¿Podrían los rayos X de una bomba nuclear salvar a la Tierra de un asteroide asesino?

Empecemos por las buenas noticias: si un asteroide capaz de aniquilar una ciudad se dirigiera hacia la Tierra, la comunidad científica ya sabe cómo evitar ese desastre (siempre y cuando contáramos con años de antelación para prepararnos). La misión DART de la NASA ya ha demostrado que estrellar una nave espacial contra un asteroide a propósito podría redirigir una roca espacial asesina lejos del planeta. Pero no tan rápido, no todo es positivo: la mala noticia es que esta técnica no siempre funciona.

Para las rocas más grandes o las más pequeñas detectadas demasiado tarde, las cabezas nucleares, objetos diseñados para la destrucción masiva, podrían resultar ser, irónicamente, nuestra salvación. Una nueva investigación se ha servido de una de las máquinas generadoras de radiación más potentes jamás construidas para sugerir que bombardear un asteroide con rayos X como los que se producen en una explosión nuclear podría conseguir alejar de la Tierra incluso a los asteroides más grandes y apocalípticos.

El nuevo estudio, publicado esta semana en Nature Physics, suspendió objetivos similares a asteroides en una máquina que los bombardeaba con pulsos de radiación. La materia de la superficie de los objetivos se vaporizó instantáneamente, creando chorros de vapor que esencialmente convirtieron los objetivos en un cohete temporal, haciéndolos volar hacia atrás.

“Supe de inmediato que se trataba de un gran éxito”, afirma Nathan Moore, ingeniero químico de los Laboratorios Nacionales Sandia de Nuevo México (Estados Unidos) y autor principal del nuevo estudio. Ese efecto cohete es exactamente el tipo de reacción que los defensores planetarios esperarían ver al intentar detener un asteroide real.

Esta configuración experimental no proporciona una simulación perfecta de una misión de desviación de asteroides mediante una explosión nuclear. Pero este modelo a escala reducida ofrece una buena manera de probar esta técnica sin necesidad de una detonación nuclear real en el espacio profundo, “por lo que se trata de un avance emocionante”, afirma Angela Stickle, física especialista en impactos a hipervelocidad del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en EE. UU., que no participó en el nuevo trabajo.

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Cómo dar un empujoncito a un asteroide

Imaginemos que los astrónomos detectan un asteroide de tamaño peligroso dirigiéndose hacia nosotros.

Si la roca espacial es lo suficientemente pequeña y se detecta con al menos una década de antelación, podríamos utilizar una nave espacial llamada impactador cinético. Esa fue la premisa de DART: en septiembre de 2022, la NASA estrelló intencionadamente una nave espacial semiautónoma y sin tripulación del tamaño de una furgoneta contra un asteroide (inofensivo) de 170 metros llamado Dimorphos a 22 000 kilómetros por hora, cambiando significativamente su órbita.

Si nos quedasen menos de 10 años para el impacto, o si ese asteroide fuese lo bastante grande como para devastar un país entero, entonces algo como el DART podría no salvarnos. En el caso de asteroides muy grandes, incluso con mucha antelación, “un impactador cinético, o incluso una flota de impactadores cinéticos, puede no ser suficiente para evitar un impacto contra la Tierra”, afirma Megan Bruck Syal, investigadora de defensa planetaria del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California (Estados Unidos).

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Pero una ojiva nuclear podría ser capaz de suministrar la formidable cantidad de energía e impulso necesarios para salvar el planeta.

“Desde el punto de vista de la física de la desviación de asteroides, esto la convierte en la única opción viable” en estos dos escenarios, afirma Harrison Agrusa, científico planetario del Observatorio de la Costa Azul (Francia) que no participó en el nuevo trabajo.

Con un tiempo de preaviso extremadamente corto, las agencias espaciales podrían optar por desintegrar el asteroide: lo harían volar en pedazos, fragmentándolo en trozos minúsculos que en su mayoría no llegarían a la Tierra o se quemarían sin consecuencias en la atmósfera. Simulaciones informáticas anteriores han demostrado que un asteroide de 100 metros de largo (capaz de diezmar una ciudad) podría vaporizarse casi por completo con una bomba de un megatón si se bombardea la roca espacial al menos dos meses antes del impacto. Pero se trata más bien de una estrategia milagrosa, porque se corre el riesgo de convertir una bala de cañón en una lluvia de asteroides.

Lo ideal es desviarla. Para lograrlo, se ordenaría a una nave espacial sin tripulación armada con un artefacto nuclear que se estacionara muy cerca del asteroide. Al detonar, la bomba liberaría una ráfaga de radiación, como rayos X, rayos gamma y neutrones. Esta radiación se dirigiría hacia un lado del asteroide y sería absorbida. Inmediatamente se rompería y vaporizaría la roca, que saldría al espacio y empujaría al asteroide en la dirección opuesta.

Algo parecido ocurrió con la misión DART. Cuando chocó contra Dimorphos (un montón de escombros débilmente unidos), el impacto excavó y expulsó tantos escombros que dio a Dimorphos un enorme impulso y una desviación significativa. Fue como si 3,6 naves espaciales del tipo DART chocaran contra el asteroide, lo que significa que esa nave espacial dio un puñetazo muy por encima de su peso.

Una bomba nuclear puede proporcionar un golpe aún más contundente que algo como el DART. Pero utilizar la bomba nuclear más potente disponible no es necesariamente el mejor plan, porque podrías romperla accidentalmente. “Imagina que sobrestimas ligeramente la energía necesaria para la deflexión, y ahora tienes miles de fragmentos radiactivos cayendo sobre la Tierra”, dice Sabina Raducan, científica planetaria de la Universidad de Berna (Suiza) que no participó en el nuevo trabajo.

Es poco probable que se realice una prueba de defensa planetaria en el espacio con un artefacto nuclear: un lanzamiento defectuoso podría rociar material radiactivo en la atmósfera, y cualquier nación que pretendiera colocar cabezas nucleares en el espacio por cualquier motivo avivaría tensiones políticas sin precedentes.

Afortunadamente, tanto los datos de las pruebas de armas nucleares, como las instalaciones de experimentos de alta energía (como la National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory) y las simulaciones informáticas de vanguardia, sugieren firmemente que una operación de desviación con bombas nucleares finamente ajustada “puede ser muy eficaz para evitar impactos en la Tierra”, afirma Bruck Syal, que no participó en el nuevo trabajo.

Un equipo de investigadores quiso poner a prueba esta teoría. Y para averiguarlo, dejaron que diminutos asteroides se enfrentaran con explosiones nucleares simuladas.

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Explosiones nucleares de sobremesa

Los investigadores recurrieron a un dispositivo llamado Máquina Z de los Laboratorios Nacionales Sandia. Este artilugio utiliza campos electromagnéticos intensos para generar altas temperaturas, altas presiones y potentes erupciones de rayos X. Es tan potente que puede fundir diamantes con facilidad.

Para su modelo de deflexión nuclear, los científicos se centraron en dos minerales que aparecen en las rocas espaciales: un trozo de cuarzo del tamaño de una uña y un trozo vidrioso de sílice fundida. En un extremo de la máquina, los objetivos se suspendieron en el vacío, mientras que en el otro, una bolsa de gas argón fue sometida a una intensa descarga eléctrica.

El argón implosionó y se transformó en un gas supercaliente cargado eléctricamente llamado plasma, que emanó un torrente de rayos X hacia los objetivos, simulando una explosión nuclear en el espacio. El equipo observó cómo las superficies de los objetivos se vaporizaban, creando chorros supersónicos que empujaban los objetivos sólidos hacia atrás a velocidades de unos 160 kilómetros por hora.

Si se amplían los resultados a auténticas rocas espaciales, el equipo calcula que incluso un asteroide de 4 kilómetros de largo podría ser desviado gradualmente de la Tierra con varios años de antelación.

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Utilizar la balística en el laboratorio para perfeccionar los modelos de impactadores cinéticos tipo DART es un trabajo relativamente rutinario. Pero este montaje experimental proporciona una forma novedosa de probar las técnicas de desviación de asteroides por rayos X. “Los autores han demostrado una verdadera innovación”, afirma Patrick King, físico del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins que no participó en el nuevo trabajo.

La máquina Z tiene sus limitaciones. La compleja composición geológica y las estructuras internas tan diferentes de los asteroides reales podrían afectar al resultado de cualquier técnica de defensa planetaria. “Me interesaría mucho ver cómo se comportan los materiales multiminerales, como las rocas o los meteoritos”, afirma Stickle.

También sigue habiendo dudas sobre si los dispositivos nucleares pueden desviar asteroides con suficiente precisión. Y en cualquier emergencia real con asteroides, siempre existirá la preocupación de que el proyectil pueda fragmentarse inadvertidamente. En general, el estudio es una buena noticia para la defensa planetaria. “Creo que se ha demostrado sólidamente, tanto en el laboratorio como en simulaciones por ordenador, que un dispositivo nuclear podría desviar un asteroide”, afirma Agrusa.

“Esto no quiere decir que [los dispositivos nucleares] sean siempre la respuesta”, afirma King. Utilizar un dispositivo nuclear en cualquier situación, incluso con fines de defensa planetaria, está plagado de peligros. “Elegir emplear un [dispositivo nuclear] es una decisión seria y potencialmente grave”. Pero, en última instancia, este estudio se suma a un creciente cúmulo de pruebas de que una explosión nuclear puede servir para salvar el mundo, sobre todo si andamos escasos de tiempo.

Como dice Moore: “Es tranquilizador saber que los grandes asteroides no impactan contra la Tierra muy a menudo. Es aún más tranquilizador saber que ahora tenemos una forma de prepararnos para esa forma de desastre natural”.