Los científicos creen que es posible que una nave espacial gane suficiente velocidad para alcanzar al icónico cometa interestelar 3I/ATLAS, que actualmente se está alejando de nosotros, disparando sus cohetes propulsores durante una aproximación muy cercana al sol.
Si esta misión pudiera lanzarse en 2035, dicen los investigadores, podría como mínimo alcanzar a 3I/ATLAS en 2085 a una distancia de 732 unidades astronómicas (AU) del sol. En otras palabras, está 732 veces más lejos del Sol que la Tierra, que está a 109 mil millones de kilómetros (68 mil millones de millas). A modo de comparación, nuestra sonda espacial activa más distante, la Voyager 1, se encuentra actualmente a sólo 170 AU del sol después de casi el mismo tiempo de vuelo que la misión propuesta a 3I/ATLAS.
Para cruzar distancias tan enormes con tanta rapidez, la misión aprovecharía algo llamado efecto Oberth, que lleva el nombre del científico espacial austrohúngaro Hermann Oberth (que más tarde se nacionalizó alemán y trabajó para los nazis). Oberth propuso por primera vez el concepto en 1929 en su libro “Wege zur Raumschiffahrt” (que significa “Formas de viajar al espacio”).
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La idea es que cuando una nave espacial en órbita cae en un campo gravitacional producido por un planeta o, en este caso, el sol, la nave espacial se acelera. En el periapsis (el punto más cercano de la nave espacial al cuerpo gravitante) enciende sus motores para ganar una velocidad aún mayor. El efecto Oberth describe cómo hacer esto a velocidades más altas produce un mayor cambio en la velocidad (lo que los científicos de cohetes llaman “delta-V”) y las velocidades más altas alcanzables están en el periapsis.
“Casi todos los lanzamientos utilizan el efecto Oberth”, dijo a Space.com T. Marshall Eubanks, ex científico de la NASA que ahora es científico jefe de Space Initiatives Inc. y autor de un nuevo artículo que describe esta misión para 3I/ATLAS. “Es por eso que, por ejemplo, misiones como Artemis 2 realizan sus disparos de inyección translunar en el perigeo, no en el apogeo. Esa es una maniobra de Oberth. Sin embargo, no puedo encontrar un registro de una maniobra de Oberth directa del tipo que proponemos, que es un disparo de cohete importante en la aproximación más cercana en un sobrevuelo”.
Al ser el cuerpo más masivo del sistema solar, el sol es el mejor lugar para aprovechar el efecto Oberth. Pero eso significa acercarse, realmente acercarse.
Para lograr un delta-V de al menos 5,1 millas (8,4 kilómetros) por segundo, lo que se puede considerar como el trabajo necesario para acelerar una nave espacial en una nueva trayectoria, la misión tendría que realizar una maniobra solar Oberth (SOM) a una distancia de 3,2 radios solares del centro del sol. El radio del sol es 432.450 millas (696.000 kilómetros).
Tres radios solares equivalen aproximadamente a 0,015 AU.
Acercarse tanto al Sol, que estaría en lo más profundo de la corona solar, no es imposible. Cuando la sonda solar Parker de la NASA hizo su aproximación más cercana al sol en 2023, estuvo a 0,04 AU (3,7 millones de millas/6,1 millones de kilómetros). Aunque no está tan cerca del Sol como lo estaría el interceptor 3I/ATLAS propuesto, da una indicación de lo que le espera: Parker Solar Probe experimentó temperaturas de 2.500 a 2.600 grados Fahrenheit (1.370 a 1.400 grados Celsius).
Aún así, el escudo térmico de Parker Solar Probe lo protegió. Adam Hibberd, miembro de la Iniciativa de Estudios Interestelares y autor principal de la investigación, cita el ejemplo de un estudio de diseño de 2015 del Instituto Keck de Estudios Espaciales para una misión interestelar que aprovecharía la arriesgada maniobra. El escudo térmico en el estudio de Keck era un compuesto de carbono, como el de Parker Solar Probe, pero con capas adicionales de aerogel para aislar aún más del calor abrasador del sol.
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“En principio, se podría utilizar un escudo térmico similar para la misión 3I/ATLAS”, dijo Hibberd a Space.com.
La maniobra solar Oberth aceleraría tanto el interceptor 3I/ATLAS que se convertiría en la nave espacial más rápida jamás creada, “en buena medida”, dijo Eubanks.
Hibberd es ingeniero de software de profesión y creador del software de trayectoria interplanetaria óptima, que utilizó para este estudio para determinar cuándo sería el momento más eficiente para el lanzamiento, dadas las posiciones relevantes de la Tierra, el Sol, Júpiter y 3I/ATLAS. Encontró que 2035 proporcionaba la trayectoria óptima.
La idea es volar primero a Júpiter y utilizar la gravedad de Júpiter para frenar la nave espacial lo suficiente como para que luego pueda dar la vuelta y caer hacia el sol. Aunque esto parezca contradictorio, es necesario. Cualquier nave espacial lanzada desde la Tierra ya posee el movimiento orbital de la Tierra de 30 kilómetros (18,6 millas) y a esta velocidad una nave espacial que se dirigiera hacia el Sol se estaría moviendo demasiado rápido y terminaría siendo lanzada alrededor del Sol en una órbita amplia en lugar de acercarse.
Entonces, la nave espacial primero necesita perder velocidad. Parker Solar Probe utilizó siete sobrevuelos de Venus durante siete años para lograrlo. Dado que 3I/ATLAS se aleja de nosotros a 38 millas (61 kilómetros) por segundo, cualquier misión no tiene tiempo para realizar múltiples sobrevuelos a Venus, por lo que el interceptor 3I/ATLAS correría hacia Júpiter en un viaje que duraría aproximadamente un año, antes de regresar al sol.
Hibberd, Eubanks y su coautor Andreas Hein, de la Universidad de Luxemburgo, calculan que la nave espacial podría tener una masa de aproximadamente 1.100 libras (500 kilogramos), que es aproximadamente la misma que la misión New Horizons de la NASA a Plutón. A estos 500 kilogramos habría que restar la masa del escudo térmico; en Parker Solar Probe el escudo térmico es de 73 kilogramos.
Separados de esta carga útil se necesitarían dos o tres propulsores de cohetes sólidos para proporcionar el inmenso empuje necesario en el perihelio para la maniobra solar de Oberth. El equipo sugiere que serían suficientes varios Starship Block 3 (con nueve motores Raptor 3) conectados a la nave espacial en órbita terrestre baja antes de que parta en su misión.
La rapidez con la que la misión alcanzaría 3I/ATLAS dependería del delta-V proporcionado durante la maniobra solar Oberth. Un delta-V de 5,19 millas por segundo (8,36 kilómetros por segundo) permitiría un sobrevuelo del 3I/ATLAS después de una duración de vuelo de 50 años. Si no queremos esperar tanto, entonces si es posible conseguir que el delta-V alcance los 10,36 kilómetros por segundo (6,43 millas por segundo), el encuentro se produciría en sólo 30 años. Esto no es imposible: la nave espacial Dawn de la NASA hacia el cinturón de asteroides alcanzó un delta-V de 6,84 millas por segundo (11 kilómetros por segundo) después de separarse de su cohete propulsor.
Debido a que tanto 3I/ATLAS como la nave espacial se estarían moviendo tan rápido, sólo sería posible un sobrevuelo, en lugar de entrar en órbita alrededor del intruso interestelar. Sin embargo, esto plantea la pregunta: ¿por qué molestarse en perseguir a 3I/ATLAS? Especialmente porque los astrónomos esperan que el Observatorio Rubin, que ahora ha iniciado operaciones científicas en Chile, encuentre en promedio un cometa interestelar por año, un gran aumento con respecto a los tres que se han identificado hasta ahora. Muy pronto debería haber muchos objetivos más fáciles de alcanzar.
“Tendremos que ver”, dijo Eubanks. “Tal vez después de que, digamos, se hayan encontrado 10 objetos interestelares, 3I parecerá algo común y no parecerá que valga la pena montar una expedición para perseguirlos. Pero, de nuevo, tal vez parezca diferente e inusual y habrá tal deseo”.
3I/ATLAS fue bien caracterizado por los astrónomos a su paso el año pasado, y si tuviera la opción, Hibberd preferiría ver una misión a 1I/’Oumuamua, que era un objeto más desconcertante. De hecho, Hibberd ya ha desarrollado un plan de misión para un interceptor ‘Oumuamua llamado Proyecto Lyra, pero siente que la oportunidad de atraparlo ya se ha esfumado.
De hecho, si tenemos una misión lista para comenzar, si podemos detectar un cometa interestelar con suficiente antelación, deberían bastar medios más convencionales para alcanzarlo. Este es un punto de vista respaldado por un estudio realizado por científicos del South-west Research Institute en 2025.
“Para futuros objetos interestelares, se debe evitar en la medida de lo posible una maniobra solar de Oberth, ya que está diseñada para atrapar un objeto interestelar específico ‘después de que el pájaro haya volado’ y se aleje del sol”, dijo Hibberd. “Hay mejores arquitecturas de misión, utilizando una sonda que ya está en órbita en el espacio, que interceptaría un objeto interestelar alrededor del perihelio en mucho menos tiempo, haciendo innecesario un Oberth”.
La misión Comet Interceptor de la Agencia Espacial Europea, cuyo lanzamiento está previsto para finales de 2028 o principios de 2029, es precisamente una de esas misiones. Esperará en el punto L2 Lagrange a encontrar un objetivo adecuado, ya sea un nuevo cometa de período largo de la Nube de Oort o un cometa interestelar, antes de ser enviado a encontrarse con él. Por lo tanto, existe una gran posibilidad de que tengamos una nave espacial investigando un cometa interestelar en los próximos 10 años.
“Estoy bastante seguro de que cuando desarrollemos la capacidad de alcanzar estos objetos interestelares, habrá un fuerte deseo de explorar directamente al menos algunos de ellos”, dijo Eubanks.
Eso no significa que deba descartarse el perfil de misión de una nave espacial que aproveche una maniobra solar de Oberth. Una nave espacial podría pasar cerca del Sol para ganar velocidad y salir a explorar el sistema solar exterior más allá de Neptuno.
“Cualquier objeto transneptuniano sería un objetivo bastante fácil, y su exploración apenas ha comenzado”, dijo Eubanks.
Además, si se descubre el teorizado Planeta Nueve, entonces estaría muy lejos, con estimaciones que oscilan entre 290 AU y 800 AU; una misión probablemente no tendría más remedio que hacer uso de una maniobra solar Oberth si quiere llegar allí pronto. La maniobra podría incluso usarse para enviar un telescopio a 550 AU del sol, que es la distancia a la que el campo gravitacional del sol crea una lente gravitacional que puede usarse como un telescopio mucho más poderoso que cualquiera construido hasta ahora.
Por el momento, 3I/ATLAS continúa alejándose de nosotros. Independientemente de si alguien los persigue o no, el desarrollo de trayectorias de naves espaciales que utilizan maniobras solares de Oberth significa que los confines más externos de nuestro sistema solar pueden no ser tan inaccesibles para nosotros como temíamos después de todo.
La investigación de Hibberd, Eubanks y Hein está disponible como preimpresión en arXiv.