ventanas de lanzamiento que garanticen un choque a 20 km/s cada treinta años. En este punto, conviene resaltar que hay asteroides, como Apofis o Bennu, que solo sabremos si van a chocar contra la Tierra con seguridad después de que pasen cerca de nuestro planeta, con un tiempo de reacción de apenas cinco o diez años (siete años en el caso de Apofis).

¿Qué hacer entonces? Una posibilidad es disponer de una flota de interceptores cinéticos en vez de una única nave. Esta solución es ingeniosa, pero más costosa y aumenta el riesgo de fragmentación del asteroide. Sin embargo, la única opción si no disponemos de tiempo o si el asteroide es del tamaño de Bennu —o mayor— es el interceptor nuclear. Si usamos armas nucleares, en la mayor parte de ocasiones lo que nos interesa no es un impacto directo, sino que la bomba explote a unos cientos de metros de distancia. Principalmente porque las armas nucleares actuales no tienen detonadores lo suficientemente rápidos como para que la bomba explote en la superficie antes de desintegrarse por el impacto. Pero, además, porque este tipo de explosión minimiza las posibilidades de fragmentación. A diferencia de lo que mucha gente cree, un arma nuclear en el vacío sí genera una onda de choque como resultado de la desintegración de la propia bomba, pero, en cualquier caso, el efecto más importante de este tipo de armas sobre un asteroide es el flujo de rayos X y neutrones de la explosión, que ‘pelan’ la superficie del mismo, produciendo una gran cantidad de material que sale expulsado, ayudando a desviar la órbita.

El principal inconveniente de las armas nucleares es que, como ya hemos comentado, necesitamos una precisión exquisita para que la secuencia de detonación se inicie justo a tiempo de tal forma que la bomba explote a la distancia requerida (recuerda que las velocidades relativas pueden ser del orden de 10-20 km/s). Otra desventaja es que, puesto que su eficiencia depende del efecto de los rayos X y neutrones en la superficie del asteroide, son muy sensibles a la composición del mismo. Sea como sea, las armas nucleares ofrecen una Delta-V del orden de 5 cm/s para un asteroide como Bennu, frente a los aproximadamente 0,3 cm/s que nos pueden aportar los interceptores cinéticos. Con armas nucleares podemos desviar un asteroide como Bennu con apenas un par de años de antelación (aunque todo dependerá de la órbita precisa del asteroide). Por último, no podemos olvidar que, de acuerdo con los tratados internacionales, está prohibido detonar armas nucleares en el espacio. Nos podemos imaginar que la posible desaparición de nuestra civilización es una excepción a tener en cuenta, pero habrá que cambiar estos tratados.

Resumiendo, los interceptores cinéticos son la mejor baza para librarnos de la amenaza de la mayoría de asteroides peligrosos que podrían chocar en un futuro cercano con la Tierra, pero primero habrá que construirlos. Por otro lado, si descubrimos un asteroide como Bennu por sorpresa con un rumbo de colisión contra nuestro planeta y solo disponemos de unos pocos años antes del fatídico choque, la única opción son las armas nucleares. En cualquier caso, a día de hoy estamos igual de indefensos en ambos escenarios.

Referencias:

https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.10.026

https://iaaweb.org/iaa/Scientific%20Activity/conferencereportpdc2019.pdf

https://www.lpi.usra.edu/sbag/meetings/jun2016/presentations/barbee.pdf

https://iaaweb.org/iaa/Scientific%20Activity/conf/pdc2015/IAA-PDC-15-03-08.pdf

https://arxiv.org/abs/1409.4704