El 8 de junio, la NASA reveló que su nuevo y poderoso observatorio espacial, el Telescopio Espacial James Webb, ahora lucía un pequeño hoyuelo en uno de sus espejos principales después de ser bombardeado por un micrometeoroide más grande de lo esperado en el espacio profundo. La noticia fue un poco impactante ya que el impacto ocurrió solo cinco meses después de la tenencia espacial del telescopio, pero tales golpes son simplemente un aspecto inevitable de los viajes espaciales, y ciertamente hay más golpes en el camino.

A pesar de lo que sugiere el nombre, el espacio no está precisamente vacío. En nuestro sistema solar, diminutos fragmentos de polvo espacial atraviesan las regiones entre nuestros planetas a enormes velocidades que pueden alcanzar decenas de miles de kilómetros por hora. Estos micrometeoroides, no más grandes que un grano de arena, suelen ser pequeños fragmentos de asteroides o cometas que se han desprendido y ahora orbitan alrededor del Sol. Y están en todas partes. Una estimación aproximada de pequeños meteoroides en el sistema solar interior pone su masa total combinada en alrededor de 55 billones de toneladas (si todos estuvieran combinados en una sola roca, sería del tamaño de una pequeña isla).

Esto significa que si envía una nave espacial al espacio profundo, su hardware seguramente será golpeado por una de estas pequeñas piezas de roca espacial en algún momento. Sabiendo esto, los ingenieros de naves espaciales construirán sus vehículos con ciertas protecciones para protegerlos contra los impactos de micrometeoritos. A menudo incorporan algo llamado protección Whipple, una barrera especial de varias capas. Si el escudo es golpeado por un micrometeoroide, la partícula atravesará la primera capa y se fragmentará aún más, por lo que la segunda capa será golpeada por partículas aún más pequeñas. Dicho blindaje se usa típicamente alrededor de componentes sensibles de naves espaciales para protección adicional.

Pero con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, o JWST, es más complicado. Los espejos dorados del telescopio deben estar expuestos al entorno espacial para recoger adecuadamente la luz del Universo distante. Y aunque estos espejos fueron construidos para soportar algunos impactos, son más o menos blancos fáciles para impactos de micrometeoritos más grandes, como el que golpeó al JWST en mayo. Aunque el micrometeoroide aún era más pequeño que un grano de arena, era más grande de lo que esperaba la NASA, lo suficiente como para dañar uno de los espejos.

Los operadores de naves espaciales modelan la población de micrometeoroides en el espacio para comprender mejor con qué frecuencia una nave espacial puede ser golpeada en una parte determinada del sistema solar y el tamaño de las partículas que pueden golpear su hardware. Pero incluso entonces, no es un sistema infalible. «Todo es probabilidad», dijo David Malaspina, astrofísico de la Universidad de Colorado que se enfoca en los impactos del polvo cósmico en las naves espaciales. El borde. “Solo puedes decir: ‘Soy muy afortunado de ser golpeado por una partícula de este tamaño’. Pero si lo haces o no, depende del azar.

Los micrometeoroides tienen una amplia gama de historias de origen. Pueden ser los restos de colisiones de alta velocidad en el espacio, que pulverizan las rocas espaciales en pedazos diminutos. Los asteroides y los cometas también son bombardeados con el tiempo por partículas espaciales y fotones del Sol, lo que hace que se rompan pequeños fragmentos. Un asteroide también puede acercarse demasiado a un planeta grande como Júpiter, donde la fuerte atracción gravitatoria arranca pedazos de roca. O un objeto puede acercarse demasiado al Sol y calentarse demasiado, lo que hace que la roca se expanda y se rompa en pedazos. Incluso hay micrometeoroides interestelares que simplemente pasan a través de nuestro sistema solar desde lugares cósmicos más distantes.

La velocidad a la que se mueven estas partículas depende de la región del espacio en la que se encuentren y del camino que tomen alrededor de nuestra estrella, con un promedio de alrededor de 45 000 millas por hora, o 20 kilómetros por segundo. El hecho de que colisionen o no con su nave espacial también depende de dónde se encuentre su vehículo en el espacio y qué tan rápido se mueva. Por ejemplo, la sonda solar Parker de la NASA es el objeto hecho por el hombre más cercano al Sol en este momento, moviéndose a una velocidad máxima de más de 400,000 millas por hora. «Baja hasta la línea de 4 metros, en relación con la Tierra, pasando por una zona de anotación», dice Malaspina, que se ha centrado en estudiar los impactos de micrometeoritos en la sonda Parker Solar. También se está moviendo a través de la parte más densa de una región llamada nube zodiacal, un disco grueso de partículas espaciales que impregna nuestro sistema solar. Por lo tanto, Parker Solar Probe se arena con más frecuencia que JWST, y golpea estas partículas a velocidades increíblemente altas en relación con el telescopio.

La sonda solar Parker nos permite comprender mejor los micrometeoroides alrededor del Sol, pero también tenemos una comprensión bastante buena de la población alrededor de la Tierra. Cada vez que un micrometeoroide golpea la atmósfera superior alrededor de nuestro planeta, se quema y crea humo meteórico, partículas finas de humo que se pueden medir. La cantidad de este humo puede decirnos cuánto polvo golpea la Tierra con el tiempo. Además, se han realizado experimentos en la Estación Espacial Internacional, donde los materiales se han montado fuera del laboratorio en órbita para ver con qué frecuencia son bombardeados.

Imagen: NASA

Si bien JWST vive a aproximadamente 1 millón de millas de la Tierra, todavía está relativamente cerca. Los científicos también tienen una idea de lo que hay ahí fuera basándose en otras misiones enviadas a una órbita similar a la del JWST. Y la mayoría de las cosas que golpean el telescopio no son tan grandes. “Las naves espaciales son golpeadas por los pequeños todo el tiempo”, dice Malaspina. «Por pequeño, me refiero a fracciones de un micrón, mucho, mucho, mucho más pequeño que un cabello humano. Y en su mayor parte, las naves espaciales ni siquiera las notan. De hecho, JWST ya ha sido golpeado por pequeños micrometeoroides cuatro veces antes siendo golpeado por el micrometeoroide más grande en mayo.

La NASA modeló el entorno de micrometeoritos antes del lanzamiento del JWST, pero a la luz del reciente impacto, la agencia ha reunido un nuevo equipo para refinar sus modelos y predecir mejor lo que podría pasarle al telescopio después de futuros impactos. El modelo actual de micrometeoroides intentará predecir cosas como la forma en que los desechos viajan a través de una órbita si un asteroide o un cometa se rompe. Este tipo de escombros es más dinámico, dice Malaspina, lo que hace que sea más difícil de predecir.

En última instancia, sin embargo, la predicción simplemente le dará más conocimiento sobre cuando una gran mota de polvo podría golpear una nave espacial. Los impactos únicos como este son simplemente inevitables. JWST continuará inmolándose con el tiempo, pero fue una eventualidad para la que la NASA siempre estuvo preparada. «Solo tienes que vivir con la probabilidad de que eventualmente te golpee una partícula de polvo considerable, y simplemente haces lo mejor que puedes con la ingeniería», dice Malaspina.