Los científicos creen que es posible construir una nave espacial con la suficiente velocidad para alcanzar al cometa interestelar 3I/ATLAS, que actualmente se aleja de nosotros, disparando sus cohetes propulsores durante un acercamiento muy cercano al sol.
Si esta misión pudiera lanzarse en 2035, los investigadores afirman que, como mínimo, podría alcanzar a 3I/ATLAS en 2085 a una distancia de 732 unidades astronómicas (UA) del sol. En otras palabras, eso es 732 veces más lejos del sol que la Tierra, lo que son 68 mil millones de millas (109 mil millones de kilómetros). A modo de comparación, nuestra sonda espacial activa más distante, Voyager 1, está actualmente a solo 170 UA del sol después de casi el mismo tiempo de vuelo que la misión propuesta a 3I/ATLAS.
Para cruzar distancias tan enormes tan rápidamente, la misión aprovecharía algo llamado el efecto Oberth, nombrado así por el científico de cohetes austro-húngaro Hermann Oberth (que luego 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 “Caminos hacia el viaje espacial”).
La idea es que, a medida que una nave espacial en órbita cae en un campo gravitatorio 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 gravitatorio, enciende sus motores para ganar aún más velocidad. El efecto Oberth describe cómo hacerlo a velocidades más altas produce un mayor cambio de velocidad, lo que los científicos de cohetes se refieren como “delta-V”, y las velocidades más altas alcanzables son en el periapsis.
“Prácticamente todos los lanzamientos utilizan el efecto Oberth”, dijo T. Marshall Eubanks, un ex científico de la NASA que ahora es el científico jefe de Space Initiatives Inc. Y autor de un nuevo artículo que describe esta misión a 3I/ATLAS. “Por eso, por ejemplo, misiones como Artemis 2 realizan sus quemaduras de inyección translunar en el perigeo, no en el apogeo. Ese es una maniobra Oberth. Sin embargo, no puedo encontrar un registro de una maniobra Oberth directa del tipo que proponemos, que es una gran quemadura de cohetes en el momento de máxima aproximación durante un sobrevuelo”.
Como el cuerpo más masivo del sistema solar, el sol es el mejor lugar para aprovechar el efecto Oberth. Pero eso significa acercarse mucho, mucho.
Para lograr un delta-V de al menos 5.1 millas (8.4 kilómetros) por segundo, que puede entenderse como el trabajo necesario para acelerar una nave espacial a una nueva trayectoria, la misión tendría que realizar una maniobra Oberth solar (SOM) a una distancia de 3.2 radios solares del centro del sol. El radio del sol es de 432.450 millas (696.000 kilómetros).
Tres radios solares equivalen aproximadamente a 0.015 UA.
Acercarse tanto al sol, lo que estaría muy profundo dentro de la corona solar, no es imposible. Cuando la sonda Parker Solar Probe de la NASA hizo su acercamiento más cercano al sol en 2023, llegó a 0.04 UA (3.7 millones de millas / 6.1 millones de km). Aunque esto no es tan cerca del sol como llegaría el interceptor propuesto de 3I/ATLAS, ofrece una indicación de lo que habría que esperar: la sonda Parker Solar Probe experimentó temperaturas de 2500–2600 grados Fahrenheit (1370–1400 grados Celsius).
Aún así, el escudo térmico de la sonda Parker Solar Probe la protegió. Adam Hibberd, miembro de la Iniciativa para Estudios Interestelares y autor principal de la investigación, cita el ejemplo de un estudio de diseño de 2015 del Keck Institute of Space Studies 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 la sonda Parker Solar Probe, pero con capas adicionales de aerogel para aislar aún más del calor abrasador del sol.
“En principio, se podría usar un escudo térmico similar para la misión a 3I/ATLAS”, dijo Hibberd a Space.com.
La maniobra Oberth solar aceleraría al interceptor de 3I/ATLAS hasta convertirlo en la nave espacial más rápida jamás creada, “por un amplio margen”, dijo Eubanks.
Hibberd es ingeniero de software de profesión y creador del software Optimum Interplanetary Trajectory, que utilizó para este estudio para determinar cuál sería el momento más eficiente para lanzar, dadas las posiciones relevantes de la Tierra, el sol, Júpiter y 3I/ATLAS. Descubrió que 2035 proporcionaba la trayectoria óptima.
La idea es volar primero hacia Júpiter y usar la gravedad de Júpiter para reducir la velocidad de la nave espacial lo suficiente como para que luego pueda retroceder 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 18.6 millas (30 kilómetros) y a esta velocidad una nave espacial que se dirige hacia el sol se movería demasiado rápido y terminaría siendo lanzada alrededor del sol en una amplia órbita en lugar de acercarse.
Por lo tanto, la nave espacial primero debe perder velocidad. La sonda Parker Solar Probe usó 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 a él no tiene tiempo para realizar múltiples sobrevuelos de Venus, por lo que el interceptor de 3I/ATLAS se apresuraría a Júpiter en un viaje de aproximadamente un año, antes de dirigirse de nuevo hacia el sol.
Hibberd, Eubanks y su coautora Andreas Hein de la Universidad de Luxemburgo calculan que la nave espacial podría tener una masa de alrededor de 1100 libras (500 kilogramos), que es aproximadamente la misma que la de la misión New Horizons de la NASA a Plutón. La masa del escudo térmico tendría que deducirse de estos 500 kilogramos: en la sonda Parker Solar Probe, el escudo térmico es de 160 libras (73 kilogramos).
Además de esta carga útil, se necesitarían dos o tres propulsores de cohetes sólidos para proporcionar el enorme empuje necesario en el perihelio para la maniobra Oberth solar. El equipo sugiere que varios Starship Block 3 (con nueve motores Raptor 3) unidos a la nave espacial en órbita terrestre baja antes de su partida en la misión serían suficientes.
La rapidez con la que la misión alcanzaría a 3I/ATLAS dependería del delta-V proporcionado durante la maniobra Oberth solar. Un delta-V de 5.19 millas por segundo (8.36 kilómetros por segundo) permitiría un sobrevuelo de 3I/ATLAS después de una duración de vuelo de 50 años. Si no queremos esperar tanto, entonces, si es posible alcanzar el delta-V de 6.43 millas por segundo (10.36 kilómetros por segundo), el encuentro tendría lugar en solo 30 años. Esto no es imposible: la nave espacial Dawn de la NASA a la Cintura de Asteroides logró un delta-V de 6.84 millas por segundo (11 kilómetros por segundo) después de separarse de sus propulsores.
Como ambos, 3I/ATLAS y la nave espacial, se moverían tan rápido, solo sería posible un sobrevuelo, en lugar de entrar en órbita alrededor del interloper interestelar. Sin embargo, esto plantea la pregunta, ¿por qué molestarse en perseguir a 3I/ATLAS? Especialmente, dado que los astrónomos esperan que el Observatorio Rubin, que ha comenzado sus operaciones científicas en Chile, encuentre un promedio de un cometa interestelar por año, un gran aumento con respecto a los tres que se han identificado hasta ahora. Pronto habrá muchos objetivos más fáciles de alcanzar.
“Tendremos que esperar y ver”, dijo Eubanks. “Tal vez después de que se hayan encontrado 10 objetos interestelares, 3I parecerá algo común y no valdrá la pena emprender una expedición para perseguirlo. Pero, por otro lado, tal vez parezca diferente e inusual y habrá tal deseo”.
3I/ATLAS fue bien caracterizado por los astrónomos cuando pasó el año pasado, y si tuviera la opción, Hibberd preferiría ver una misión a 1I/’Oumuamua, que fue un objeto más desconcertante. De hecho, Hibberd ya ha desarrollado un plan de misión para un interceptor de ‘Oumuamua llamado Proyecto Lyra, pero siente que la oportunidad de alcanzarlo ya ha pasado.
De hecho, si tenemos una misión lista para salir, entonces, si podemos detectar un cometa interestelar lo suficientemente pronto, deberían ser suficientes medios más convencionales para alcanzarlo. Este punto de vista fue respaldado por un estudio de científicos del South-west Research Institute en 2025.
“Para futuros objetos interestelares, una maniobra Oberth solar debe evitarse si es posible, ya que está diseñada para interceptar un objeto interestelar específico ‘después de que el pájaro haya volado’ y se esté alejando del sol”, dijo Hibberd. “Hay mejores arquitecturas de misión, que utilizan una sonda ya en órbita en el espacio, que interceptarían un objeto interestelar cerca del perihelio en mucho menos tiempo, haciendo innecesaria una Oberth.”
La misión Comet Interceptor de la Agencia Espacial Europea, programada para su lanzamiento a finales de 2028 o principios de 2029, es precisamente ese tipo de misión. Esperará en el punto L2 de Lagrange para un objetivo adecuado, ya sea un nuevo cometa de largo período de la Nube de Oort o un cometa interestelar, antes de ser enviada a encontrárselo. Por lo tanto, hay una buena 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 gran deseo de explorar directamente al menos algunos de ellos”, dijo Eubanks.
Esto no significa que el perfil de la misión de una nave espacial que aproveche una maniobra Oberth solar deba descartarse. Una nave espacial podría pasar cerca del Sol para ganar velocidad para salir a explorar las afueras del sistema solar más allá de Neptuno.
“Cualquier objeto transneptuniano sería un objetivo relativamente fácil, y la exploración de estos apenas ha comenzado”, dijo Eubanks.
Además, si se descubre el hipotético Planeta Nueve, entonces estaría tan lejos, con estimaciones que oscilan entre las 290 UA y las 800 UA, que una misión a él probablemente no tendría más remedio que utilizar una maniobra Oberth solar si quiere llegar allí pronto. La maniobra incluso podría usarse para enviar un telescopio a 550 UA del sol, que es la distancia a la que el campo gravitatorio del sol crea una lente gravitacional que podría usarse como un telescopio mucho más potente que cualquier construido hasta ahora.
Por el momento, 3I/ATLAS continúa alejándose de nosotros. Independientemente de si alguien lo persigue o no, el desarrollo de las trayectorias de las naves espaciales que utilizan las maniobras Oberth solares significa que los confines más alejados de nuestro sistema solar podrían no ser tan inaccesibles para nosotros como temíamos.
La investigación de Hibberd, Eubanks y Hein está disponible como un preimpreso en arXiv.
