Immagina che un giorno gli osservatori del mondo confermeranno tutti come uno: un asteroide si sta avvicinando alla Terra, una collisione è inevitabile. Le nazioni spaziali devono concordare come fermarlo. I massi che volano nello spazio possono causare danni catastrofici al nostro pianeta. Quello che succede dopo dipende da quanto tempo l'asteroide ci lascia per pensare. Nessuna delle opzioni sarà facile; potrebbero essere necessarie armi nucleari. Cosa faremo quando arriverà quel giorno?
I grandi asteroidi cadono raramente. L'ultimo di questi a causare gravi danni alla vita fu il meteorite di Tunguska nel 1908. Si ritiene che fosse un meteorite esploso a 10 chilometri sopra la remota regione siberiana.
Questo tipo di caduta avviene ogni pochi secoli. Ma la Siberia è lontana; ancora oggi la sua popolazione è esigua e disseminata su un vasto territorio. Se questo stesso oggetto fosse arrivato quattro o cinque ore dopo, sarebbe caduto su San Pietroburgo e avrebbe prodotto un'esplosione equivalente a un'esplosione nucleare da megatoni.
Abbiamo avuto l'onore di osservare una versione ridotta di questo scenario da incubo abbastanza recentemente. Nel 2013, il meteorite di Chelyabinsk, che è crollato a un'altitudine di 30 chilometri, ha frantumato il vetro e ha ferito 1.400 persone in una città russa. L'esplosione che ha causato è stata l'equivalente di 500 kilotoni - circa 30 bombe sganciate su Hiroshima - ma era abbastanza alta da essere a posto. Tali cadute si verificano abbastanza spesso, in media tre volte all'anno. La maggior parte di essi si verifica sull'oceano o in località remote, quindi non vengono notati. Eppure la domanda che ci preoccupa sarà "accadrà mai una simile caduta e quando avverrà?"
Gli Stati stanno prendendo molto sul serio questo problema e stanno compiendo i primi passi per prevenire cadute pericolose. A gennaio, la NASA ha formato l'Ufficio di coordinamento della difesa planetaria per fungere da punto focale per l'osservazione degli asteroidi e per lavorare con altre agenzie spaziali su come affrontare una possibile collisione di grandi rocce spaziali con la Terra.
PDCO attualmente dedica la maggior parte dei suoi sforzi al rilevamento, coordinando vari programmi di sorveglianza, afferma Lindley Johnson, ufficiale della difesa planetaria della NASA. Perché non puoi combattere le pietre spaziali se non sai dove si trovano. "Stiamo cercando di trovare in anticipo qualsiasi cosa che possa diventare una minaccia nei prossimi anni e persino decenni", afferma. Non appena viene scoperto un pericoloso asteroide, iniziano i lavori sui piani per fermare questo particolare oggetto.
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Il metodo più semplice prevede una sorta di biliardo planetario che utilizza una sonda spaziale per dirigere un oggetto pesante (o la sonda stessa) in collisione con l'oggetto. Quindi si ritiene che l'asteroide cambi il suo corso e voli oltre la Terra.
Una missione congiunta dell'Agenzia spaziale europea e della NASA dovrà testare tale tecnologia nei prossimi anni: si chiama Asterod Impact and Deflection Assesment (Aida). La missione è composta da due veicoli spaziali, uno chiamato Asteroid Impact Mission (Aim), che verrà lanciato alla fine del 2020, e il secondo, il Double Asteroid Redirection Test (Dart), che verrà lanciato nel 2021.
Nel 2022 arriveranno sul doppio asteroide 65803 Didymos, che sta volando con il suo compagno Didymoon. Didymos è larga 780 metri e Didymoon è larga 170 metri. Il più giovane gira intorno al più vecchio ogni 11,9 ore e sono vicini l'uno all'altro - a soli 1100 metri di distanza. La sonda Aim incontrerà l'asteroide e ne studierà la composizione. Non appena Dart arriva, si schianterà su Didymoon e Aim studierà le conseguenze per l'orbita della roccia più giovane. L'obiettivo della missione è scoprire come reindirizzare l'asteroide in modo da non metterlo su una traiettoria pericolosa. Questo, infatti, è il punto di partenza per la pianificazione della missione.
Per comprendere la promessa di una simile missione, il famoso cratere dell'Arizona nello stato americano dell'Arizona è stato probabilmente formato da un oggetto tre volte più piccolo di Didymoon e il suo diametro è di 1,18 chilometri. Una roccia delle dimensioni di Didymos che colpisce la Terra a 125 metri al secondo provocherà un'esplosione equivalente a due megatoni; è abbastanza per distruggere la città. E questa è la velocità minima. Alla sua velocità massima (circa 186 metri al secondo), emetterà quattro megatoni di energia, ovvero circa quattro milioni di tonnellate di TNT.
"Vogliamo cambiare l'orbita di questo satellite", afferma Patrick Michel, ricercatore senior presso il Centro nazionale francese per la ricerca scientifica e uno dei leader del team Aida, "poiché la velocità orbitale del satellite attorno al corpo principale è di soli 19 centimetri al secondo". Anche piccoli cambiamenti possono essere misurati dalla Terra, aggiunge, cambiando il periodo orbitale di Didymoon di quattro minuti.
È anche importante vedere se l'elemento esplosivo sparerà. "Tutti i modelli di collisione su cui stiamo lavorando si basano su una comprensione della fisica delle collisioni che è stata testata solo su scala di laboratorio su target centimetrici", afferma Michel. Non è ancora del tutto chiaro se questi modelli funzioneranno su veri asteroidi.
Johnson aggiunge che questa tecnologia è la più matura: gli umani hanno già dimostrato la capacità di raggiungere un asteroide, in particolare con la missione Dawn su Cerere e la missione Rosetta sulla cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko.
Oltre all'approccio della testata, c'è anche l'approccio gravitazionale: è sufficiente posizionare un'astronave relativamente massiccia in orbita vicino a un asteroide e lasciare che la loro reciproca attrazione gravitazionale guidi delicatamente l'oggetto su un nuovo percorso. Il vantaggio di questo metodo è che essenzialmente devi solo consegnare il veicolo spaziale alla sua destinazione. La missione ARM della NASA può testare indirettamente questa idea; parte di questo piano è riportare l'asteroide nello spazio vicino alla Terra.
Tuttavia, il tempo sarà un elemento chiave di tali metodi; ci vorranno quattro anni buoni per assemblare una missione spaziale oltre l'orbita terrestre, e la navicella impiegherà un anno o due in più per raggiungere l'asteroide desiderato. Se il tempo è poco, dovrai provare qualcos'altro.
Quichen Zhang, un fisico dell'Università della California, a Santa Barbara, crede che i laser ci aiuteranno. Il laser non farà esplodere un asteroide come una Morte Nera, ma vaporizzerà una piccola parte della sua superficie. Zhang e colleghi hanno lavorato con il cosmologo sperimentale Philip Lubin per presentare una suite di simulazioni orbitali all'Astronomical Society of the Pacific.
Questo piano può sembrare inefficace, ma ricorda che se inizi presto e lavori per molto tempo, puoi cambiare il corso del corpo per molte migliaia di chilometri. Zhang afferma che il vantaggio del laser è che un laser di grandi dimensioni può essere costruito nell'orbita terrestre senza dover volare su un asteroide. Un laser da un gigawatt, in funzione per un mese, può spostare un asteroide di 80 metri - come il meteorite Tunguska - di due raggi terrestri (12.800 chilometri). Questo è sufficiente per evitare la collisione.
Un'altra variante di questa idea è quella di inviare un'astronave equipaggiata con un laser meno potente, ma in questo caso dovrà raggiungere l'asteroide e seguirlo relativamente vicino. Poiché il laser sarà più piccolo - nella gamma di 20 kW - dovrà funzionare per molti anni, anche se le simulazioni di Zhang mostrano che un satellite che insegue un asteroide potrebbe farlo cadere fuori rotta in 15 anni.
Zhang dice che uno dei vantaggi dell'utilizzo dell'orbita terrestre è che inseguire un asteroide o una cometa non è così facile come sembra, nonostante l'abbiamo già fatto. “Inizialmente si pensava che Rosetta volasse su un'altra cometa (46P), ma il ritardo nel lancio ha fatto sì che l'obiettivo originale abbandonasse una posizione attraente. Ma se la cometa decide di dirigersi verso la Terra, non avremo l'opportunità di cambiarla in un'opzione migliore . Tenere traccia degli asteroidi è facile, ma ci vogliono almeno tre anni per raggiungerlo.
Johnson, tuttavia, rileva uno dei maggiori problemi associati all'uso di un laser di qualsiasi tipo: nessuno ha mai lanciato in orbita un oggetto lungo un chilometro, per non parlare di un laser o dell'intero array. “Ci sono molti momenti immaturi a questo riguardo; non è nemmeno chiaro come convertire in modo affidabile l'energia solare in energia laser in modo che funzioni abbastanza a lungo.
Esiste anche una "opzione nucleare". Se hai visto il film Armageddon, questa opzione ti sembra semplice, ma in realtà è molto più complicata di quanto sembri. "Dovremo spedire l'intera infrastruttura", afferma Massimiliano Vasile della Straitclyde University. Si offre di far esplodere una bomba nucleare a una certa distanza dal bersaglio. Come con un laser, il piano è quello di vaporizzare parte della superficie, creando così spinta e alterando l'orbita dell'asteroide. "Quando viene fatto esplodere, si ottiene il vantaggio di un'elevata efficienza energetica", afferma.
Mentre i laser e le bombe nucleari possono esplodere quando l'asteroide è più vicino, anche in questi casi, la composizione dell'oggetto sarà importante, poiché la temperatura di evaporazione sarà diversa da asteroide ad asteroide. Un altro problema sono le macerie volanti. Molti asteroidi possono essere semplicemente una raccolta di rocce che si attaccano liberamente. Nel caso di un tale oggetto, la testata non funzionerà. Il rimorchiatore gravitazionale sarà migliore: non dipende dalla composizione dell'asteroide.
Ciascuno di questi metodi, tuttavia, può incontrare un ultimo ostacolo: la politica. Il Trattato sullo spazio esterno del 1967 vieta l'uso e la sperimentazione di armi nucleari nello spazio e mettere in orbita un laser da gigawatt potrebbe innervosire alcune persone.
Zhang osserva che se la potenza del laser orbitante viene ridotta a 0,7 gigawatt, sposterà l'asteroide solo di 0,3 nel raggio terrestre, circa 1.911 chilometri. “I piccoli asteroidi che possono distruggere una città sono molto più comuni dei distruttori planetari. Ora immagina che un tale asteroide si trovi su una traiettoria che porta a New York. A seconda delle circostanze, il tentativo e la deviazione parzialmente fallita dell'asteroide dalla Terra potrebbero spostare il luogo dello schianto a Londra, per esempio. Se c'è un rischio di errore, gli europei semplicemente non lasceranno che gli Stati Uniti deviano l'asteroide.
Tali ostacoli sono generalmente previsti all'ultimo momento. "C'è una scappatoia in questi trattati", dice Johnson, riferendosi al trattato spaziale e al trattato sul divieto totale dei test. Non vietano il lancio di missili balistici che viaggiano nello spazio e possono essere armati con armi nucleari. E alla luce della necessità di proteggere il pianeta, i critici potrebbero essere pazienti.
Michelle osserva inoltre che, a differenza di qualsiasi altro disastro naturale, questo è esattamente ciò che possiamo evitare. “Il rischio naturale di questo è molto basso rispetto allo tsunami e simili. Ma in questo caso possiamo fare almeno qualcosa.
ILYA KHEL
