Double Asteroid Redirection Test

Double Asteroid Redirection Test
Operador Laboratorio de Física Aplicada
Coste 324 000 000 dólares estadounidenses
ID NSSDCA DART
Página web https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart y https://dart.jhuapl.edu/
Comienzo de la misión
Lanzamiento 24 de noviembre de 2021
Vehículo Falcon 9 Block 5
Lugar Vandenberg SFB Space Launch Complex 4 East



La prueba de redireccionamiento de un asteroide binario (en inglés: Double Asteroid Redirection Test, o DART) es una misión espacial de la NASA destinada a probar un nuevo método de defensa planetaria contra objetos próximos a la Tierra (NEO). De manera deliberada, estrellará una sonda espacial contra el asteroide binario 65803 Didymos para probar si la energía cinética del impacto de una nave espacial podría desviar con éxito un asteroide en curso de colisión con la Tierra. DART es un proyecto conjunto entre la NASA y el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins, administrado por la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA, y con el soporte técnico de varios laboratorios y oficinas de la NASA. Otras agencias espaciales como la Agencia Espacial Europea, la Agencia Espacial Italiana o la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial, están contribuyendo en proyectos relacionados o posteriores. En agosto de 2018, la NASA aprobó el proyecto para iniciar la fase final de diseño y montaje de la sonda DART, que finalmente fue lanzada el 24 de noviembre de 2021 a las 06:21:02 UTC; y cuya colisión con el asteroide está programada para el 26 de septiembre de 2022.[1][2]

DART en una configuración de lanzamiento
DART y su RLSA en espiral
Video del desarrollo de DART ROSA

Originalmente, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA planearon de forma independiente misiones para probar estrategias de deflexión de asteroides, y para 2015 establecieron una colaboración llamada AIDA (Evaluación de Impacto y Deflexión de Asteroides, en inglés: Asteroid Impact and Deflection Assessment) que involucraría dos lanzamientos de naves espaciales funcionando de forma sinérgica.[3][4][5]​ Según la propuesta, la nave espacial europea, AIM, se habría lanzado en diciembre de 2020, y DART en julio de 2021. AIM habría orbitado el asteroide más grande para estudiar su composición y la de su luna, para posteriormente hacer impactar a la sonda DART en la luna del asteroide en septiembre de 2022, durante una aproximación cercana a la Tierra.[4]AIM habría estudiado la fuerza del asteroide, las propiedades físicas de la superficie y la estructura interna, así como también habría medido el efecto en la órbita de la luna del asteroide alrededor del asteroide más grande.[cita requerida]

El orbitador AIM fue cancelado, por lo que no se obtendrá la caracterización planeada de los asteroides; y los efectos del impacto de DART serán monitoreados desde telescopios terrestres y radares.[6][5]

En junio de 2017 la NASA aprobó el paso del desarrollo del concepto a la fase de diseño preliminar, y en agosto de 2018 la NASA aprobó el proyecto para iniciar la fase final de diseño y montaje.[7][8]

El 11 de abril de 2019 la NASA anunció que se utilizaría un SpaceX Falcon 9 para lanzar DART.[9]​ Originalmente se planeó que DART fuera una carga útil secundaria en un lanzamiento comercial para mantener bajos los costos; sin embargo, en una presentación de actualización de la misión en noviembre de 2018 señaló que utilizaría un vehículo de lanzamiento dedicado únicamente para la misión.[cita requerida]

Los científicos estiman que hay 25.000 grandes asteroides en el sistema solar, aunque hasta la fecha los estudios han detectado unos 8.000; por lo tanto, los funcionarios de la NASA creen que es imperativo desarrollar un plan efectivo para evitar que un objeto cercano amenace la Tierra.[10]

El propulsor de xenón evolutivo de la NASA (Evolutionary Xenon Thruster, NEXT) operando en una cámara de vacío.
Satélite DART mostrando su único instrumento, la cámara DRACO
Animación de la trayectoria de DART

DART es un impactador con una masa de 610 kilogramos, que no alberga ninguna carga útil científica más que un sensor solar, un rastreador de estrellas y una cámara fotográfica telescópica.[11]​ La cámara, denominada Reconocimiento Didymos y Asteroides para Navegación Óptica - DRACO, en inglés: Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation, tiene una apertura de 20,8 centímetros y una relación focal de 12,6; su diseño está basado en el Generador de Imágenes de Reconocimiento de Largo Alcance (Long Range Reconnaissance Imager, LORRI) montado bordo de la nave espacial New Horizons, y sirve para respaldar la autonomía de navegación del satélite en su objetivo de impactar en el centro de la luna del pequeño asteroide.[cita requerida]

Se estima que el impacto de DART de 500 kilogramos[12]​ a 6,6 km/s[13][14]​ producirá un cambio de velocidad del orden de 0,4 mm/s, lo que conduce a un pequeño cambio en la trayectoria del sistema de asteroides, pero con el tiempo, conduce a un gran cambio de ruta.[15][4][16][17]​ El impacto tendrá como objetivo el centro de Dimorphos y debería disminuir el período orbital, actualmente 11,92 horas, en aproximadamente 10 minutos.[18]​ En un lapso de años, el cambio de trayectoria acumulativo de un cambio tan pequeño en la velocidad podría mitigar el riesgo de que un hipotético asteroide con destino a nuestro planeta golpee la Tierra.[19]

El cambio de velocidad real y el cambio orbital son inciertos. Hay un efecto de "mejora del momentum" mal entendido debido a la contribución del impulso de retroceso de la eyección del impacto. Se espera que el impulso final transferido al fragmento restante más grande del asteroide pueda ser hasta 3-5 veces el impulso incidente, y obtener buenas mediciones de los efectos, que ayudarán a refinar los modelos de tales impactos, es uno de los principales objetivos de la misión.[20]​ Las estimaciones iniciales del cambio en el período de la órbita binaria deben conocerse dentro de una semana.[21]​ Unos años más tarde, una nave espacial llamada Hera, aprobada por la ESA en noviembre de 2019, realizará un reconocimiento y una evaluación detallados.[22][23]

La nave espacial DART utiliza el propulsor de iones NEXT, un tipo de propulsión eléctrica solar.[24][25]​ Será impulsado por paneles solares de 22 metros cuadrados para generar los ~3,5-kW necesarios para alimentar el motor Evolutionary Xenon Thruster – Commercial (NEXT-C) de la NASA.[26]

Los paneles solares de la nave espacial utilizan un diseño Roll Out Solar Array (ROSA), el cuál se probó en la Estación Espacial Internacional en junio de 2017 como parte de la Expedición 52, entregada a la estación por la misión de carga comercial de SpaceX CRS-11.[27]

Usando ROSA como estructura, una pequeña parte del panel solar de DART está configurada para demostrar la tecnología Transformational Solar Array, que tiene células solares de muy alta eficiencia y concentradores reflectantes que proporcionan tres veces más energía que la tecnología actual de paneles solares.[28][29]

La nave espacial DART es la primera nave espacial en utilizar un nuevo tipo de antena de comunicación de alta ganancia, es decir, una matriz de ranuras de línea radial en espiral (Spiral Radial Line Slot Array, RLSA). La antena opera en las frecuencias de la Red de Espacio Profundo de la NASA de banda X (NASA DSN) de 7,2 y 8,4 GHz. La antena fabricada excede los requisitos dados y ha sido probada en entornos dando como resultado un diseño TRL-6.[30]

Nave espacial secundaria

LICIACube CubeSat un satélite compañero de la nave espacial DART
Experimento Transformational Solar Array (matriz solar transformacional) en Roll Out Solar Array (ROSA) de DART.

La Agencia Espacial Italiana (ASI) contribuirá a la misión con una nave espacial secundaria llamada LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids), con un pequeño CubeSat que se acoplará a DART y se separará 10 días antes del impacto; con el objetivo de adquirir imágenes del impacto y de la eyección a medida que se desplaza rebasando el asteroide.[22][31]​ LICIACube se comunicará directamente con la Tierra, enviando imágenes de la eyección después del sobrevuelo de Dimorphos.[32]

Misión de seguimiento

En un proyecto colaborativo paralelo la Agencia Espacial Europea está desarrollando Hera, una nave espacial que se lanzará en dirección a Didymos en 2024, llegando al mismo en 2027 (5 años después del impacto de DART), con el fin de realizar una evaluación más detallada del resultado del impacto.[33][34][33]Hera se ha diseñado para llevar dos CubeSats, APEX y Juventus.[33]

DART llegó a la instalación de procesamiento de carga útil de SpaceX en VSFB
El carenado de carga útil del cohete Falcon 9 se adjuntó a la nave espacial de Prueba de redirección de doble asteroide (DART) de la NASA el 16 de noviembre de 2021.
DART conectado a Falcon 9

Asteroide objetivo

Modelo de la forma de Didymos y su satélite Dimorphos, basado en datos de radar y de fotometría

El objetivo de la misión es el asteroide Dimorphos del sistema Didymos 65803, un sistema de asteroides binarios en el que un asteroide es orbitado por otro más pequeño. El asteroide principal (Didymos A) mide aproximadamente 780 metros de diámetro y su pequeño satélite Dimorphos (o Didymos B) mide unos 160 metros de diámetro, y realiza una órbita de aproximadamente 1 kilómetro de diámetro alrededor del primario.[6]​ El satélite DART apuntará al asteroide más pequeño, Dimorphos. El sistema Didymos no es un objeto con órbita de impacto con la Tierra y se ha calculado que no hay posibilidad de que el experimento de desviación pueda crear un nuevo peligro de impacto.[16]

Lanzamiento

Falcon 9 y DART verticales en SLC-4E

La nave espacial DART se lanzó el 24 de noviembre de 2021.

En un inicio se pretendía lanzar a DART desde una órbita terrestre de gran altitud y gran excentricidad con la idea de evitar el campo gravitatorio de la Luna, usando su motor de iones NEXT, hasta posicionarse en una órbita solar ligeramente inclinada cercana a la Tierra desde la cual alcanzar una trayectoria de colisión con el objetivo. Pero debido a que se decidió usar el cohete Falcon 9 para la misión, la carga útil se colocó en la segunda etapa directamente en una trayectoria de velocidad de escape de la Tierra pasando a una órbita heliocéntrica. Por lo tanto, aunque DART lleva un propulsor eléctrico único en su clase y suficiente combustible de xenón, el Falcon 9 hizo casi todo el trabajo, dejando que la nave espacial realizara algunas correcciones de trayectoria mediante los propulsores químicos simples, dirigiendo su trayectoria a la luna Dimorphos del sistema Didymos.[35]

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