¿Qué opciones de gestión de riesgos están disponibles para los orbitadores y rovers de Marte para mitigar la amenaza de impactar con los restos del cometa Siding Spring?

Estaba leyendo este artículo en New Scientist titulado Lluvia de meteoritos más feroz registrada para golpear Marte a través de un cometa . Para resumir, se prevé que el cometa de la nube de Oort C/2013 A1 Siding Spring casi se pierda Marte a 173.000 kilómetros de su superficie y puede acercarse hasta 89.000 kilómetros el 19 de octubre de 2014.

En términos astronómicos, se trata de un afeitado apurado y el radio del campo de escombros cometarios puede extenderse fácilmente muchas veces esta distancia, poniendo escombros de varios tamaños y composiciones en un curso de colisión con la superficie marciana e intersectando las órbitas de los satélites de Marte hechos por el hombre, como el de ISRO. Mars Orbiter Mission y el orbitador MAVEN de la NASA que estarán allí para la ocasión .

Además, algunos de estos restos cometarios podrían ser lo suficientemente grandes como para sobrevivir a su entrada en la tenue atmósfera marciana e impactar en la superficie marciana. Esto dependería de la cantidad de trozos grandes del cometa que se desprenderían antes de Periareion (periapsis marciano) y su composición, pero no sería extraño que un cometa se rompa en trozos grandes debido a las tensiones gravitatorias a medida que se acerca a otro astro. cuerpo. Me viene a la mente el cometa Shoemaker-Levy 9 , pero hay muchos otros ejemplos.

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   Imagen de los fragmentos del cometa Shoemaker–Levy 9 (total: 21), tomada el 17 de mayo de 1994 (Fuente: Wikipedia sobre el cometa Shoemaker–Levy 9 )

Entonces, mientras Bill Cooke del Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, AL, dijo para el artículo mencionado:

"Si pudiera tener mis preferencias, me encantaría estar en la superficie de Marte para este evento", dice Cooke. "Probablemente será la tormenta de meteoritos más intensa registrada".

Hablando de preferencias personales, honestamente prefiero no hacerlo. Supongo que es bastante fácil decir algo así cuando sabes que no estarás allí, pero si los escombros serán lo suficientemente grandes como para impactar contra el suelo en forma de numerosos micrometeoritos, en realidad no se trata simplemente de recordar traer el paraguas. Frases como "potencialmente millones de meteoros por hora" y "entre 1000 y 10 000 veces la densidad de las rocas espaciales que normalmente están presentes en la órbita terrestre baja" tampoco suenan muy bien.

Entonces, dado que algunos de estos eventos astronómicos claramente presentan un riesgo significativo para las misiones en curso a otros astros del sistema solar, podría valer la pena hacer algo al respecto, y dado que algunos de estos eventos se pueden predecir hasta cierto punto, mi pregunta es:

¿Cómo podrían la NASA y otras agencias espaciales que tienen o tendrán orbitadores y rovers en y alrededor de Marte en el momento de tales eventos mitigar los riesgos involucrados? ¿Qué opciones de gestión de riesgos tienen disponibles en caso de un mayor riesgo de impacto con desechos cometarios? ¿Sería posible redirigir a los orbitadores hacia órbitas menos riesgosas, reorientarlos para enfrentar los escombros que impactan con el lado endurecido del orbitador o instruir a los rovers en tierra para que se dirijan a un área protegida?

Estoy agregando la etiqueta MAVEN en algunos lugares, eliminé Mars para hacer espacio, siéntase libre de retroceder. MAVEN se esconde de los escombros de Siding Spring mencionados aquí: nature.com/news/hydrogen-cloud-blows-off-mars-1.16156 (encontrado aquí )

Respuestas (2)

Según Rich Zurek, científico jefe del Programa de Exploración de Marte en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, Pasadena, CA, cuya declaración fue citada en un reciente comunicado de prensa de la NASA titulado NASA Preparing for 2014 Comet Watch at Mars (28 de enero de 2014):

Nuestros planes para usar naves espaciales en Marte para observar el cometa Siding Spring se coordinarán con planes sobre cómo los orbitadores se agacharán y cubrirán, si es necesario.

Y Soren Madsen del JPL, ingeniero jefe del Programa de Exploración de Marte, agrega:

Es demasiado pronto para que sepamos qué tan amenazante será Siding Spring para nuestros orbitadores. Podría ir de cualquier manera. Podría ser un gran problema o podría no ser nada, o cualquier cosa intermedia. ¿Qué tan activa será Siding Spring en abril y mayo? Estaremos atentos a eso, pero si la alarma roja comienza a sonar en mayo, sería demasiado tarde para comenzar a planificar cómo responder. Es por eso que estamos haciendo lo que estamos haciendo ahora.

Por lo tanto, la NASA se está tomando en serio la amenaza potencial que el cometa C/2013 A1 Siding Spring podría representar para los orbitadores de Marte, vigilándolo de cerca. Al mismo tiempo, el comunicado de prensa mencionado descarta la posibilidad de que los desechos del cometa puedan representar un riesgo para dos rovers de Marte de la NASA que están activos en la superficie, y dice que si bien la atmósfera marciana es delgada, es "lo suficientemente densa como para evitar que el polvo del cometa" . convertirse en un peligro" .

Sin embargo, para los tres orbitadores actualmente en órbita marciana ( Mars Reconnaissance Orbiter , Mars Odyssey y Mars Express ) y dos en camino ( MAVEN y Mars Orbiter Mission ) que estarán allí antes del sobrevuelo del cometa Siding Spring, la amenaza podría ser más significativa:

Dos estrategias clave para disminuir el riesgo son colocar a los orbitadores detrás de Marte durante los minutos de mayor riesgo y orientar los orbitadores para que las partes más vulnerables no estén en la línea de fuego.

Los orbitadores están diseñados teniendo en cuenta el riesgo de colisiones de polvo espacial. La mayoría de estas colisiones no dañan una misión. Los factores de diseño, como la protección y la colocación protegida de componentes vulnerables, ayudan. Durante un lapso de cinco años para un orbitador de Marte, la NASA calcula que existe un pequeño porcentaje de probabilidad de que una nave espacial sufra daños significativos debido al nivel de fondo de los impactos de tales partículas, llamadas meteoritos. Si el nivel de Siding Spring acumulará tanto peligro, o quizás más de 10 veces más, en unas pocas horas dependerá de qué tan activo se vuelva.

Parte de la estrategia de gestión de riesgos también es evaluar las maniobras requeridas lo antes posible, para consumir menos combustible para tales ajustes de órbita. Eso dependerá de la reacción del cometa al cruzar la línea de nieve del sistema solar a una distancia de aproximadamente 3-4 UA del Sol, lo que sucederá entre abril y mayo de 2014:

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Este gráfico muestra la órbita del cometa C/2013 A1 Siding Spring mientras gira alrededor del sol en 2014. El 19 de octubre, el cometa pasará muy cerca de Marte, a solo 86 000 millas (138 000 kilómetros) del planeta. Aunque el núcleo no alcanzará al planeta, la coma de partículas de polvo del cometa podría envolver al Planeta Rojo.

Así que ahí lo tenemos. La NASA está considerando la amenaza para sus orbitadores de Marte proveniente del cometa C/2013 A1 Siding Spring lo suficientemente significativa como para comenzar a preparar procedimientos de mitigación de riesgos para el sobrevuelo del cometa en octubre de 2014, cuando el cometa pasará cerca de Marte mucho más cerca de lo que está la Luna. la Tierra, pero evalúa que no supondrá ningún riesgo para sus dos rovers en la superficie marciana.

Los procedimientos reales en los que participará la NASA dependerán, por supuesto, de la evaluación de riesgos y de la anticipación con la que se pueda establecer (no antes de que el cometa cruce la línea de nieve del sistema solar en algún lugar entre abril y mayo de 2014), y planean mantener una vigilancia ojo en cómo se comporta el cometa y cuánto polvo libera a medida que se acerca a Marte. Sin embargo, las últimas imágenes de NEOWISE muestran que es un tipo bastante polvoriento:

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La misión NEOWISE de la NASA capturó imágenes del cometa C/2013 A1 Siding Spring, que está programado para pasar cerca de Marte el 19 de octubre de 2014. Las imágenes infrarrojas revelan un cometa que está activo y muy polvoriento a pesar de que tenía unos 355 millones millas (571 millones de kilómetros) de distancia del sol el 16 de enero de 2014, cuando se tomó esta fotografía.

Fuentes:

Actualización (15 de agosto de 2014): CIOC (Investigaciones coordinadas de cometas) organizó el 11 de agosto de 2014 un taller titulado Comet Siding Spring and Its Close Approach to Mars: Observer's Workshop , y las cuatro sesiones se transmitieron en vivo a través de LiveStream . Durante la Sesión 1: Preparando el Escenario; Observaciones de la nave espacial , aproximadamente 34 minutos después del video grabado, Tony Farnham (Universidad de Maryland, College Park, Maryland) presentó una descripción general detallada del peligro Comet Siding Spring C/2013 A1 y compartió esta diapositiva:

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En palabras, se evaluó que el cometa no representa un gran peligro para los orbitadores alrededor de Marte, y ninguno para los rovers con una tenue atmósfera marciana que aún les brinda suficiente protección contra el polvo y los escombros cometarios potenciales que ingresan a la atmósfera. Los orbitadores seguirán utilizando algunas opciones simples de gestión de riesgos disponibles para ellos como precaución, en particular, programarán sus órbitas para estar en el lado opuesto de Marte a medida que el planeta ingresa al rastro de polvo del cometa por delante de su órbita, lo que les dará protección adicional a los orbitadores. durante aproximadamente 30 a 40 minutos durante el tiempo en que el peligro se evalúa como mayor (impacto con polvo y escombros, y descargas electrostáticas destructivas a medida que se mueven a través de una nube de polvo y gas de mayor densidad que potencialmente puede transportar carga como plasma o proporcionar una descarga camino para los orbitadores

Como nota adicional, Tony Farnham mencionó que MAVEN también podría apagar sus instrumentos de alto voltaje como medida de precaución adicional, pero por el momento no estaba seguro sobre este punto. Actualizaré si y cuando pueda confirmarlo.

Más información actualizada a medida que el cometa se acerque a Marte estará disponible en las páginas del CIOC Comet Siding Spring . Vea también el resto de los videos grabados del taller para conocer todo lo que sabemos actualmente sobre el cometa Siding Spring C/2013 A1, las observaciones pasadas y planificadas, incluido el hardware que tenemos actualmente (y tendremos, MAVEN todavía está en camino a partir del momento de esta actualización con una fecha de inserción orbital prevista para el 22 de septiembre de 2014) en Marte y sus alrededores. También se puede leer más sobre esto en el comunicado de prensa de la NASA Mars Spacecraft Maniobras para prepararse para el sobrevuelo cercano del cometa del 25 de julio de 2014.

El rover Curiosity cubre un área de poco menos de 8 m². Spirit y Opportunity solo cubren unos 4 m² cada uno. Todo Marte tiene una superficie de 144.798.500 km². o 144.798.500.000.000 m².

Cuando piensas en un asteroide como un punto de impacto que solo afecta la posición exacta donde aterriza, y asumes que cada asteroide puede impactar en cualquier parte de Marte con la misma probabilidad, la posibilidad de que cada asteroide impacte en uno de los rovers es una en 18. billones.

Eso significa que incluso cuando millones de pequeños asteroides caen sobre Marte, es muy poco probable que uno golpee a los rovers.

Sin embargo, existe el riesgo de que un impacto más grande cause daños en un área mucho más grande debido a la onda de choque del impacto y la eyección lanzada desde el cráter del impacto. Un evento de impacto como el que creó el cráter Victoria definitivamente sería un peligro para cualquier rover en los alrededores. Pero estos grandes impactos son más bien la excepción que la norma. E incluso cuando ocurran, la destrucción sería solo local.

¿Qué opciones de gestión de riesgos están disponibles para los orbitadores y rovers de Marte para mitigar la amenaza de impactar con los restos del cometa Siding Spring?
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