Porque ser golpeado por el polvo espacial es un aspecto inevitable de los viajes espaciales.

El 8 de junio, la NASA reveló que su nuevo y poderoso observatorio espacial, el Telescopio Espacial James Webb, ahora luce un pequeño hoyuelo en uno de sus espejos principales después de haber sido golpeado por un micrometeoroide más grande de lo esperado en el espacio profundo. La noticia fue un poco impactante ya que el impacto ocurrió solo cinco meses después del mandato espacial del telescopio, pero tales ataques son simplemente un aspecto inevitable de los viajes espaciales y ciertamente hay más golpes en camino.

A pesar de lo que sugiere el nombre, el espacio no está exactamente vacío. Dentro de nuestro Sistema Solar, diminutos fragmentos de polvo espacial se deslizan a través de las regiones entre nuestros planetas a enormes velocidades que pueden alcanzar decenas de miles de millas por hora. Estos micrometeoroides, no más grandes que un grano de arena, suelen ser pequeños fragmentos de asteroides o cometas que se han desprendido y ahora orbitan alrededor del Sol. Y están por todas partes. Una estimación aproximada de pequeños meteoroides en el Sistema Solar interior pone su masa total combinada en alrededor de 55 billones de toneladas (si todos estuvieran combinados en una sola roca, sería del tamaño de una pequeña isla).

Esto significa que si envía una nave espacial al espacio profundo, su hardware seguramente será golpeado por uno de estos pequeños fragmentos de roca espacial en algún momento. Sabiendo esto, los ingenieros de naves espaciales construirán sus vehículos con ciertas protecciones para protegerse de los ataques de micrometeoritos. A menudo incorporarán algo llamado blindaje Whipple, una barrera multicapa especial. Si el escudo es golpeado por un micrometeoroide, la partícula atravesará la primera capa y se fragmentará aún más, por lo que la segunda capa será golpeada por partículas aún más pequeñas. Dicho blindaje se usa típicamente alrededor de componentes sensibles de naves espaciales para protección adicional.

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Pero con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, o JWST, es más complicado. Los espejos recubiertos de oro del telescopio deben exponerse al entorno espacial para recoger adecuadamente la luz del Universo distante. Y aunque estos espejos fueron construidos para soportar algunos impactos, son más o menos blanco fácil para ataques de micrometeoritos más grandes, como el que golpeó JWST en mayo. Aunque el micrometeoroide aún era más pequeño que un grano de arena, era más grande de lo que predijo la NASA, lo suficiente como para dañar uno de los espejos.

Los operadores de naves espaciales modelan la población de micrometeoroides en el espacio para comprender mejor con qué frecuencia una nave espacial podría ser golpeada en una parte particular del sistema solar y qué tamaño podría dañar su hardware. Pero incluso entonces, no es un sistema infalible. «Todo es probable», dice David Malaspina, astrofísico de la Universidad de Colorado que se enfoca en los impactos del polvo cósmico en las naves espaciales. La frontera. “Simplemente puedes decir: ‘Tengo esta posibilidad de ser golpeado por una partícula de este tamaño’. Pero que lo hagas o no depende del caso.

Ejemplos de diferentes tipos de blindaje Whipple
Imagen: NASA

Los micrometeoroides tienen una amplia gama de historias de origen. Pueden ser los productos sobrantes de colisiones de alta velocidad en el espacio, que pulverizan las rocas espaciales en pedazos diminutos. Los asteroides y los cometas también son bombardeados con el tiempo por partículas espaciales y fotones del Sol, lo que hace que se rompan pequeños fragmentos. Un asteroide también puede acercarse demasiado a un planeta grande como Júpiter, donde la fuerte atracción gravitatoria desgarra pedazos de roca. O un objeto puede acercarse demasiado al sol y sobrecalentarse, lo que hace que la roca se expanda y se rompa. También hay micrometeoroides interestelares que están pasando por nuestro Sistema Solar desde lugares cósmicos más distantes.

La velocidad a la que se mueven estas partículas depende de la región del espacio en la que se encuentren y de la ruta que sigan alrededor de nuestra estrella, con un promedio de 45 000 millas por hora, o 20 kilómetros por segundo. Si se encontrarán o no con su nave espacial también depende de dónde vive su vehículo en el espacio y qué tan rápido se mueve. Por ejemplo, la Sonda Solar Parker de la NASA es actualmente el objeto hecho por el hombre más cercano al Sol, moviéndose a una velocidad máxima de más de 400,000 millas por hora. «Cae a la línea de 4 yardas, en relación con la Tierra, que está completamente en una zona terminal», dijo Malaspina, quien se centró en estudiar los impactos de los micrometeoroides en la Sonda Solar Parker. También se está moviendo a través de la parte más densa de una región llamada nube zodiacal, un disco grueso de partículas espaciales que impregna nuestro Sistema Solar. Por lo tanto, Parker Solar Probe se dispara con más frecuencia que JWST y golpea estas partículas a velocidades increíblemente rápidas de lo que golpearían el telescopio.

La sonda solar Parker nos da una mejor comprensión de los micrometeoroides alrededor del Sol, pero también tenemos una buena comprensión de la población alrededor de la Tierra. Cada vez que un micrometeoroide golpea la atmósfera superior alrededor de nuestro planeta, se quema y crea humo meteórico, partículas finas de humo que se pueden medir. La cantidad de este humo puede decirnos cuánto polvo golpea la Tierra con el tiempo. Además, se han realizado experimentos en la Estación Espacial Internacional, donde se han montado materiales fuera del laboratorio en órbita para ver con qué frecuencia son bombardeados.

Una representación artística de la sonda solar Parker de la NASA
Imagen: NASA

Si bien JWST vive aproximadamente a 1 millón de millas de la Tierra, todavía está relativamente cerca. Los científicos también tienen una idea de lo que hay ahí fuera basándose en otras misiones enviadas a una órbita similar a la de JWST. Y la mayoría de las cosas que golpean el telescopio no son gran cosa. «Las naves espaciales están constantemente siendo golpeadas por los más pequeños», dice Malaspina. “Por un poco, me refiero a fracciones de micras, mucho, mucho, mucho más pequeñas que un cabello humano. Y en su mayor parte, las naves espaciales ni siquiera se dan cuenta.” De hecho, JWST ya fue golpeado por pequeños micrometeoroides cuatro veces antes de ser golpeado por el micrometeoroide más grande en mayo.

La NASA modeló el entorno del micrometeoroide antes del lanzamiento del JWST, pero a la luz del reciente impacto, la agencia convocó a un nuevo equipo para refinar sus modelos y predecir mejor lo que podría pasarle al telescopio después de futuros impactos. El modelo actual de micrometeoritos intentará predecir cosas como cómo se propagan los desechos a través de una órbita si un asteroide o un cometa se rompe. Ese tipo de escombros es más dinámico, dice Malaspina, lo que dificulta la predicción.

Sin embargo, al final del día, el pronóstico simplemente le dará más información. cuando una gran mota de polvo podría golpear una nave espacial. Los impactos únicos como este son simplemente inevitables. JWST continuará detonando con el tiempo, pero ha sido algo para lo que la NASA siempre ha estado preparada. “Solo tienes que vivir con la probabilidad de ser golpeado por una partícula de polvo del tamaño de una partícula eventualmente, y hacer lo mejor que puedas con la ingeniería”, dice Malaspina.

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