XL5

Cuando leí sobre el descubrimiento del nuevo troyano de la Tierra, 2020 XL5, me inundó la memoria el recuerdo del XL5 de mi infancia. El Capitán Marte y el XL5 era una serie inglesa de marionetas, de Gerry y Sylvia Anderson, en la cual el intrépido Marte, la atractiva Doctora Venus y el simpático robot Robert patrullaban el espacio típicamente en operaciones de rescate. Ahora que lo pienso, la nave, el XL5, era sorprendentemente parecida a la Starship de SpaceX.

Pero volviendo al asteroide, como decía, 2020 XL5 es un troyano de la Tierra. Esto es interesante, ya que es apenas el segundo troyano de la Tierra que se conoce. Ya hemos mencionado más de una vez estos peculiares asteroides, que orbitan el Sol de manera sincrónica con un planeta. Los más conocidos son los troyanos de Júpiter, que son el objetivo del robot Lucy, recientemente lanzado en una compleja exploración. Pero el concepto de asteroide troyano no es exclusivo de Júpiter: se trata de objetos que acompañan a un planeta cerca de uno de los puntos de Lagrange L4 o L5. 

¡Los puntos de Lagrange están apareciendo muy seguido en el blog! Hace poco comentamos que el telescopio espacial Webb se encuentra iniciando sus operaciones en el punto L2 de la Tierra. Bueno, los puntos L4 y L5 son parecidos a los que comenté allí: son puntos de equilibrio de un sistema de dos cuerpos en órbita, uno grande y uno chico (el Sol y un planeta, por ejemplo, pero también un planeta y una luna). A diferencia de L1, L2 y L3, los equilibrios L4 y L5 son estables. De manera que no se necesita un cohete para mantenerse cerca (como necesitan los satélites artificiales que tenemos en L1 y L2). Como son estables se llenan solos de objetos menores, típicamente asteroides. 

Hoy en día se conocen troyanos de casi todos los planetas, pero hasta hace poco no se conocía ninguno de la Tierra. El primero fue 2010 TK7 (que ya comenté aquí), y ahora tenemos a 2020 XL5. Debe haber más, pero la geometría de sus posiciones hace que sea difícil observarlos desde la Tierra.

Ambos están en L4, por ahora. ¿Cómo por ahora, no dijimos que L4 y L5 son equilibrios estables? Sí, son estables si sólo consideramos el Sol y la Tierra, pero el sistema solar tiene muchos planetas, y a la larga las órbitas de TK7 y de XL5 tomarán otros rumbos. Pero los cálculos dinámicos muestran que acompañarán a la Tierra durante muchos miles de años. 

Agregaré solamente que estos asteroides troyanos de la Tierra son muy atractivos para su exploración. A pesar de que están bastante lejos (150 millones de kilómetros, como puede verse en la figura, ya que el triángulo que los define es equilátero) como comparten la órbita terrestre se requiere muy poca energía para llegar a ellos, comparada con la que se necesita para llegar a otros asteroides (o incluso a la Luna). En el paper calculan esta energía y la expresan en "delta ve", que es la unidad que les gusta a los ingenieros aeroespaciales. 

Por ejemplo, para llegar a la órbita lunar, desde la órbita terrestre, el delta ve es de unos 3 km/s, apenas menos que para estos troyanos (curvas amarillas). El presupuesto para un encuentro (para traer muestras, por ejemplo) es mayor (curvas rojas y azules), pero también se compara favorablemente con otros asteroides. La diferencia entre TK7 y XL5 (curvas llenas o punteadas) se debe a las distintas inclinaciones de las órbitas, que requieren maniobras y energía adicionales y diferentes para cada uno.

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El interesante paper es: Santana-Ros et al., Orbital stability analysis and photometriccharacterization of the second Earth Trojan asteroid 2020 XL5, Nature Communications 13: 447 (2022). Es de acceso libre. 

Las figuras son de allí, salvo el diagrama de los puntos de Lagrange, que es mío, y la imagen del XL5, que andá a saber. Todos los que hayan visto la serie recordarán la voz del transparente Robert al regresar a la Tierra al final de cada episodio: "¡Vaaaaamos camino a caasaaaa!"