CubeSat nombrado pionero de la defensa planetaria europea


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30/06/2021
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Como la ESA Misión hera llega al sistema de doble asteroide Didymos, no estará allí solo: también servirá como nave nodriza para los dos primeros ‘CubeSats’ de Europa en el espacio profundo. Juventas, que realiza sondeos de radar subterráneos, lleva el nombre de la hija de Hera. El otro, topógrafo espectral Milani, toma el nombre del investigador que inició el sistema de monitorización del riesgo de asteroides en Europa y propuso el concepto original que inspiró a Hera y DART de la NASA – una misión de doble nave espacial para la defensa planetaria.

El matemático y astrónomo Andrea Milani se desempeñó como profesor de matemáticas en el Universidad de pisa hasta su prematura muerte en 2018. Andrea lideró la creación del primer sistema automatizado para calcular las probabilidades de que un asteroide pudiera impactar la Tierra en el futuro, el conocido NEODYS servicio de la Universidad de Pisa.

Andrea Milani

Esto llevó a su vez a la creación de la ESA de un centro para monitorear objetos cercanos a la Tierra, lo que resultó en la Centro de Coordinación NEO basado en la Agencia ESRIN centro en Frascati, Italia.

Alarma de falso impacto

“Conocía bien a Andrea y trabajé con él durante años en temas como Plutón y la dinámica de los cuerpos pequeños; era un científico excelente con una amplia gama de intereses ”, comenta el investigador Giovanni Valsecchi, jubilado del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia. INAF.

Impresión artística de asteroides que pasan por la Tierra

“Lo que nos impulsó a la acción en 1998 fue el gran chapoteo que rodeó un asteroide llamado 1997 XF 11, que fue informado falsamente en los medios de comunicación como en riesgo de golpear la Tierra. Andrea se enojó por eso, porque la afirmación estaba equivocada.

«Pero lo que dejó en claro el incidente fue que no había una forma sistemática de evaluar el riesgo de colisión de un asteroide, por lo que decidió cambiar eso, con un sistema que monitoreaba automáticamente todo el catálogo de objetos cercanos a la Tierra (NEO)».

Steve Chesley, entonces estudiante de posdoctorado en una beca de la OTAN, fue reclutado por Andrea para venir a Pisa y trabajar en lo que se convirtió en NEODyS: “Mi primera impresión fue que estaba indignado por prácticamente todo, pero utilizó ese elemento de su personalidad casi como una herramienta para hacer las cosas; basta con mirar su asombrosa lista de papeles. Una vez que la gente lo conoció bien, era como un gran oso de peluche amigable, y aprendí mucho trabajando con él «.

NEOCC tiene su sede en ESRIN en Italia

“El proyecto fue importante porque, si bien teníamos un programa de búsqueda de asteroides bastante bueno en ese momento, la tubería se interrumpió en lo que respecta al seguimiento de los riesgos; no hubo controles rigurosos para proteger la Tierra «.

Evaluación de riesgos automatizada

El desafío para Andrea y sus colegas fue idear un sistema automatizado que pudiera ofrecer resultados útiles en un período de tiempo práctico, porque el punto clave sobre las órbitas de los asteroides es que evolucionan con el tiempo, perturbados por la atracción gravitacional del Sol, la Tierra y otros planetas. .

“Lo que queríamos hacer era modelar las órbitas de los asteroides para los próximos cien años”, explica Giovanni. “Entonces, lo que tienes que hacer es definir los límites de todas las órbitas potenciales del asteroide en el espacio de seis dimensiones, luego hacer una ‘simulación de Monte Carlo’ donde los puntos se verifican al suerte. Pero el problema era que tomaría semanas, especialmente si se usaban computadoras de la década de 1990.

Asteroides en el sistema solar

“Necesitábamos encontrar una mejor estrategia. Entonces, en cambio, representamos las órbitas más relevantes para el riesgo de colisión con una línea curva unidimensional. Al final, se basa en observaciones, debido a nuestra ignorancia de la órbita real del asteroide. Luego, a medida que se reciben observaciones de seguimiento a través del Centro Planeta Menor el posible espacio ocupado por la órbita se limita a una región cada vez más pequeña, y podemos evitar la colisión, aunque más allá de cierto punto, el caos dinámico siempre hará que nuestras predicciones sean confusas. También podemos señalar aquellos objetos que requieren una mayor observación por parte de los astrónomos para reducir su incertidumbre.

“Lo importante es que esto nos dio una forma de acelerar el ‘latido’ del sistema, de modo que cuando se descubra un nuevo asteroide podamos dar en unas pocas horas una primera estimación de su riesgo de chocar con la Tierra”.

¡Asteroide detectado! ¿Ahora que?

Hacer espaguetis con asteroides

Steve agrega: “Comparo esta ‘línea de variación’ que representa la incertidumbre de la posición de un asteroide con un plátano, miles de veces más largo que ancho, que se reduce a más como un cable por observaciones posteriores. Con el monitoreo de impactos destacamos las partes de ese cable que la Tierra podría cortar.

“Y estamos siguiendo las órbitas de estas líneas hacia el futuro, por lo que terminan pareciendo un plato de espagueti desordenado. Ese proceso básico todavía se está utilizando, aunque algunos investigadores están investigando nuevos enfoques «.

«Luego, cuando fui a Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA, donde configuré Centinela como un sistema complementario, que utiliza sustancialmente la misma teoría, aunque se ejecuta en software independiente. Así que NEODys entró en funcionamiento en 1999 y Sentry lo siguió en 2002 «.

La estación terrestre óptica de la ESA, utilizada para el seguimiento de asteroides

Giovanni relata: «Al final, NEODys era de naturaleza académica, por lo que comenzamos a presionar a la agencia espacial italiana ASI y a la ESA para que establecieran un centro operativo, lo que resultó en el NEOCC de ESRIN».

Hoy en día, el NEOCC registra 26 079 asteroides y 113 cometas, de los cuales 1190 están en la ‘lista de riesgo’, que tienen una probabilidad distinta de cero de chocar con la Tierra, aunque muchos se mueven fuera de este estado debido a que las observaciones posteriores limitan sus posibles trayectorias orbitales .

Tanto el sistema europeo como el estadounidense continúan mejorando su eficiencia operativa, para mantenerse al día con el aumento constante de los descubrimientos de NEO, que se ha multiplicado por diez hasta casi 3000 por año. Y con muchos observatorios nuevos que entrarán en funcionamiento, incluido el primero de los propios de la ESA. Telescopios ‘Fly-Eye’ ese número seguramente seguirá creciendo.

La misión Don Quijote

¿Cómo desviar un asteroide entrante?

Pero el objetivo de evaluar el riesgo de colisión no es solo un ejercicio académico, sino que nos permite hacer algo si es necesario, y Andrea también estuvo activa aquí.

“La idea comenzó con el Deep Impact de la NASA, que estrelló una nave espacial del tamaño de una lavadora contra el cometa Tempel-1”, dice Giovanni. “No fue posible medir el efecto sobre el movimiento orbital del cometa, pero Andrea trabajó con el Espacio Deimos empresa en España para preguntar: ¿cuál sería la misión ideal para realizar tal medición? ”

El resultado Andrea bautizó a Don Quijote, a partir del título de la famosa novela escrita por Cervantes. Una nave espacial llamada Hidalgo, después del valiente caballero de la historia, se estrellaría contra un asteroide, mientras que la otra, Sánchez, como su cobarde sirviente, examinaría los efectos de la colisión.

Andrea Milani (1948-2018)

Don Quijote fue una de las seis propuestas de misión de asteroides estudiadas en detalle por el Panel asesor de misiones de objetos cercanos a la Tierra de la ESA en 2004, y destacó como una misión que podría proporcionar un eslabón perdido vital en la cadena desde la identificación de amenazas de asteroides hasta chocar esa amenaza.

El problema era el dinero. La ESA no podía permitirse el lujo de montar toda la misión de la nave espacial doble por sí misma. En cambio, se volvió internacional en escala: la NASA volará la nave espacial de prueba de redireccionamiento de doble asteroide a finales de este año, para impactar al más pequeño de los asteroides binarios Didymos en 2022. Luego, el Hera de la ESA lo seguirá en 2024, llegando dos años después.

Desafortunadamente, Andrea no podrá ver este experimento cósmico a gran escala que él concibió. Falleció repentinamente de un ataque al corazón cuando iba a visitar a un amigo.

«Lo extrañamos profundamente», agrega Steve. “Tenía un intelecto enorme y un sentido de la diversión. Creo que estaría muy contento de tener una nave espacial con su nombre «.

Giovanni está de acuerdo: “Andrea tenía un asteroide que lleva su nombre, 4701 Milani en el cinturón de asteroides principal, pero me lo imagino pensando que muchos científicos tienen asteroides con su nombre, ¡muy pocos tienen una misión espacial!”.

La misión Las increíbles aventuras de Hera – presentando a Hera



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