Strategie di deflessione degli asteroidi

Le strategie che deviano gli asteroidi sono i metodi con cui i NEO potrebbero essere deviati per prevenire una collisione con la Terra . L'orbita di questi asteroidi o comete - designati anche dal loro acronimo inglese NEO ( Near-Earth object ) - ha la particolarità di tagliare quella della Terra o avvicinarsi molto da vicino. Alcuni di loro colpiscono regolarmente il nostro pianeta. Se il più piccolo di questi oggetti non causa alcun danno, quelli la cui dimensione supera alcune decine di metri possono provocare molte vittime ma la loro frequenza è molto bassa. Oltre un diametro di un chilometro, l'impatto può avere ripercussioni globali. Dalla fine degli anni '90, questa minaccia è stata presa in considerazione da alcune organizzazioni governative, in particolare dalla NASA, e sono state sviluppate strategie per evitare un disastro. Queste consistono innanzitutto nell'identificare e caratterizzare in modo esaustivo l'orbita dei NEO più minacciosi. Per prevenire l'impatto è necessario deviare la loro traiettoria. Sono stati identificati diversi metodi, che devono essere testati: impattore, trattore gravitazionale, modifica dell'effetto Yarkovsky , ecc. La NASA sta sviluppando la missione DART che dovrebbe consentire di valutare l'effetto di un impatto su un piccolo asteroide. Questo sarà lanciato nel 2021.

Definizione

Un impattore sufficientemente massiccio, un asteroide o una cometa, potrebbe, in caso di collisione con il nostro pianeta, causare giganteschi tsunami o sollevare enormi quantità di polvere nell'atmosfera, bloccando i raggi solari e provocando un inverno artificiale. Sono 65 milioni di anni, una collisione tra la Terra e un oggetto di circa 10 km di diametro avrebbe provocato l' estinzione del Cretaceo .

In teoria, la probabilità di un tale evento è bassa, ma eventi recenti, come la collisione della cometa Shoemaker- Levy 9 con Giove o la minaccia dell'asteroide vicino alla Terra (99942) Apophis (un tempo classificato al livello 4 su la Scala di Torino ), hanno attirato l'attenzione degli scienziati - e del pubblico - su questa minaccia. I progressi tecnologici consentono di immaginare alcune opzioni di difesa.

Difesa contro impattori

Sono stati ideati diversi metodi per impedire che un oggetto vicino alla Terra tocchi la Terra. Di solito ciò comporta una leggera modifica dell'orbita dell'oggetto vicino alla Terra applicando una spinta al corpo celeste. Se la spinta è puntuale, va applicata quando il corpo è al suo afelio ( picco ). Puoi anche scegliere di esercitare una spinta più debole ma continua. Più anticipiamo la correzione della traiettoria, meno deve essere importante.

I principali metodi studiati sono i seguenti:

Il primo metodo di deflessione, già implementato per uno scopo completamente diverso dalla sonda spaziale Deep Impact della NASA, consiste nel lanciare un veicolo spaziale contro il NEO. Questo metodo deve essere testato dal DART dell'agenzia spaziale americana che deve modificare nel 2021 la traiettoria dell'asteroide (65803) Didymos . Al momento dell'impatto la velocità dell'asteroide viene modificata a causa della legge di conservazione della quantità di moto :

M 1 x V 1 + M 2 x V 2 = (M 1 + M 2 ) x V 3
con M 1 massa della navicella, M 2 massa della cometa, V 1 velocità della navicella, V 3 velocità della cometa dopo l'impatto, M 1 e M 2 rispettiva massa della navicella e della cometa. Le velocità sono vettori.

Un metodo reso popolare dal cinema ( Armageddon ) consiste nel provocare un'esplosione nucleare destinata a frammentare l'asteroide. Questa soluzione è tecnicamente fattibile ma presenta grossi inconvenienti. I suoi effetti sono incontrollabili e la sua efficacia resta da dimostrare. Questa sarebbe una soluzione da considerare come ultima risorsa.
Un metodo più efficiente sarebbe quello di far esplodere una carica nucleare sulla superficie oa breve distanza dal NEO in modo da trasmettergli un impulso senza frammentarlo. Questa tecnica solleva due problemi: da un lato è necessario riuscire a controllare il vettore dell'impulso generato e dall'altro l'esplosione di una carica nucleare può sollevare problemi politici. Questa è una soluzione da considerare quando il periodo di preavviso è molto breve.
Il trattore gravitazionale è un metodo che utilizza l'attrazione gravitazionale reciproca tra il dispositivo vicino alla Terra e un veicolo spaziale. Quest'ultimo mantiene una distanza costante dal NEO utilizzando la propulsione elettrica. Per la sua massa esercita sull'asteroide una forza molto leggera che nel tempo ne modifica sufficientemente l'orbita. Un veicolo spaziale di 20 tonnellate potrebbe con questo metodo deviare sufficientemente un asteroide di 200 metri rimanendo per un anno vicino ad esso, a condizione che questa operazione venga eseguita 20 anni prima dell'impatto previsto.
L'uso dell'effetto Yarkovsky , che è una forza prodotta dal divario tra l'assorbimento solare e l'emissione termica radiante. Questa forza che contribuisce in modo permanente a plasmare l'orbita della macchina near-Earth può essere modificata ad esempio interponendo uno schermo tra il Sole e l'asteroide o modificando l'albedo di quest'ultimo (ad esempio depositando un rivestimento nero o bianco sul suo superficie). L'intensità di questa forza è molto bassa, ma nel tempo può consentire di ottenere la deviazione desiderata.
Un altro metodo consisterebbe nell'installare un sistema di propulsione su un piccolo asteroide per modificarne la traiettoria e colpire il dispositivo minaccioso vicino alla Terra. Questo metodo è tuttavia complesso da implementare e i suoi effetti non possono essere controllati.
La deflessione dell'esplosione comporta il posizionamento di un veicolo spaziale a breve distanza dall'asteroide e la direzione di un motore ionico verso la superficie dell'asteroide. Gli ioni espulsi rimbalzano sulla superficie dell'asteroide ed esercitano una spinta su di esso. La navicella ha un'altra propulsione diretta nella direzione opposta per neutralizzare il movimento prodotto dal primo motore. Con un motore a ioni avente un impulso specifico di 3000 secondi, è possibile ottenere una deflessione dopo un anno con un veicolo spaziale da 2 tonnellate. Se il motore ha un impulso specifico di 10.000 secondi, la massa della navicella può essere dimezzata.

Note e riferimenti

Émeline Ferard, " Vogliono distruggere gli asteroidi con una bomba nucleare come ad Armageddon " , su maxisciences.com ,21 novembre 2012
(a) Claudio Bombardelli, Gesù Peláez et al. , " Ion Beam Shepherd for Asteroid Deflection " , Journal of Guidance, Control and Dynamics ,gennaio 2011, p. 1-6 ( leggi online )

Bibliografia

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(en) NASA, Office of Science and Technology Policy, Federal Emergency Management Agency, ..., The National Near-Earth Object Preparedness Strategy and Action Plan (Strategy and Action Plan) , Maison Blanche,2018, 23 p. ( leggi online ) - Piano strategico degli Stati Uniti nel campo della difesa planetaria per i prossimi 10 anni.
(en) Commissione per la scienza, lo spazio e la tecnologia (Camera dei rappresentanti), Minacce dallo spazio: una revisione degli sforzi del governo degli Stati Uniti per tracciare e mitigare asteroidi e meteoriti (Parte I e Parte II) , Congresso degli Stati Uniti,2013, 195 p. ( leggi online ) - Audizioni sul tema dell'identificazione delle minacce NEO e dell'attuazione delle contromisure.
(en) NASA, Near-Earth Object Survey and Deflection Analysis of Alternative (rapporto al Congresso) , NASA,2007, 28 p. ( leggi online ) - Rapporto preparato dalla NASA per il Congresso americano che elenca i diversi scenari per il rilevamento di oggetti vicini alla Terra e i metodi che consentono di dirottarli.

Strategie di deflessione degli asteroidi

Definizione

Difesa contro impattori

Note e riferimenti

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