¿Cómo se calcula la trayectoria de un asteroide?

¿Cómo reconocen los científicos y los astrónomos la trayectoria u órbita perfecta (si está orbitando un objeto) de un asteroide o un cometa?

No lo hacen, y no pueden. Lo mejor que pueden hacer es estimar la trayectoria del objeto basándose en las observaciones y en las técnicas utilizadas para propagar el objeto (y otros objetos en el sistema solar) a lo largo del tiempo. Estas estimaciones son siempre imperfectas:

• Las medidas en las que se basan las estimaciones son limitadas en número. Esto es particularmente cierto para los cometas y los asteroides. El registro histórico de las observaciones del Sol y los planetas se remonta a miles de años. El número de observaciones de un cometa o asteroide recién observado puede remontarse a algunos meses.

• Las medidas en las que se basan las estimaciones tienen inherentemente algún error asociado con ellas. Estos errores de medición limitan la capacidad de determinar la verdadera trayectoria del objeto.

• Los modelos físicos utilizados para propagar trayectorias son versiones simplificadas e incompletas de la realidad.

  • La relatividad general, nuestro mejor modelo de cómo funciona la gravitación, es extremadamente compleja y altamente no lineal. Incluso los mejores programas de determinación de órbitas de precisión utilizan una expansión posnewtoniana parametrizada lineal de la relatividad general. ¿Los efectos no lineales? Son ignorados.
  • Las estrellas cercanas y la galaxia en su conjunto perturban las trayectorias del Sol, los planetas, etc. Estos efectos se ignoran.
  • Los cometas expulsan gas cuando se acercan al Sol. Cuando inflas un globo y lo sueltas, el globo vira de un lado a otro. No se puede predecir adónde irá el globo. Los cometas hacen lo mismo. Después de un tiempo, no se puede predecir dónde estará un cometa o hacia dónde se dirige.
  • Los asteroides (y los cometas) están sujetos a la presión de radiación , el efecto Yarkovsky y el efecto YORP . Estos son muy difíciles de estimar. Uno de los propósitos clave de la próxima misión Osiris-REx es manejar mejor el efecto Yarkovsky.

• Las técnicas numéricas utilizadas para propagar las trayectorias de los objetos son inevitablemente defectuosas hasta cierto punto. Introducen errores que crecen con el tiempo en las trayectorias propagadas. Siempre hay una compensación entre precisión, exactitud, fidelidad a la física y gasto computacional.

• El sistema solar es, en última instancia, caótico. Este es particularmente el caso de los asteroides y cometas en trayectorias altamente elípticas. Considere un cometa cuya órbita lo lleva desde más allá de la órbita de Neptuno hasta el interior de la órbita de Venus. A lo largo de los siglos, ese cometa tiene amplias oportunidades de pasar cerca de un planeta. Hay ligeras diferencias entre el planeta que hace un cambio menor en la órbita del cometa, el cometa que choca contra el planeta, el planeta que envía el cometa hacia el Sol u otro planeta, o el planeta que expulsa el cometa del sistema solar. Esto es el caos en su peor momento.