Missão da NASA para impedir impactos de asteróides com a Terra

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”.