Divulgación DART y el desvío de asteroides

[javisot20]

Esperando una confirmación total y el análisis del éxito de DART me surgen dos dudas.

Para no tratar el caso real lo simplificaré, supongamos el planeta tierra y un asteroide aproximándose linealmente a la tierra, no hay más objetos por tanto la métrica correspondiente.

Si lanzamos un satélite contra el asteroide cuando la distancia para el impacto sea pequeña no lograremos desviarlo, el impacto debe producise lo suficientemente lejos. Haciéndolo bien (y pronto) podemos desviar algo tan grande con un asteroide con algo tan pequeño como un satélite.

La primera duda es con lo anterior, ¿cuanto más lejos hagamos impactar un objeto contra el asteroide, más pequeño puede ser dicho objeto logrando la misma desviación?, llevándolo al extremo,
¿a qué distancia de la tierra podríamos desviarlo con fotones?



La segunda duda es, asumiendo que no tenemos material suficiente para desviar asteroides todo el día, ¿tendría sentido pensar en carambolas?.

(Un impacto pequeño en un objeto pequeño que se desvia impactando en contra otro objeto mayor, que se desvia impactando contra otro mayor, etc, logrando con poco esfuerzo y mucho cálculo un gran efecto)

Saludos.

[Richard R Richard]

Ya ha sido confirmado el éxito de la misión DART.
No hace falta alterar mucho el rumbo, sino fijar una trayectoria elíptica que no pierda energía en la órbita baja terrestre. Lograr el mismo impulso con lásers, por ahora es ciencia ficción, la propulsión por reflexión es muy débil para alterar el curso de un asteroide, requiere de mucha potencia por un lago tiempo, el cambio de trayectoria no es instantáneo, pero no imposible .
Todavía no hay láseres tan potentes como para mover un pequeño satélite a vela, menos para desviar un masa millones de veces superior y una superficie pequeña proporcionalmente hablando.

Lo de las cararmbolas es menos factible, requiere de combinar exactamente los impactos en pequeñas superficies.

[Alriga]

Esperando una confirmación total y el análisis del éxito de DART...

Ya ha sido confirmado el éxito de la misión DART...

Se me ha ocurrido realizar una "estimación de Fermi" del cambio de periodo orbital...

...Si suponemos el choque perfectamente frontal y perfectamente inelástico, podemos aplicar en nuestra estimación que se conserva el momento lineal de forma unidimensional:

$m_s v_s - m_D v_D = (m_s + m_D) v_{fs}$ ...

$\Delta T=42457-42948=-491 \ s \sim -8$ minutos

La estimación de la variación del período orbital de Dimorphos, es que este se acortará del orden de unos 8 minutos. Y eso es lo que intentarán ver desde los telescopios instalados en la Tierra...

Informa hoy 11/10/2022 la NASA sobre la misión DART:

El análisis de los datos obtenidos en las últimas dos semanas por el equipo de investigación de la Prueba de Redireccionamiento del Asteroide Doble (DART) muestra que el impacto cinético de la nave espacial contra su asteroide objetivo, Dimorphos, alteró con éxito la órbita del asteroide. Esto marca la primera vez que la humanidad cambia deliberadamente la trayectoria de un objeto celeste y es la primera demostración a gran escala de la tecnología de desviación de asteroides.

Antes del impacto, la NASA había definido como cambio mínimo exitoso en el período de órbita de Dimorphos un cambio de 73 segundos o más. Estos primeros datos divulgados hoy muestran que DART superó este punto de referencia mínimo en más de 25 veces.

Antes del impacto de DART, Dimorphos tardaba 11 horas y 55 minutos en orbitar su asteroide anfitrión Didymos, de mayor tamaño. Desde la colisión intencional de DART contra Dimorphos el 26 de septiembre, los astrónomos han estado usando telescopios terrestres para medir cuánto ha cambiado ese período orbital.

El equipo de investigación ha confirmado que el impacto de la nave alteró la órbita de Dimorphos alrededor de Didymos en 32 minutos, acortando la órbita de 11 horas y 55 minutos a 11 horas y 23 minutos. Esta medición tiene un margen de error de aproximadamente 2 minutos.

Se está realizando un análisis adicional de la “eyección”: las muchas toneladas de roca del asteroide que fueron desplazadas y lanzadas al espacio por el impacto. El retroceso producido por esta explosión de escombros mejoró sustancialmente el empuje de DART contra Dimorphos, un poco parecido a la manera como un chorro de aire que sale de un globo envía el globo en la dirección opuesta.

Para entender satisfactoriamente el efecto del retroceso de la eyección, se necesita más información sobre las propiedades físicas del asteroide, tales como las características de su superficie y lo fuerte o débil que es, según sea necesario. Estas cuestiones siguen siendo objeto de investigación.

Recordad que dentro de unos cuatro años, la sonda Hera de la Agencia Espacial Europea también tiene planificado visitar el asteroide doble y realizar estudios detallados tanto de Dimorphos como de Didymos, con un enfoque particular en el cráter dejado por la colisión de DART y mediciones precisas de la masa de Dimorphos...

Seguiremos atentos, saludos.

[javisot20]

¿Pero existen cálculos para el caso que he supuesto de los fotones?

Elegí un caso simplificado (tierra y aproximación lineal del asteroide) porque lo que me interes es ver que dicen los cálculos. Supongo que lo estaré haciendo mal, llego a que para desviar el asteroide con 1 unico fotón debe encontrarse a una distancia infinita, ¿no puede ser correcto no?



Las carambolas son complejas pero no es lo mismo hacer cálculos para un segundo rebote que para un quinto rebote, hay carambolas más o menos complejas. Exageré al hablar de un objeto que impacta sobre otro, luego sobre otro, luego otro, etc.

[Richard R Richard]

Hay cálculos para impulsar micro sondas con velas que la impulsaron al 20% de la velocidad de la luz , el proyecto ligthsail del cual ya hemos hablado aquí en el foro
https://forum.lawebdefisica.com/foru...2333-lightsail


Hay otros hilos que no encuentro en este momento relacionado con
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_Starshot

pero ninguno calcula mover semejante masa de un asteroide con lásers.

La cantidad de movimiento de un fotón es pequeña y función directa de su frecuencia. Si sabes el delta v que desviará al asteroide , su masa y tamaño , puedes calcula el número de fotones totales que necesitas y su energía. Conociendo el tiempo total de impulsión sacas la potencia del láser, obviamente será necesario un poco más debido a la dispersión en la atmósfera y al albedo del asteroide.

[Alriga]

Hay quien ha propuesto desviar un asteroide con fotones a base de pintarlo con pintura reflectante para que la presión de la radiación de la luz del Sol aumente y altere la trayectoria, ver por ejemplo Painting Asteroids for Planetary Defense. Dice el abstract:

Las amenazas de impacto de asteroides a la Tierra se pronosticarán con un siglo o más de anticipación. Cambiar el albedo de un asteroide cambia la fuerza de la radiación solar sobre él y, por lo tanto, su órbita. El albedo se puede cambiar aplicando una fina capa reflectante (1 micrometro) de metal alcalino, dispensada como vapor por una nave espacial en órbita. Una capa completa reduce la gravedad solar efectiva, cambiando el período orbital.
Un asteroide de clase Tunguska (50 m de diámetro) en una órbita nominal con perihelio 1 AU y afelio 3 AU (semieje mayor a=2 AU, excentricidad e=0.5) puede ser desplazado a lo largo de su trayectoria en 1000 km en 100 años, suficiente para evitar el impacto en una zona poblada, mediante la aplicación de un kg de litio o sodio metálico en toda su superficie. Alternativamente, cubrir un hemisferio de un asteroide en una órbita elíptica puede producir un par de radiación solar, análogo pero distinto del efecto Yarkovsky, desplazándolo un radio terrestre en 200 años.

También Paintballs may deflect an incoming asteroid en Astronomy & Geophysics, Volume 53, Issue 6, December 2012, Page 6.6 Paintballing to save the planet

...Hay otros hilos que no encuentro en este momento relacionado...

Impulso por fotones

¿Planeta en zona habitable en torno a Próxima Centauri?

Saludos.