Esse asteroide é um problema? Conheça o esquadrão de defesa planetária que decide

Existem poucos conceitos cosmológicos que conquistaram o público – e Hollywood – com mais força do que a ideia de um asteroide se aproximando. Enormes pedaços de rocha dirigidos para a Terra com potencial para destruir o planeta – é um pensamento assustador.

Felizmente, estamos cada vez melhores na detecção de objectos próximos da Terra que podem representar um perigo, e os astrónomos têm sido capazes de prever pequenos impactos antes que eles aconteçam.

Mas detectar algo no céu é uma coisa. Descobrir o que é esse algo e se é um perigo potencial é um desafio totalmente diferente. Queríamos saber o que é necessário para determinar se um asteróide é perigoso ou não, por isso falámos com alguns dos investigadores que trabalham na linha da frente da defesa planetária para descobrir.

Um problema matemático

Uma vez detectado um asteróide, precisamos de saber a sua trajectória – se se aproximará da órbita da Terra e se cruzará essa órbita no momento em que a Terra estiver a passar. A tarefa de determinar uma trajetória cabe ao Centro de Estudos de Objetos Próximos à Terra da NASA , ou CNEOS. À frente do centro está Paul Chodas, que lidera um grupo de matemáticos que fazem observações com telescópios e calculam as trajetórias dos objetos.

“É tudo um problema matemático”, disse Chodas à Digital Trends – mas não é simples. Você pode rastrear o movimento de um objeto com múltiplas observações dele, mas isso não informa a que distância ele está.

“É complexo porque é necessário ter modelos precisos do sistema solar: a posição da Terra, especialmente a posição do Sol, da Lua”, disse Chodas. “Para previsões de longo prazo, você precisa saber onde estão todos os planetas, porque todos eles afetam o movimento dos asteróides.”

É por isso que mais dados são sempre úteis — seja com múltiplas observações de um objeto na mesma noite, ou com múltiplas observações de diferentes observadores.

Felizmente, as leis imutáveis ​​da física ajudam nisso. “Executamos as coordenadas através do nosso software e, gradualmente, as leis físicas da gravidade começam a restringir essa trajetória”, explicou Chodas.

Haverá sempre um certo grau de incerteza sobre as trajetórias, mas essa incerteza diminui com mais dados. Quanto mais observações o CNEOS tiver, mais precisamente ele poderá prever o caminho de um objeto. Quanto menor a incerteza, mais longe no futuro uma trajetória pode ser calculada.

O grupo requer pelo menos quatro observações durante pelo menos uma hora. Embora seja tecnicamente possível calcular uma trajetória com apenas três observações, normalmente o centro obterá cerca de 12 observações de um novo objeto antes de ser anunciado pelo Centro de Planetas Menores da União Astronómica Internacional e receber um nome. Isso o torna um órgão oficial menor.

Não são apenas asteróides

Quando você pensa em objetos que podem impactar o planeta, sua mente provavelmente vai primeiro para os asteróides. Esses pedaços de rocha são de longe os objetos próximos à Terra mais comuns, mas não são os únicos.

Outros objetos potencialmente perigosos incluem cometas, que são feitos de gelo e rocha, e que também poderiam causar danos generalizados se impactassem o planeta.

Embora a maioria dos asteróides venha do cinturão principal de asteróides entre Marte e Júpiter, a maioria dos cometas vem do Cinturão de Kuiper ou da nuvem de Oort, muito além da órbita de Netuno. Assim, os cometas aproximam-se frequentemente da Terra em ângulos diferentes dos asteróides, embora os princípios para calcular as suas trajectórias sejam os mesmos.

O problema, explicou Chodas, é que os cometas passam por um processo chamado liberação de gases à medida que se aproximam do sol. À medida que aquecem, parte do seu gelo sublima-se em gases, criando as caudas distintas dos cometas. E estes gases podem afetar as trajetórias dos cometas, tornando essas trajetórias mais incertas. Os pesquisadores chamam isso de aceleração não gravitacional, pois os jatos dos cometas afetarão seu movimento.

“Os cometas são mais difíceis de prever, especialmente um cometa recém-descoberto onde não se tem quaisquer dados históricos sobre como os efeitos não gravitacionais se comportam em passagens anteriores perto do Sol”, disse Chodas.

Menos de 1% dos objetos próximos à Terra são cometas, então os asteróides são muito mais comuns. Mas os cometas são complicados e não podemos ignorá-los quando se trata de defesa planetária.

Automatizando o processo

Um dos desafios deste trabalho é que existem muitos – realmente, muitos – objetos pequenos no sistema solar, portanto, tentar calcular manualmente as trajetórias de cada um seria insustentável.

“O número de objetos está disparando”, disse Chodas, “então grande parte disso é automatizado”.

Na verdade, a principal base de dados de pequenos corpos do sistema solar contém agora mais de 1,3 milhões de objetos. Historicamente, as trajetórias eram calculadas manualmente, mas o CNEOS agora utiliza computadores para automatizar o processo.

Existem duas ferramentas que o centro usa. O sistema Scout pode verificar possíveis impactadores em apenas alguns minutos e é usado para objetos recém-detectados e não confirmados. Outra ferramenta, o Sentry, faz previsões sobre dezenas de milhares de objetos enquanto procura a possibilidade de impactores nos próximos cem anos. Estas previsões para um futuro distante têm maiores incertezas, mas a ideia é sinalizar quaisquer objetos que possam aproximar-se potencialmente da órbita da Terra.

Se um objeto for uma ameaça potencial para a Terra, ele será sinalizado e enviado ao Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA, que coordena os esforços globais de defesa planetária.

Caracterizando um objeto

Agora sabemos onde está um asteróide e se ele se aproximará da Terra nos próximos 100 anos. Mas para saber se é realmente perigoso e até que ponto representa uma ameaça, precisamos de saber mais sobre o objecto em si: Do que é feito? Quão denso é isso? Qual é a sua forma e quão rápido ele gira?

Descobrir isso é tarefa de pesquisadores como Vishnu Reddy, que lidera um grupo de pesquisa de consciência situacional espacial na Universidade do Arizona. O grupo usa telescópios terrestres para observar objetos como asteróides e determinar suas características.

Há uma variedade de técnicas que os pesquisadores podem usar para obter informações sobre um asteróide. A espectroscopia pode dizer do que é feito um objeto e sua densidade de grãos, enquanto o radar pode revelar seu diâmetro e forma. As observações infravermelhas térmicas podem mostrar as propriedades de um objeto, como a quantidade de luz que ele reflete – o que também ajuda a informar sobre sua composição.

Ao usar várias técnicas diferentes de sobreposição, os pesquisadores podem descobrir informações surpreendentes sobre um asteroide, mesmo que ele seja pequeno e distante.

Isto é importante porque as características particulares de um asteroide podem afetar significativamente o quão potencialmente perigoso ele é. Por exemplo, as estruturas interiores dos asteróides vêm em dois tipos principais: pilhas de entulho, que são coleções de pequenos pedaços frouxamente mantidos juntos, e monólitos, que são pedaços sólidos de material. Esses dois tipos reagirão de maneira muito diferente aos impactos.

“Achamos que a maioria dos [objetos próximos à Terra] menores são pilhas de entulho, o que significa que são blocos soltos de material. Eles não são mantidos mecanicamente juntos como um monólito sólido”, explicou Reddy à Digital Trends. “É provável que um objeto sólido chegue ao solo. Um objeto mais fraco provavelmente terá uma explosão aérea e se destruirá nas partes mais altas da atmosfera.”

Se os cientistas conseguirem detectar um objeto potencialmente perigoso com bastante antecedência, terão tempo para caracterizá-lo e prever o seu curso. “O tempo é o seu melhor amigo quando se trata de defesa planetária”, disse Reddy. “Você quer descobrir todos esses objetos com anos ou décadas de antecedência para poder prever se eles impactarão a Terra.”

Estamos prontos?

A boa notícia é que identificamos quase todos os grandes asteroides que poderiam chegar perto da Terra, e nenhum representa qualquer perigo atual. Não vamos experimentar outro evento no estilo matador de dinossauros tão cedo.

Quando se trata da ameaça de um enorme asteróide nos atingir, “é um evento de probabilidade muito baixa”, disse Chodas. “Realmente não é algo para perder o sono.”

Isso não significa que não tenhamos nada em que pensar. “Dito isto, temos a tecnologia para encontrá-los – pelo menos os de 140 metros e maiores – e podemos resolver esse problema ao longo do tempo”, continuou Chodas.

O foco agora está nesses asteróides de tamanho médio – aqueles entre 140 metros e 1 quilômetro de tamanho – que não destruiriam o planeta, mas poderiam causar danos significativos se atingissem uma área densamente povoada como uma cidade. A maioria dos objetos cai no oceano, mas se tivermos azar e um deles atingir uma área urbana, poderá ser desastroso.

As próximas missões, como o Near-Earth Orbit Surveyor (NEOS), irão melhorar enormemente as nossas capacidades de detecção destes corpos de tamanho médio. E testes de tecnologias de deflexão de asteróides, como o Teste de Redirecionamento de Asteróide Duplo (DART), mostram que é teoricamente possível – pelo menos se tivermos aviso prévio suficiente – desviar um corpo que se aproxima, colidindo com ele com uma nave espacial.

Mas não se engane, o DART foi uma conquista incrível, mas não é um sistema de defesa. Conseguiu alterar o curso de um asteróide, mas não o suficiente para evitar um impacto na Terra, caso fosse uma ameaça real. (Para ter uma ideia do que seria necessário para desviar um asteróide, o CNEOS tem um aplicativo online que permite simular asteróides que se aproximam e quanto eles seriam desviados por vários impactos.)

“Pelos nossos cálculos, você precisa mover algo um centímetro por segundo ou alguns centímetros por segundo, e a quantidade de mudança de velocidade que o DART transmitiu foi 10 vezes menor do que isso”, disse Chodas. “O DART foi um experimento importante e aprendemos muito com ele”, mas “isso não seria suficiente em um caso real”.

Uma questão diplomática

Embora possamos estar científica e tecnologicamente no caminho certo para lidar com ameaças de asteróides, uma área em que não estamos preparados é em termos de relações diplomáticas.

“Ter uma perspectiva global sobre a defesa planetária é muito, muito importante”, disse Reddy, porque não podemos pensar no problema da defesa planetária em termos de nações individuais.

“Se um asteróide atingisse outra parte do mundo, não seria como 'Oh, é problema deles'. As coisas que vão para a atmosfera – nós respiramos essas coisas. Os terremotos, os incêndios florestais, tudo, desde as ondas de choque – isso também nos afeta. Uma solução global é aquilo em que devemos investir.”

Organizações como a Rede Internacional de Alerta de Asteróides, ou IAWN, com a qual Reddy trabalha, pretendem reunir uma perspectiva global sobre a defesa planetária. Mas é necessário mais trabalho diplomático para coordenar uma solução global para potenciais ameaças planetárias.

Porque embora o risco do impacto de um asteróide possa parecer assustador e desconhecido, não é impossível prever. Com a tecnologia certa e a vontade global partilhada, temos o potencial para identificar e mitigar esta ameaça.

“É um problema global e temos força nos números”, disse Reddy.