Seus modelos de computador hiper-realistas protegem a Terra de asteróides assassinos

Sabina Raducan tem o tipo de trabalho que você esperaria que o protagonista de um filme de Michael Bay dos anos 90 tivesse. Em The Rock , o Dr. Stanley Goodspeed, de Nicolas Cage, é um especialista em armas químicas do FBI que ajuda a salvar o dia. Em Armageddon , Harry Stamper, de Bruce Willis, é um perfurador de petróleo veterano que ajuda a salvar o dia. E na Universidade de Berna, uma das maiores universidades da Suíça, Sabina Raducan constrói modelos hiper-realistas de impactos de asteroides. O que poderia um dia ajudar a salvar, bem, todo o nosso planeta.

Para ser claro, Raducan não está construindo modelos do que aconteceria no caso de um asteroide colidir com a Terra. Em vez disso, como pesquisadora de pós-doutorado, ela constrói simulações numéricas do que aconteceria se nós (ou seja, a Terra) tentássemos desviar um asteroide destrutivo enviando um dispositivo “impactador” feito pelo homem para recebê-lo. Em vez de destruí-lo, isso poderia ser usado para afastar o asteroide do curso para que ele navegue pelo nosso planeta.

Por enquanto, a ideia de ter algo assim como medida de precaução ainda está no futuro. Quando isso acontece (e provavelmente é um “quando” em vez de um “se”), o trabalho de Raducan pode ser inestimável. E, pelo menos por enquanto, sua pesquisa lhe dá um quebra-gelo indutor de inveja para as festas: “Eu trabalho no setor de defesa planetária”.

A era de ouro dos asteroides

Raducan ficou fascinada pelo assunto de crateras de impacto quando estava concluindo um mestrado em Astronomia, Ciências Espaciais e Astrofísica na Universidade de Kent, no Reino Unido. “Todo mundo estava interessado em Marte e na Lua”, disse ela ao Digital Trends. “É para lá que vão todas as pesquisas. Eu queria fazer algo que não fosse superpovoado por cientistas e fosse [muito] menos estudado”.

Os cientistas se perguntam sobre a possibilidade de proteger a Terra contra possíveis asteroides assassinos há mais de meio século. Em meados da década de 1960, muitas pessoas estavam preocupadas com a possibilidade de o Asteróide 1566 Icarus colidir com a Terra, apesar do fato de que os especialistas estavam confiantes de que passaria apenas em cerca de 6 milhões de quilômetros. “Grande asteroide está a caminho da Terra” gritou um jornal. “ Os hippies fogem para o Colorado quando Ícaro se aproxima da Terra”, escreveu ninguém menos que o New York Times .

No MIT, pesquisadores elaboraram planos para explodir o Icarus usando seis foguetes Saturn V, armados com ogivas nucleares separadas de 100 megatons. Como esperado, Ícaro acabou perdendo a Terra – embora o trabalho do MIT, descrito com mais detalhes no livro Fire in the Sky , não tenha gerado escassez de cobertura da imprensa.

Mas enquanto desde então tem havido surtos periódicos de cobertura para este tópico, e não faltam filmes de Hollywood ( mais recentemente Don't Look Up ), Raducan está confiante de que ela entrou no campo no momento certo.

Supermodelos de asteróides

Uma razão para isso é a quantidade de missões espaciais e os dados resultantes. “Quinze anos atrás, havia dados tão limitados [sobre asteroides]”, disse ela. “Agora temos várias missões espaciais que vão para asteróides e muitos dados que chegam. Há DART e Hera. Há a missão Lucy. Existem as missões OSIRIS-REx e Hayabusa . Há a missão Psyche. Tudo isso são dados que você não poderia obter da Terra.”

Curiosamente, nem todos os dados usados ​​para construir os modelos do Raducan podem vir de asteroides da vida real. Recentemente, alguns de seus colegas viajaram para a Espanha, onde dispararam projéteis de plástico em um modelo em escala substituto do asteroide Ryugu, feito de areia e rochas, usando uma pistola de gás comprimido. Esses resultados também entram em seus modelos de computador.

A segunda razão complementar de que agora é o melhor momento para estudar asteróides é a marcha do progresso tecnológico impulsionada pela Lei de Moore. Uma simulação de impacto de asteroide que, para usar a mesma comparação de 15 anos mencionada anteriormente, levaria uma semana para ser processada em 2007, agora leva cerca de meia hora. E as simulações que atualmente levam uma semana são muito, muito superiores em sua complexidade.

A versão TL;DR? Sabemos mais sobre asteróides e, nas palavras da introdução do The Six Million Dollar Man , podemos reconstruí-los. Ou pelo menos modele-os em uma resolução impressionantemente alta em um supercomputador.

Uma questão de força

Atualmente, não há asteróides que os cientistas se preocupem que representem uma ameaça imediata à vida na Terra. Não há corrida imediata contra o relógio para construir um sistema de defesa planetário. Mas modelos como o de Raducan nos ajudarão a entender melhor como lidar com asteróides no caso de um dia precisarmos. Eles também nos ajudarão a modelar melhor essas ameaças, sejam os asteroides em questão grandes e densas rochas espaciais ou acumulações de rochas menores mantidas juntas pela gravidade. Cada um deles exigiria estratégias diferentes, e é por isso que um trabalho de modelagem computacional como esse é tão importante.

É fácil pensar que, quando se trata de possíveis asteróides assassinos, devemos simplesmente atingi-los o mais forte que pudermos. Afinal, o conceito de overkill, excedendo a quantidade de capacidade destrutiva necessária para resolver o problema, não parece um grande problema quando você está lidando com um potencial evento de nível de extinção que se aproxima da Terra.

Mas, na verdade, este não é o caso. Atingir um asteroide com força insuficiente para desviá-lo seria, obviamente, uma má notícia. No entanto, também seria bater com muita força – como qualquer um que já jogou o jogo Atari Asteroids saberá.

“O problema é que, se você bater com muita força, estará apenas quebrando”, disse Raducan. “Então, em vez de lidar com um objeto, você está lidando com vários objetos menores que são muito mais difíceis de controlar. Em vez de um único impacto, você tem uma série de impactos. Isso é algo que você definitivamente quer evitar.”

Provando as previsões

Claro, a grande questão sobre os modelos de Raducan é a mesma de qualquer modelo preditivo: quão precisos eles são? Muitos modelos de computadores inteligentes, equipados com quantidades muito maiores de dados, falharam. Notoriamente, o Google Flu Trends – que usava as pesquisas do Google para consultas relacionadas à gripe – estava longe do alvo quando se tratava de prever com precisão a propagação do vírus da gripe durante a temporada de gripe.

Como Raducan pode ter certeza de que seus modelos são precisos? Afinal, no caso de um asteróide assassino, um erro de cálculo pode ser desastroso. Por enquanto, a resposta é… não sabemos. Mas podemos muito bem em breve.

Em novembro passado, a NASA lançou sua missão DART (Double Asteroid Redirection Test) . Aclamado como o primeiro teste de defesa planetária em grande escala do mundo contra a possibilidade de impactos de asteróides, o DART colidirá com o alvo do asteróide Dimorphos em setembro deste ano.

Como parte de seu trabalho, Raducan ajudou a modelar o provável impacto que o DART causará em seu alvo. Suas previsões sugerem que a missão DART será extremamente improvável de quebrar o asteroide, embora o deforme significativamente. Para quebrá-lo levaria 10x mais energia de impacto. Ao analisar os dados da missão DART – e da missão Hera da Agência Espacial Européia para investigar as consequências do impacto da sonda DART – será possível ter uma noção de quão bem os modelos de Raducan previram o impacto.

Seja qual for o resultado, os dados resultantes serão usados ​​para tornar os modelos futuros ainda mais precisos.

Construindo um sistema de defesa planetária

Em última análise, a esperança é que os modelos preditivos de impacto de asteroides do Raducan possam formar uma parte fundamental de um sistema de defesa planetário capaz de manter a Terra a salvo da ameaça de futuras colisões de asteroides.

Desde que o último impacto de asteroide em nível de extinção ocorreu há cerca de 66 milhões de anos, a probabilidade de tal impacto de asteroide é felizmente baixa. (Embora, como observa a NASA , um asteróide do tamanho de um carro entre na atmosfera da Terra aproximadamente uma vez por ano, mas queime antes de causar qualquer dano.)

No entanto, dado o dano potencial que um asteroide assassino pode causar, Raducan acredita que é um investimento que vale a pena criar as salvaguardas necessárias – pelo menos no que diz respeito a missões como o DART.

“A espaçonave DART é uma missão muito barata em comparação com as missões espaciais usuais, porque é uma missão de demonstração de tecnologia e não uma missão científica”, disse ela. “Ele tem apenas alguns instrumentos a bordo, como uma câmera e um sistema de navegação, e a duração da missão é muito curta, [sendo] menos de um ano no espaço.”

No final do dia, tudo volta para Michael Bay. “Para contextualizar o custo da missão DART, custa aproximadamente a mesma quantia para produzir um filme como Armageddon , quanto custa enviar uma missão de deflexão real no espaço”, disse Raducan. “Se é mais importante filmar um filme de Hollywood sobre a deflexão de um asteroide do que enviar uma espaçonave [para nos ajudar a fazer a mesma coisa], temos que acertar nossas prioridades.”