(AGENPARL) – Roma, 19 febbraio 2020 – Il 13 aprile 2029, una porzione ghiacciata di roccia spaziale, più larga della Torre Eiffel è alta, si diffonderà sulla Terra a 30 chilometri al secondo, sfiorando la sfera dei satelliti geostazionari del pianeta. Sarà l’approccio più vicino da parte di uno dei più grandi asteroidi che attraversano l’orbita terrestre nel prossimo decennio.

Le osservazioni dell’asteroide, noto come Apophis 99942, per il dio egizio del caos, una volta suggerirono che il suo sorvolo del 2029 lo avrebbe portato attraverso un buco della serratura gravitazionale – una posizione nel campo di gravità terrestre che avrebbe tirato la traiettoria dell’asteroide in modo tale che al suo prossimo sorvolo, nell’anno 2036, avrebbe probabilmente un impatto devastante.

Per fortuna, osservazioni più recenti hanno confermato che l’asteroide si imbarcherà sulla Terra senza incidenti sia nel 2029 che nel 2036. Tuttavia, la maggior parte degli scienziati ritiene che non sia mai troppo presto per prendere in considerazione strategie per deviare un asteroide se si fosse mai in rotta di schianto con la nostra casa pianeta.

Ora i ricercatori del MIT hanno escogitato un quadro per decidere quale tipo di missione avrebbe avuto maggior successo nel deviare un asteroide in arrivo. Il loro metodo di decisione prende in considerazione la massa e lo slancio di un asteroide, la sua vicinanza a un buco della serratura gravitazionale e la quantità di tempo di avvertimento che gli scienziati hanno di una collisione imminente – tutti i quali hanno gradi di incertezza, che i ricercatori tengono anche in considerazione per identificare missione di maggior successo per un determinato asteroide.

I ricercatori hanno applicato il loro metodo ad Apophis e Bennu, un altro asteroide vicino alla Terra che è l’obiettivo di OSIRIS-REx, una missione operativa della NASA che prevede di restituire sulla Terra un campione del materiale di superficie di Bennu nel 2023. REXIS, uno strumento progettato e costruito dagli studenti del MIT, fa anche parte di questa missione e il suo compito è quello di caratterizzare l’abbondanza di elementi chimici in superficie.

In un articolo pubblicato questo mese sulla rivista Acta Astronautica , i ricercatori usano la loro mappa decisionale per delineare il tipo di missione che avrebbe probabilmente il maggior successo nel deflettere Apophis e Bennu, in vari scenari in cui gli asteroidi potrebbero essere diretti verso un buco della serratura gravitazionale. Dicono che il metodo potrebbe essere usato per progettare la configurazione ottimale della missione e la campagna per deviare un asteroide vicino alla Terra potenzialmente pericoloso.

“Le persone hanno principalmente considerato le strategie di deflessione dell’ultimo minuto, quando l’asteroide è già passato attraverso un buco della serratura e si sta dirigendo verso una collisione con la Terra”, afferma Sung Wook Paek, autore principale dello studio ed ex studente laureato presso il Dipartimento di Aeronautica e astronautica. “Sono interessato a prevenire il passaggio del buco della serratura molto prima dell’impatto sulla Terra. È come uno sciopero preventivo, con meno confusione. “

I coautori di Paek al MIT sono Olivier de Weck, Jeffrey Hoffman, Richard Binzel e David Miller.

Deviare un killer del pianeta

Nel 2007, la NASA concluse in un rapporto presentato al Congresso degli Stati Uniti che nel caso in cui un asteroide fosse diretto verso la Terra, il modo più efficace per deviare sarebbe lanciare una bomba nucleare nello spazio. La forza della sua detonazione spazzerebbe via l’asteroide, anche se il pianeta dovrebbe quindi affrontare qualsiasi fallout nucleare. L’uso di armi nucleari per mitigare gli impatti degli asteroidi rimane una questione controversa nella comunità di difesa planetaria.

La seconda opzione migliore era quella di inviare un “impatto cinetico” – un veicolo spaziale, un razzo o un altro proiettile che, se mirato nella giusta direzione, con una velocità adeguata, si scontrasse con l’asteroide, trasferendo una frazione del suo momento, e virare fuori rotta.

“Il principio di fisica di base è un po ‘come giocare a biliardo”, spiega Paek.

Affinché qualsiasi dispositivo di simulazione cinetica abbia successo, tuttavia, de Weck, professore di aeronautica e astronautica e sistemi ingegneristici, afferma che le proprietà dell’asteroide, come la sua massa, quantità di moto, traiettoria e composizione della superficie devono essere conosciute “nel modo più preciso possibile “. Ciò significa che, nel progettare una missione di deflessione, gli scienziati e i responsabili della missione devono tenere conto dell’incertezza.

“Importa se la probabilità di successo di una missione è del 99,9 percento o solo del 90 percento? Quando si tratta di deviare un potenziale killer planetario, puoi scommettere che lo fa ”, dice de Weck. “Pertanto dobbiamo essere più intelligenti quando progettiamo missioni in funzione del livello di incertezza. Nessuno ha mai visto il problema in questo modo prima d’ora. ”

Chiudere un buco della serratura

Paek e i suoi colleghi hanno sviluppato un codice di simulazione per identificare il tipo di missione di deflessione degli asteroidi che avrebbe le migliori possibilità di successo, dato l’insieme di asteroidi di proprietà incerte.

Le missioni che hanno preso in considerazione includono un dispositivo di simulazione cinetico di base, in cui un proiettile viene sparato nello spazio per spingere un asteroide fuori rotta. Altre variazioni riguardavano l’invio di uno scout per misurare prima l’asteroide per affinare le specifiche di un proiettile che sarebbe stato inviato in seguito, o l’invio di due scout, uno per misurare l’asteroide e l’altro per spingere l’asteroide leggermente fuori rotta prima che un proiettile più grande fosse successivamente lanciato per far sì che l’asteroide manchi la Terra con quasi certezza.

I ricercatori hanno inserito nella simulazione variabili specifiche come la massa, la quantità di moto e la traiettoria dell’asteroide, nonché l’intervallo di incertezza in ciascuna di queste variabili. Soprattutto, hanno tenuto conto della vicinanza di un asteroide a un buco della serratura gravitazionale, nonché della quantità di tempo che gli scienziati hanno prima che un asteroide passi attraverso il buco della serratura.

“Un buco della serratura è come una porta – una volta aperto, l’asteroide avrà un impatto sulla Terra subito dopo, con alta probabilità”, afferma Paek.

I ricercatori hanno testato la loro simulazione su Apophis e Bennu, due dei pochi asteroidi per i quali sono note le posizioni dei loro fori chiave gravitazionali rispetto alla Terra. Hanno simulato varie distanze tra ciascun asteroide e il rispettivo buco della serratura, e hanno anche calcolato per ogni distanza una regione di “porto sicuro” in cui un asteroide dovrebbe essere deviato in modo da evitare sia un impatto con la Terra che il passaggio attraverso qualsiasi altro buco della serratura nelle vicinanze.

Hanno quindi valutato quale dei tre principali tipi di missione avrebbe avuto maggiore successo nel deviare l’asteroide in un porto sicuro, a seconda della quantità di tempo che gli scienziati devono preparare.

Ad esempio, se Apophis passerà attraverso un buco della serratura in cinque o più anni, allora c’è abbastanza tempo per inviare due esploratori – uno per misurare le dimensioni dell’asteroide e l’altro per spingerlo leggermente fuori pista come test – prima di inviare un dispositivo di simulazione principale . Se il passaggio dal buco della serratura avviene entro 2-5 anni, potrebbe esserci il tempo di inviare uno scout per misurare l’asteroide e mettere a punto i parametri di un proiettile più grande prima di inviare l’impattatore per deviare l’asteroide. Se Apophis attraversa il buco della serratura entro un anno o meno dalla Terra, Paek afferma che potrebbe essere troppo tardi.

“Anche un dispositivo di simulazione principale potrebbe non essere in grado di raggiungere l’asteroide entro questo lasso di tempo”, afferma Paek.

Bennu è un caso simile, sebbene gli scienziati ne sappiano un po ‘di più sulla sua composizione materiale, il che significa che potrebbe non essere necessario inviare scout investigativi prima di lanciare un proiettile.

Con il nuovo strumento di simulazione del team, Peak prevede di stimare il successo di altre missioni di deflessione in futuro.

“Invece di cambiare le dimensioni di un proiettile, potremmo essere in grado di cambiare il numero di lanci e inviare più astronavi più piccole per scontrarsi con un asteroide, uno per uno. Oppure potremmo lanciare proiettili dalla luna o usare satelliti defunti come impattatori cinetici “, afferma Paek. “Abbiamo creato una mappa decisionale che può aiutare nella prototipazione di una missione”.

Questa ricerca è stata supportata, in parte, dalla NASA, Draper Laboratory e dalla Samsung Foundation of Culture.