En una noticia que no debería tranquilizar a absolutamente nadie que haya visto una película de desastres, los científicos han confirmado que una explosión nuclear podría efectivamente desviar un asteroide entrante de su trayectoria hacia la Tierra, pero solo si apuntamos al lado correcto de lo que, recordemos, es una roca gigante e irregular que gira por el espacio.

Una nueva investigación publicada en Icarus encontró que el éxito de tal misión depende en gran medida de qué lado del asteroide recibe la explosión. A diferencia de los objetos lisos y redondos adorados por las simulaciones por computadora, los asteroides reales tienen superficies irregulares y formas irregulares, y esas diferencias influyen dramáticamente en cómo se mueve un asteroide cuando se expone a radiación intensa.

El estudio, dirigido por Nathan Moore, físico del Laboratorio Nacional Sandia, simuló cambiar la dirección de una ráfaga de rayos X contra el mismo asteroide y produjo resultados muy diferentes. En una simulación, la velocidad del asteroide cambió en 3,9 milímetros por segundo cuando se irradió desde una dirección, en comparación con solo 0,8 milímetros por segundo desde otra, una diferencia de casi cinco veces en la velocidad de desviación, el cambio en la velocidad de avance del asteroide causado por la explosión. "Esperábamos que la puntería importara", dijo Moore. "Lo que nos sorprendió fue cuánto".

La rotación resultó aún más impredecible. Para otro asteroide simulado, el cambio en la tasa de giro varió en un factor de 17 según la dirección de los rayos X. Así que no solo podríamos fallar en desviar la cosa, sino que podríamos enviarla girando de una manera que haría que un patinador artístico se pusiera celoso.

Los hallazgos sugieren que comprender la forma de un asteroide y seleccionar cuidadosamente dónde dirigir una explosión nuclear podría ser esencial para proteger la Tierra de un impacto futuro. La investigación recibió financiamiento a través del programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por el Laboratorio de Sandia.

Para investigar cómo responden las diferentes formas de asteroides a las explosiones nucleares, Moore y sus colegas desarrollaron lo que describen como el modelo de desviación de asteroides más preciso hasta la fecha. Los modelos computacionales anteriores obligaban a los investigadores a elegir entre representar la compleja forma de un asteroide y realizar cálculos altamente detallados de las fuerzas físicas involucradas; combinar ambos exigía más potencia de cálculo de la que era práctica. El nuevo sistema supera ese obstáculo, permitiendo a los científicos estudiar formas realistas de asteroides mientras mantienen la precisión necesaria para calcular su respuesta a una ráfaga de rayos X. "Nuestro nuevo algoritmo es más de 1.600 veces más rápido, lo cual fue crítico para este avance", dijo Moore. "Con los modelos antiguos, las computadoras simplemente no podían manejarlo".

El interés de Moore surgió de un experimento anterior utilizando la máquina Z de Sandia, que proporcionó la primera demostración de que los rayos X podían desviar un pequeño fragmento de material de asteroide. El siguiente desafío fue escalar el cálculo a un asteroide a escala real. Un problema importante era la práctica generalizada de tratar a los asteroides como esferas, una simplificación que pasa por alto crestas, depresiones y superficies irregulares. "Puedes hacer estimaciones de esa manera, pero los asteroides vienen en todo tipo de formas extrañas e irregulares", dijo. "Fue entonces cuando me aferré a un trabajo que uno de mis colegas estaba haciendo relacionado con la desgasificación de objetos en el espacio. Creo que tuvimos un momento de revelación cuando nos dimos cuenta de que podíamos hacer esto. No más esferas. Podríamos modelar la desviación para cualquier asteroide".

La solución implicó reunir dos sofisticados sistemas de simulación ya utilizados en Sandia para problemas físicos muy diferentes. "El código ALEGRA se usa normalmente para modelar experimentos rápidos de alta energía, como cables implosionados magnéticamente en la máquina Z, mientras que SPARTA, un código de simulación directa de Monte Carlo, se usa generalmente para modelar fuerzas comparativamente débiles y de evolución lenta, como la resistencia sobre un satélite debido al viento solar", explicó Moore. "La innovación clave aquí fue descubrir cómo combinar los dos enfoques de simulación".

El nuevo modelo permite a los investigadores reconstruir un asteroide utilizando imágenes 3D detalladas de sobrevuelos de naves espaciales, y luego simular una explosión nuclear para determinar cómo se desviaría.