por
PGAPereira. Este é o conceito de um artista da espaçonave OSIRIS-REx próximo ao
asteróide 1999 RQ36. Crédito: Todos os anos, os sensores destinados a detectar
explosões nucleares ver explosões inofensivas na atmosfera superior da Terra a
partir do rompimento de um asteróide com poucos metros de diâmetro. Asteróides
pequenos são muito mais numerosos do que os grandes, então colisões destrutivas
com a Terra são muito raras. No entanto, por causa de seu potencial de
devastação, o programa de observações de objetos da NASA Near-Earth (NEO) apóia
estudos que estão a realizar pesquisas constantes para localizar os maiores
objetos e prever a ameaça de seu impacto com a Terra. De acordo com o programa
NEO da NASA, há mais de 1.300 "asteróides potencialmente perigosos"
(PHAs) - objetos de pelo menos (150 jardas) cerca de 140 metros de diâmetro com
uma chance muito pequena de chocar-se um dia com o nosso planeta porque suas
órbitas levam-os perto da órbita da Terra. "Os asteróides movem-se em uma
média de 12 a 15 quilômetros por segundo (cerca de 27.000 a 33.000 milhas por
hora) em relação à Terra, tão rápido que eles carregam enorme energia em
virtude de sua velocidade", diz Edward Beshore da Universidade do Arizona,
Tucson , o principal investigador adjunto de missão de retorno a amostra de
asteróides da NASA OSIRIS-REx. "Qualquer coisa acima de algumas centenas
de metros em que parece estar em rota de colisão com a Terra é muito preocupante."
A principal dificuldade é a obtenção de observações suficientes para ser capaz
de prever as suas órbitas com certeza o suficiente para descobrir se eles podem
colidir com a Terra em algum ponto. "Quando um asteróide passa perto da
Terra, a força gravitacional de nosso planeta muda a órbita do asteróide",
diz Beshore. "No entanto, como essa mudança vai afetar a evolução da
órbita do asteróide é difícil para nós prever porque também há outras pequenas
forças continuamente atuando no asteróide para mudar sua órbita A mais
significativa dessas forças menores é o efeito Yarkovsky -. Um pequeno empurrão
em um asteróide que acontece quando ele é aquecido pelo Sol e, mais tarde,
re-irradia o calor em uma direção diferente como radiação infravermelha.” O
efeito Yarkovsky acontece simplesmente porque é preciso tempo para que o objeto
se aqueça e arrefeça. Os objetos tendem a ser mais frio antes do amanhecer e
mais quente no meio da tarde, depois de horas de iluminação pelo Sol alto.
"Um prédio de tijolos pode ficar quente mesmo nas primeiras horas da
noite, porque está irradiando o calor acumulado de um dia inteiro de Sol",
diz Beshore. Da mesma forma, um asteróide irradia a maioria de seu calor a
partir do seu "lado oposto" tardiamente, dando-lhe o pequeno impulso Yarkovsky
que é variável dependendo principalmente do tamanho do asteróide, forma e
composição. OSIRIS-REx da missão da NASA
(Origens, interpretação espectral, identificação de recursos, segurança e
Regolith Explorer) vai fazer as medições mais precisas do efeito Yarkovsky a
data visitando um chamado PHA "1999 RQ36" ou apenas "RQ36."
A NASA vai enviar a sonda OSIRIS-REx ao asteróide 1999 RQ36 para entender
melhor a evolução de sua órbita e para recuperar uma amostra pura para estudo
na Terra."Para um objeto tão grande, que tem uma das mais altas
probabilidades de se chocar com a Terra, uma chance de 1 em 2.400 no final do
século 22, de acordo com cálculos feitos por Steve Chesley, astrônomo de
Propulsão a Jato da Nasa Laboratory", disse Beshore. RQ36 tem cerca de 457
metros (500 metros) de diâmetro. As melhores medidas de efeito Yarkovsky são
feitas quando a posição de um asteróide é precisamente conhecida. "Se um
asteróide se aproxima muito, podemos obter observações de radar sobre ela",
diz Beshore. "Com medidas de radar, temos dados muito bons sobre seu
alcance e, portanto, pode restringir um aspecto de sua órbita muito bem. Se
conseguirmos que a medição de um par de vezes (ou mais) por alguns anos, elas
nos ajudam a compreender o seu comportamento orbital e podemos começar a fazer
uma estimativa do efeito Yarkovsky. Nós estimamos a posição do asteróide e sua
órbita deve ser semelhante usando a física newtoniana e relativista. Se vemos
um desvio da posição estimada, então ele deve ser devido à soma de todas estas outras
forças pequenas, e a maior destas acreditamos ser o efeito Yarkovsky ".
Medidas como essas permitiram à equipe estimar a força muito pequena do efeito
Yarkovsky em RQ36 - sobre igual peso sentisse quando segurando três uvas, de
acordo com Beshore. "Apesar de muito pequena, esta força é constante e
acrescenta-se ao longo do tempo para mudar significativamente a órbita do
asteróide", acrescenta Beshore. Programado para lançamento em 2016,
OSIRIS-REx irá chegar a RQ36 em 2018 e a órbita do asteróide até 2021. Ao se comunicar
continuamente com uma nave espacial em órbita em torno da RQ36, a equipe terá
uma idéia muito melhor da órbita do asteróide. "Esperamos que a OSIRIS-REx
irá nos permitir fazer uma estimativa da força de Yarkovsky em RQ36 pelo menos
duas vezes tão preciso como o que está disponível agora", diz Jason
Dworkin, OSIRIS-REx cientista do projeto da NASA Goddard Space Flight Center em
Greenbelt, Maryland. Este é o conceito de um artista do coletor de amostra
OSIRIS-REx, ou "cabeça tag", que está sendo implantado para coletar
uma amostra de asteróide 1999 RQ36. A equipe vai usar o que ele aprendeu sobre
o efeito Yarkovsky em RQ36 para ajudar a estimar os efeitos sobre outros
asteróides. "O que nós queremos ser capazes de fazer é criar um modelo que
diz tudo bem se você me der um asteróide deste tamanho, feito desta composição,
com esse tipo de topografia, e eu posso estimar para você o que o efeito
Yarkovsky vai ser", Beshore diz. "Então, agora eu provavelmente posso
vir com uma melhor noção do que esperar de outros asteróides que eu não tenho a
sorte de ter uma nave espacial próxima a ele." Dado que a OSIRIS-REx nos
permite modelar melhor o efeito Yarkovsky, e descobrimos um asteróide que pode colidir
com a Terra um dia, o que se pode ser feito sobre isso? "Há várias
estratégias de mitigação", diz Beshore. "Poderíamos explodir um
dispositivo nuclear próximo e acima da superfície de um dos lados do asteróide.
Isto pode ser muito eficaz - Seria vaporizar a camada da superfície, o que seria
então voar a uma velocidade muito elevada, provocando uma força de propulsão de
foguete que iria empurrar tudo mais por alguns centímetros por segundo. Isso
pode ser suficiente para desviar o asteróide. Outras estratégias incluem
pêndulos cinéticos, onde muito dificilmente atingem um asteróide com um
projétil pesado movendo-se em alta velocidade. Em 2005, a missão Deep Impact da
NASA atingiu o cometa Tempel 1 com uma bala de cobre de 370 kg (mais de £ 815)
em cerca de cinco quilômetros por segundo (mais de 11.000 milhas por hora), não
o suficiente para alterar significativamente a órbita do corpo de cinco
quilômetros de tamanho, mas uma prova da tecnologia para este tipo de missão.
Outra idéia é usar um trator de gravidade da estação de uma nave espacial com
precisão suficiente perto do asteróide que, gradativamente desvia-o em apenas
puxar seu campo gravitacional " A chave para todas estas estratégias é a
de descobrir o asteróide bem antes da sua data de impacto e tentativa de
desviá-lo mais cedo, de acordo com Beshore. "Se você está tentando desviar
um alvo, você não precisa aplicar muita força para acertá-lo, para amplamente
errar o alvo se você poderia desviá-lo, uma vez que deixou o arco", diz
Beshore. "Por outro lado, se você tivesse que desviar à direita antes de
atingir o alvo, você precisa dar-lhe um empurrão muito mais para tirá-lo do
caminho." Uma das primeiras coisas que seriam feitas se um asteróide
parecesse estar em rota de colisão com a Terra é de enviar uma sonda ao
asteróide que pode se parecer muito com a OSIRIS-REx, de acordo com Beshore.
"Você quer caracterizá-lo primeiro a escolher a estratégia de deflexão
correta", diz Beshore. "Por exemplo, sabemos que a densidade do RQ36
é de cerca de 1 grama por centímetro cúbico, mais de duas vezes menor do que
rocha sólida. Isso significa que ele é provavelmente uma pilha de escombros - uma
coleção de pedras, rochas e poeira frouxamente unidas pela gravidade. Algumas
estratégias de deflexão podem ser ineficazes com este tipo de asteróide. "
A OSIRIS-REx irá determinar se o RQ36 é na verdade um amontoado de entulho se
orbitando mutuamente e revelando os
efeitos sutis sobre a órbita da gravidade de todas as protuberâncias grandes e
densas dentro do asteróide. A sonda como a OSIRIS-Rex deste modo poderia mapear
a estrutura interna de um asteróide, fornecendo informações valiosas sobre onde
direcionar o mecanismo de deflexão. Amostra do conceito do artista da cápsula
de retorno OSIRIS-REx sendo liberada para seu retorno a Terra. A cópia da OSIRIS-REx
irá também determinar a composição do RQ36 usando medições remotas da luz
visível e espectrômetros de infravermelho, e através da recolha de uma amostra
de material da superfície do asteróide e voltar para a Terra para estudos. Uma
vez que o efeito Yarkovsky pode variar dependendo do tipo de material e da sua
distribuição, uma sonda com capacidade da OSIRIS-Rex para mapear a composição
da superfície irá permitir uma estimativa mais precisa do efeito Yarkovsky em
órbita do asteróide. A missão também irá proporcionar uma experiência crítica de
navegar em torno de asteróides. "Nós não temos muita experiência fazendo
manobras precisas perto de um destes objetos com gravidade muito pequena”, diz
Beshore. "Não é fácil manter-se em órbita em torno dele – a atração
gravitacional deste asteróide é tão fraca que a pressão da luz solar em painéis
solares sobre nossa nave espacial será mais ou menos semelhante à quantidade de
força da gravidade do RQ36 si temos de levar em consideração muitas dessas
forças para navegar e operar em torno de um asteróide. Com OSIRIS-Rex nós vamos
gerar um conjunto de técnicas e tecnologias para qualquer missão que irá para
um asteróide para caracterizá-lo antes de uma missão de mitigação”.
por
PGAPereira. Este é o conceito de um artista da espaçonave OSIRIS-REx próximo ao
asteróide 1999 RQ36. Crédito: Todos os anos, os sensores destinados a detectar
explosões nucleares ver explosões inofensivas na atmosfera superior da Terra a
partir do rompimento de um asteróide com poucos metros de diâmetro. Asteróides
pequenos são muito mais numerosos do que os grandes, então colisões destrutivas
com a Terra são muito raras. No entanto, por causa de seu potencial de
devastação, o programa de observações de objetos da NASA Near-Earth (NEO) apóia
estudos que estão a realizar pesquisas constantes para localizar os maiores
objetos e prever a ameaça de seu impacto com a Terra. De acordo com o programa
NEO da NASA, há mais de 1.300 "asteróides potencialmente perigosos"
(PHAs) - objetos de pelo menos (150 jardas) cerca de 140 metros de diâmetro com
uma chance muito pequena de chocar-se um dia com o nosso planeta porque suas
órbitas levam-os perto da órbita da Terra. "Os asteróides movem-se em uma
média de 12 a 15 quilômetros por segundo (cerca de 27.000 a 33.000 milhas por
hora) em relação à Terra, tão rápido que eles carregam enorme energia em
virtude de sua velocidade", diz Edward Beshore da Universidade do Arizona,
Tucson , o principal investigador adjunto de missão de retorno a amostra de
asteróides da NASA OSIRIS-REx. "Qualquer coisa acima de algumas centenas
de metros em que parece estar em rota de colisão com a Terra é muito preocupante."
A principal dificuldade é a obtenção de observações suficientes para ser capaz
de prever as suas órbitas com certeza o suficiente para descobrir se eles podem
colidir com a Terra em algum ponto. "Quando um asteróide passa perto da
Terra, a força gravitacional de nosso planeta muda a órbita do asteróide",
diz Beshore. "No entanto, como essa mudança vai afetar a evolução da
órbita do asteróide é difícil para nós prever porque também há outras pequenas
forças continuamente atuando no asteróide para mudar sua órbita A mais
significativa dessas forças menores é o efeito Yarkovsky -. Um pequeno empurrão
em um asteróide que acontece quando ele é aquecido pelo Sol e, mais tarde,
re-irradia o calor em uma direção diferente como radiação infravermelha.” O
efeito Yarkovsky acontece simplesmente porque é preciso tempo para que o objeto
se aqueça e arrefeça. Os objetos tendem a ser mais frio antes do amanhecer e
mais quente no meio da tarde, depois de horas de iluminação pelo Sol alto.
"Um prédio de tijolos pode ficar quente mesmo nas primeiras horas da
noite, porque está irradiando o calor acumulado de um dia inteiro de Sol",
diz Beshore. Da mesma forma, um asteróide irradia a maioria de seu calor a
partir do seu "lado oposto" tardiamente, dando-lhe o pequeno impulso Yarkovsky
que é variável dependendo principalmente do tamanho do asteróide, forma e
composição. OSIRIS-REx da missão da NASA
(Origens, interpretação espectral, identificação de recursos, segurança e
Regolith Explorer) vai fazer as medições mais precisas do efeito Yarkovsky a
data visitando um chamado PHA "1999 RQ36" ou apenas "RQ36."
A NASA vai enviar a sonda OSIRIS-REx ao asteróide 1999 RQ36 para entender
melhor a evolução de sua órbita e para recuperar uma amostra pura para estudo
na Terra."Para um objeto tão grande, que tem uma das mais altas
probabilidades de se chocar com a Terra, uma chance de 1 em 2.400 no final do
século 22, de acordo com cálculos feitos por Steve Chesley, astrônomo de
Propulsão a Jato da Nasa Laboratory", disse Beshore. RQ36 tem cerca de 457
metros (500 metros) de diâmetro. As melhores medidas de efeito Yarkovsky são
feitas quando a posição de um asteróide é precisamente conhecida. "Se um
asteróide se aproxima muito, podemos obter observações de radar sobre ela",
diz Beshore. "Com medidas de radar, temos dados muito bons sobre seu
alcance e, portanto, pode restringir um aspecto de sua órbita muito bem. Se
conseguirmos que a medição de um par de vezes (ou mais) por alguns anos, elas
nos ajudam a compreender o seu comportamento orbital e podemos começar a fazer
uma estimativa do efeito Yarkovsky. Nós estimamos a posição do asteróide e sua
órbita deve ser semelhante usando a física newtoniana e relativista. Se vemos
um desvio da posição estimada, então ele deve ser devido à soma de todas estas outras
forças pequenas, e a maior destas acreditamos ser o efeito Yarkovsky ".
Medidas como essas permitiram à equipe estimar a força muito pequena do efeito
Yarkovsky em RQ36 - sobre igual peso sentisse quando segurando três uvas, de
acordo com Beshore. "Apesar de muito pequena, esta força é constante e
acrescenta-se ao longo do tempo para mudar significativamente a órbita do
asteróide", acrescenta Beshore. Programado para lançamento em 2016,
OSIRIS-REx irá chegar a RQ36 em 2018 e a órbita do asteróide até 2021. Ao se comunicar
continuamente com uma nave espacial em órbita em torno da RQ36, a equipe terá
uma idéia muito melhor da órbita do asteróide. "Esperamos que a OSIRIS-REx
irá nos permitir fazer uma estimativa da força de Yarkovsky em RQ36 pelo menos
duas vezes tão preciso como o que está disponível agora", diz Jason
Dworkin, OSIRIS-REx cientista do projeto da NASA Goddard Space Flight Center em
Greenbelt, Maryland. Este é o conceito de um artista do coletor de amostra
OSIRIS-REx, ou "cabeça tag", que está sendo implantado para coletar
uma amostra de asteróide 1999 RQ36. A equipe vai usar o que ele aprendeu sobre
o efeito Yarkovsky em RQ36 para ajudar a estimar os efeitos sobre outros
asteróides. "O que nós queremos ser capazes de fazer é criar um modelo que
diz tudo bem se você me der um asteróide deste tamanho, feito desta composição,
com esse tipo de topografia, e eu posso estimar para você o que o efeito
Yarkovsky vai ser", Beshore diz. "Então, agora eu provavelmente posso
vir com uma melhor noção do que esperar de outros asteróides que eu não tenho a
sorte de ter uma nave espacial próxima a ele." Dado que a OSIRIS-REx nos
permite modelar melhor o efeito Yarkovsky, e descobrimos um asteróide que pode colidir
com a Terra um dia, o que se pode ser feito sobre isso? "Há várias
estratégias de mitigação", diz Beshore. "Poderíamos explodir um
dispositivo nuclear próximo e acima da superfície de um dos lados do asteróide.
Isto pode ser muito eficaz - Seria vaporizar a camada da superfície, o que seria
então voar a uma velocidade muito elevada, provocando uma força de propulsão de
foguete que iria empurrar tudo mais por alguns centímetros por segundo. Isso
pode ser suficiente para desviar o asteróide. Outras estratégias incluem
pêndulos cinéticos, onde muito dificilmente atingem um asteróide com um
projétil pesado movendo-se em alta velocidade. Em 2005, a missão Deep Impact da
NASA atingiu o cometa Tempel 1 com uma bala de cobre de 370 kg (mais de £ 815)
em cerca de cinco quilômetros por segundo (mais de 11.000 milhas por hora), não
o suficiente para alterar significativamente a órbita do corpo de cinco
quilômetros de tamanho, mas uma prova da tecnologia para este tipo de missão.
Outra idéia é usar um trator de gravidade da estação de uma nave espacial com
precisão suficiente perto do asteróide que, gradativamente desvia-o em apenas
puxar seu campo gravitacional " A chave para todas estas estratégias é a
de descobrir o asteróide bem antes da sua data de impacto e tentativa de
desviá-lo mais cedo, de acordo com Beshore. "Se você está tentando desviar
um alvo, você não precisa aplicar muita força para acertá-lo, para amplamente
errar o alvo se você poderia desviá-lo, uma vez que deixou o arco", diz
Beshore. "Por outro lado, se você tivesse que desviar à direita antes de
atingir o alvo, você precisa dar-lhe um empurrão muito mais para tirá-lo do
caminho." Uma das primeiras coisas que seriam feitas se um asteróide
parecesse estar em rota de colisão com a Terra é de enviar uma sonda ao
asteróide que pode se parecer muito com a OSIRIS-REx, de acordo com Beshore.
"Você quer caracterizá-lo primeiro a escolher a estratégia de deflexão
correta", diz Beshore. "Por exemplo, sabemos que a densidade do RQ36
é de cerca de 1 grama por centímetro cúbico, mais de duas vezes menor do que
rocha sólida. Isso significa que ele é provavelmente uma pilha de escombros - uma
coleção de pedras, rochas e poeira frouxamente unidas pela gravidade. Algumas
estratégias de deflexão podem ser ineficazes com este tipo de asteróide. "
A OSIRIS-REx irá determinar se o RQ36 é na verdade um amontoado de entulho se
orbitando mutuamente e revelando os
efeitos sutis sobre a órbita da gravidade de todas as protuberâncias grandes e
densas dentro do asteróide. A sonda como a OSIRIS-Rex deste modo poderia mapear
a estrutura interna de um asteróide, fornecendo informações valiosas sobre onde
direcionar o mecanismo de deflexão. Amostra do conceito do artista da cápsula
de retorno OSIRIS-REx sendo liberada para seu retorno a Terra. A cópia da OSIRIS-REx
irá também determinar a composição do RQ36 usando medições remotas da luz
visível e espectrômetros de infravermelho, e através da recolha de uma amostra
de material da superfície do asteróide e voltar para a Terra para estudos. Uma
vez que o efeito Yarkovsky pode variar dependendo do tipo de material e da sua
distribuição, uma sonda com capacidade da OSIRIS-Rex para mapear a composição
da superfície irá permitir uma estimativa mais precisa do efeito Yarkovsky em
órbita do asteróide. A missão também irá proporcionar uma experiência crítica de
navegar em torno de asteróides. "Nós não temos muita experiência fazendo
manobras precisas perto de um destes objetos com gravidade muito pequena”, diz
Beshore. "Não é fácil manter-se em órbita em torno dele – a atração
gravitacional deste asteróide é tão fraca que a pressão da luz solar em painéis
solares sobre nossa nave espacial será mais ou menos semelhante à quantidade de
força da gravidade do RQ36 si temos de levar em consideração muitas dessas
forças para navegar e operar em torno de um asteróide. Com OSIRIS-Rex nós vamos
gerar um conjunto de técnicas e tecnologias para qualquer missão que irá para
um asteróide para caracterizá-lo antes de uma missão de mitigação”. 