p Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) fazem parte de uma equipe de defesa planetária nacional que projetou uma espaçonave conceitual para desviar asteróides ligados à Terra e avaliaram se ela seria capaz de empurrar um asteróide enorme - que tem uma chance remota de atingir a Terra em 2135 - claro. O design e o estudo de caso são descritos em um artigo publicado recentemente em Acta Astronautica . p O de 9 metros de altura, A nave espacial de 8,8 toneladas - apelidada de HAMMER (Veículo de Mitigação de Asteróide de Hipervelocidade para Resposta a Emergências) - apresenta um design modular que permitiria servir como um impactador cinético, essencialmente um aríete, ou como um veículo de transporte para um dispositivo nuclear. Sua possível missão:Defletir 101955 Bennu, um asteróide enorme com cerca de 500 metros (mais de 5 campos de futebol) de diâmetro, pesando cerca de 79 bilhões de quilogramas (1, 664 vezes mais pesado que o Titanic), circulando o sol por volta de 63, 000 mph. Com base nos dados de observação disponíveis, Bennu tem 1 em 2, 700 de chance de atingir a Terra em 25 de setembro, 2135, e estima-se que a energia cinética desse impacto seria equivalente a 1, 200 megatons (80, 000 vezes a energia da bomba de Hiroshima).

p "A chance de um impacto parece pequena agora, mas as consequências seriam terríveis, "disse Kirsten Howley, Físico do LLNL e co-autor do artigo. "Este estudo visa nos ajudar a encurtar o tempo de resposta quando vemos um perigo claro e presente, para que possamos ter mais opções para evitá-lo. O objetivo final é estar pronto para proteger a vida na Terra."

p O esforço é parte de uma colaboração nacional de defesa planetária entre a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) e a Administração Nacional de Segurança Nuclear (NNSA), que inclui o LLNL e o Laboratório Nacional de Los Alamos. Das três pontas da defesa planetária, A NASA é responsável pelo primeiro, detectar asteróides com tempo suficiente para mitigar o risco. A equipe de defesa planetária do LLNL é o líder técnico no segundo ponto, mitigação da ameaça. A equipe LLNL também apóia o terceiro ponto, Resposta de emergência.

p A abordagem preferida para mitigar a ameaça de um asteróide seria desviá-lo, forçando um impactador cinético nele, dando um empurrãozinho grande o suficiente para desacelerá-lo, mas não tão grande que o objeto se quebre. Este estudo ajudou a quantificar o limite em que um impactador cinético não seria mais uma opção de deflexão eficaz. Para avaliar este limite, os pesquisadores se concentraram em determinar quantos impactadores HAMMER seriam necessários para desviar Bennu.

p "O impulso que você precisa para dar é muito pequeno se você desviar o asteróide 50 anos depois, "Howley disse." Mas tão longe, é provável que você pense que a porcentagem de acerto seria de 1 por cento. A probabilidade de um impacto Bennu pode ser de 1 em 2, 700 hoje, mas isso certamente mudará - para melhor ou pior - à medida que coletamos mais dados sobre sua órbita. O atraso é o maior inimigo de qualquer missão de deflexão de asteróide. É por isso que há urgência em colocar plataformas de deflexão viáveis ​​na prateleira hoje. "

p Se fosse tomada a decisão de embarcar em uma missão para desviar Bennu, pesquisadores estimam que levaria um mínimo de 7,4 anos antes que um impulso pudesse ser entregue ao objeto terrestre. Isso inclui o tempo que levaria para construir a espaçonave, planeje a missão e viaje até o objeto. Assumindo que o impactador deposita com sucesso sua energia no asteróide, diminuindo um pouco, levaria muitos anos para que a pequena mudança na velocidade se acumulasse em uma mudança suficiente na trajetória.

p Os pesquisadores avaliaram uma série de cenários de deflexão neste estudo, variando do lançamento 10 anos antes do impacto até 25 anos antes. Nos cenários de 10 anos, foi determinado que poderia levar entre 34 e 53 lançamentos do foguete Delta IV Heavy, cada um carregando um único impactador HAMMER, para fazer um asteróide da classe Bennu perder a Terra. Se houvesse um lead time de 25 anos, esse número poderia ser reduzido para 7 a 11 lançamentos. O número exato dependeria da distância de falha da Terra desejada e das condições de impacto no asteróide.

p "Quando muitos lançamentos são necessários para uma deflexão bem-sucedida, o sucesso da missão se torna mais difícil, devido à taxa de falha associada a cada lançamento individual, "disse Megan Bruck Syal, Físico do LLNL e co-autor do artigo. "Se tivéssemos apenas dez anos desde o lançamento, precisaríamos atingir Bennu com centenas de toneladas apenas para desviá-lo de um caminho de impacto na Terra, exigindo dezenas de lançamentos bem-sucedidos e impacto no asteróide. "

p Qual o tamanho de um asteróide que um único impactador poderia desviar? Os pesquisadores determinaram que um único impactador HAMMER poderia desviar um objeto de 90 metros de diâmetro por cerca de 1,4 raio da Terra com 10 anos de antecedência - desde o momento do lançamento até o impacto previsto na Terra. Se eles precisassem de menos deflexão, cerca de um quarto do raio da Terra, um único impactador pode ser eficaz em um objeto de até 152 metros de diâmetro neste mesmo cenário.

p O artigo finalmente concluiu que usar uma única espaçonave HAMMER como aríete se provaria inadequado para desviar um objeto como Bennu. Embora simulações recentes de cenários de deflexão nuclear não estejam incluídas neste artigo - elas serão incluídas em um artigo complementar a ser submetido para publicação em um futuro próximo - as descobertas sugerem que a opção nuclear pode ser necessária com objetos maiores como Bennu. A abordagem nuclear carrega o potencial de depositar muito mais energia em um objeto como Bennu, causando aumento da mudança na velocidade e na trajetória.

p Ao contrário dos retratos populares de uma missão de deflexão nuclear - como o filme Armagedom - a abordagem de deflexão nuclear consistiria em detonar um explosivo nuclear a alguma distância do asteróide. Isso inundaria um lado do asteróide com raios-X, vaporizando a superfície, o que criaria propulsão conforme o material vaporizado é ejetado do objeto. Ao contrário de um impactador cinético, a quantidade de energia depositada em um asteróide com um dispositivo nuclear pode ser ajustada ajustando o quão longe está do asteróide quando detonado.

p Como Bennu passa regularmente perto o suficiente da Terra para observações de radar, pesquisadores são capazes de estimar sua órbita com precisão suficiente para dar um aviso de algumas décadas, se for para impactar a Terra. Este sobrevôo próximo à Terra Bennu acontece a cada seis anos. Mas para outros objetos que não passam regularmente perto o suficiente da Terra para observações de radar, muito mais incerteza existe. Se limitado a observações telescópicas, é possível que os pesquisadores não estejam 100% certos de um impacto até menos de um ano antes da colisão. Em um cenário onde há muito pouco tempo para montar uma missão de deflexão eficaz, a última opção pode ser uma ruptura robusta por meio de explosivo nuclear, embora a janela de oportunidade fosse muito estreita.

p "A interrupção bem-sucedida exige a garantia de que os pedaços do asteróide sejam suficientemente pequenos e bem dispersos, de modo que representam uma ameaça muito reduzida para a Terra, "Disse Syal." A interrupção realizada dezenas de dias antes do impacto ainda pode ser muito eficaz na redução do dano total sentido pela Terra. O trabalho anterior de nosso grupo de pesquisa mostrou que os detritos impactantes são reduzidos a menos de 1% de sua massa inicial ao interromper o asteróide, mesmo nesses últimos tempos. "

p Bennu é um entre mais de 10, 000 objetos próximos à Terra encontrados pela NASA até agora, e os cientistas estimam que esta é apenas uma fração dos objetos que vêm com cerca de 28 milhões de milhas da Terra. A boa notícia é que a maioria desses objetos é muito menor do que Bennu. O Centro de Estudos de Objetos Perto da Terra da NASA lista pouco mais de 2, 500 objetos próximos à Terra descobertos que são potencialmente tão grandes quanto Bennu.

p Esta pesquisa é o primeiro de três estudos de caso a serem publicados, cada um examinando diferentes cenários de mitigação. Os seguintes estudos de caso examinam a deflexão de Didymos B, o alvo da missão DART da NASA, e um cometa reduzido Churyumov-Gerasimenko, que foi visitado pela missão Rosetta da Agência Espacial Europeia em 2014-20 2016.