Como podemos nos proteger de asteroides?
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Há cerca de 66 milhões de anos, o impacto de um asteroide na península de Yucatán criou uma cratera gigantesca de cerca de 180 km de diâmetro e 20 km de profundidade, liberando uma energia equivalente a 100 Tetratons, algo em torno de 8 bilhões de vezes mais poderoso do que as bombas que atingiram Hiroshima e Nagasaki no final da Segunda Guerra Mundial. Esse intenso evento causou uma extinção em massa no planeta, possivelmente sendo o principal evento que marcou o fim da era dos dinossauros. E se encarássemos esse tipo "ataque" nos dias de hoje? Teríamos defesa para nos protegermos?
Apesar de parecer raros, os impactos de meteoroides (corpos com, no máximo, 1 metro de diâmetro) e outros objetos menores na Terra são comuns (Para saber mais, acesse: Asteroides, meteoroides, meteoros e meteoritos!) O famoso meteoro que explodiu na atmosfera da Rússia em 2013, liberou 500 quilotons de energia (cerca de 30 vezes a bomba de Hiroshima), quebrando milhares de vidros nos prédios e causando grande pânico. Caso tivesse atingido o solo, o estrago seria devastador. E olha que estamos falando de um pequeno meteoro de 10 metros de comprimento. No mínimo, 3 desses caem na Terra todos os anos, os quais acabam explodindo em cima de zonas inabitadas, como oceanos.
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| Rastro no céu deixado pelo meteoro que caiu em Chelyabinsk, na Rússia, em 2013 |
No geral, asteroides ou cometas com 1 km, ou mais, de diâmetro são uma grande ameaça à vida do planeta (principalmente à nossa) se eles resolverem nos atingir (o que provavelmente extinguiu os dinossauros parece que tinha em torno de 10 km de diâmetro). Hoje, a NASA já possui mais de 90% dos que representam um grande risco para nós devidamente catalogados, e nenhum está em rota de colisão com a Terra, por enquanto. Porém, as rochas menores ainda estão nos rondando perigosamente, aos milhões, totalmente invisíveis ou escassamente estudados. Diversas agências de segurança mundiais têm trabalhando nesse quesito, elaborando projetos junto com agências espaciais no mundo inteiro, incluindo a NASA. Esta última, por exemplo, formou o Planetary Defense Coordination Office (PDCO) em Janeiro de 2016, uma comissão para otimizar as buscas espaciais por corpos rochosos que sejam uma ameaça à Terra. Mesmo corpos pequenos podem significar um grande perigo, já que eles estão viajando a uma velocidade média de 11 km/s em nossa direção.
ESTRATÉGIAS DE PREVENÇÃO
Mas não adianta apenas avistar um vindo na nossa direção, é preciso agir. Para isso, três tecnologias são propostas hoje para desviar a trajetória desses objetos da órbita da Terra: desvio de trajetória, lasers e armas nucleares.
DESVIO DE TRAJETÓRIA
A primeira estratégia já está até sendo colocada em prática e atualmente é representada por um projeto internacional dividido em duas partes: Asteroide Impact Mission (Aim) e Double Asteroid Redirection (Dart). Ambos estão sendo administrados pela parceria entre a NASA e a Agência Espacial Europeia, e o foco é estudar os efeitos de mudança de trajetória no asteroide duplo 65803 Didymos. A espaçonave Aim irá acompanhá-lo e estudá-lo em termos físico-químicos, e será lançada em 2020. A Dart em 2021, sendo responsável por chocar-se com um deles (o asteroide duplo, na verdade, são dois muito próximos um do outro, viajando juntos a uma distância de 1,1 km entre eles), enquanto a Aim irá observar o quão eficiente será o desvio causado pelo choque e junção de massa. É previsto que a Dart chegará no seu alvo em 2022.
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| Assim como chegamos no cometa Rosetta, um nave poderia ser mandada ao encontro de objetos espaciais perigosos vindo em nossa direção, gerando um impacto que poderiam mudar sua rota de trajetória |
Mesmo parecendo algo simples no papel, é muito complicado alcançar a órbita desses corpos com perfeição (imagine a vastidão do nosso Sistema Solar comparada com objetos com menos de 1 km de diâmetro), mas longe do impossível, como foi mostrado com o Cometa Roseta este ano (onde uma sonda pousou com tranquilidade em sua superfície).
LASER
A segunda tecnologia é baseada em lasers potentes (1). Podendo ser feito em duas vias, a ideia seria pegar um laser bem poderoso (na ordem de 1 gigawatt de potência) e mirá-lo contra um meteoroide ou um asteroide vindo na nossa direção. A energia mandada da Terra (o canhão de laser ficaria orbitando nosso planeta) para ele, faria pequenas frações da sua superfície evaporarem durante o período de 1 mês ou mais. Pode parecer algo insignificante, mas as pequena massa perdida já seria o suficiente para mudar bastante sua trajetória durante todo esse período, por causa de ínfimas variações no campo gravitacional do corpo. Desvios milimétricos, acumulados por bastante tempo poderiam resultar em variações de trajetória de mais de 12,8 km, mais do que o suficiente para mandá-lo para bem longe.
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| Potentes lasers poderiam mudar a trajetória de perigosos asteroides |
Além disso, não seria necessário usar um canhão de laser fixado aqui na órbita da Terra. Poderíamos mandar uma espaçonave equipada com um laser de menor poder - cerca de 20 quilowatts - na direção do corpo para ir minando ele de perto. Porém, esse método exigiria um processo de anos e anos de vaporização por causa da baixa potência energética. Esse seria apenas o plano B da ideia caso o super laser terrestre não funcionasse. Ainda teríamos outro problema: a superfície dos asteroides, cometas e meteoroides não são sempre as mesmas, sendo que um pode requerer uma maior energia de vaporização da sua superfície do que outro por causa de aspectos estruturais, físico-químicos e mesmo reflexivos, especialmente comparando asteroides metálicos e não-metálicos.
ARMAS NUCLEARES
Da mesma forma que o laser, poderia ser usado também bombas nucleares para mudar a trajetória de grandes corpos (2). O princípio seria o mesmo: com parte da massa perdida pelo objeto na explosão, haveria um desvio em sua trajetória. Só que assim como o laser, existem problemas nessa metodologia. O primeiro é que tais explosões, se forem planejadas de forma errada, ou o corpo alvo não se encaixar nos modelos de cálculos (estrutura físico-química e movimento mecânico do corpo não forem como imaginados), podem apenas fragmentar o corpo e não alterar sua trajetória, colocando ainda graves riscos para a população terrestre caso os fragmentos sejam grandes o suficiente.
Para contornar esse problema, outra estratégia é mandar material nuclear suficiente para desintegrar totalmente o corpo, caso esse seja relativamente pequeno. Assim, caso um perigoso meteoroide ou um asteroide de tamanho razoável estivesse vindo na nossa direção, transformaríamos o corpo em partículas tão pequenas que nem sentiríamos elas entrando na nossa atmosfera. Porém, se o asteroide, por exemplo, for muito grande, isso não vai adiantar muito, então uma estratégia que vem sendo pesquisada há algumas décadas seria o uso de explosões muito poderosas - em ordem de dezenas de megatons, como a Tsar Bomba (3) - em uma distância de, no mínimo, 20 metros do asteroide e ao longo de um dos seus lados. Isso entregaria energia suficiente para desintegrar parte da sua superfície escolhida e desviaria sua direção de trajetória. A NASA acha este último método o mais eficiente e seguro de todos caso pudesse ser executado com sucesso.
Recentemente, em um estudo publicado no Journal of Experimental and Theoretical Physics (Ref.11), cientistas Russos mostraram como melhor destruir um asteroide condrito não-metálico vindo em direção à Terra da forma mais eficiente possível. Construindo réplicas de pequenos asteroides e atingindo-as com lasers, os pesquisadores estimaram que para eliminar a ameaça de um asteroide de 200 metros de extensão, seria necessário detonar uma bomba nuclear acima de 200 vezes mais poderosa do que aquela lançada em Hiroshima (Little Boy) em 1945, ou seja, a boma teria que entregar acima de 3 Megatons de energia. Além disso, eles mostraram que o ideal seria perfurar o asteroide primeiro e enterrar a bomba em seu interior antes de detoná-la (requerendo para isso a energia de 500 J/g ao invés de 650 J/g). Asteroides elipsoides necessitariam de bem mais energia para ser totalmente destruído (um impacto no maior dos seus eixos requisitaria cerca de 3000 J/g).
Leitura recomendada:
- (3) Entenda mais sobre a Tsar Bomba, a arma nuclear russa mais poderosa já criada pelas mãos humanas, no artigo O que é uma Bomba de Hidrogênio?
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PROBLEMÁTICAS
Além da presença, em todas essas estratégias, de dificuldades técnicas no alcance do corpo de ameaça, na construção de potentes lasers, na entrega de cargas explosivas, na localização para os melhores locais de explosão e no cálculo do tempo necessário para que as mudanças de trajetória sejam significativas, temos ainda problemas na esfera geopolítica.
No caso estritamente político, ficar disparando armas nucleares, mesmo com fins humanitários, pode não ser bem visto, porque a suposta ameaça de um asteroide, por exemplo, poderia ser usada como desculpa para testes nucleares. Seria preciso criar melhores sistemas de conversação entre os países para que consensos pudessem ser alcançados sem confusão. Um super laser rondando nosso planeta também seria, obviamente, considerado uma ameaça à segurança de vários países. Lógico, porque os EUA seriam provavelmente os primeiros a terem um orbitando muito antes dos outros, e apenas alguns poucos teriam tecnologia suficiente para realizarem tal empreendimento. Considerando esses obstáculos, apenas o projeto da sonda dupla (primeira estratégia) seria a menos problemática e não é à toa que está sendo a única colocada em prática por enquanto. Mesmo assim, a estrutura do objeto visado pode conter propriedades nada esperadas em simulações, destruindo um planejamento de anos e tornando um impacto com o nosso planeta iminente caso se aposte somente em uma única estratégia.
Somando-se a isso, temos outro ponto importante: desvios ineficientes poderiam gerar um verdadeiro caos no mundo. Por exemplo, se um grande objeto estiver vindo em nossa direção e o desvio planejado acabar tendo uma margem final ainda localizada dentro do nosso planeta, isso poderá criar uma situação diplomática extremamente grave. Imagine que um meteoroide de massa considerável está com sua trajetória a caminho de Los Angeles, nos EUA, e uma missão (seja nuclear, laser ou colisão bilhar) falhar e só conseguir desviar o corpo algumas dezenas de quilômetros. Em vez de Los Angeles, ele poderia ir para o Cairo, no Egito, destruindo grande parte da cidade e podendo danificar diversos outros pontos do país. E aí? Será que o Egito vai acreditar que foi apenas um erro, ou acusariam os EUA de jogaram o asteroide para a direção deles apenas para se livrarem do desastre em seu território? Como será a reação da comunidade internacional? Sim, porque as agências espaciais de peso e com grande base tecnológica ficam a serviço dos países desenvolvidos, especialmente os EUA. Isso pode gerar até uma 3°Guerra Mundial que provavelmente traria muito mais mortes e destruição do que o meteoroide desviado.
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CONCLUSÃO
Apesar das dificuldades técnicas e problemáticas geopolíticas, não resta dúvidas de que precisamos estar preparados para a grande ameaça imposta por grandes meteoroides e asteroides que possam futuramente estar vindo em nossa direção. O ideal seria investir em todas as estratégias possíveis, especialmente nas armas nucleares, considerando que o mundo está abarrotado de ogivas termonucleares de grande potência: pelo menos um fim útil para essas armas, já que parece quase impossível que países como a Rússia e os EUA se desfaçam delas.
(1) Utilizando a mesma metodologia, o laser poderia ser substituído por grandes lentes que focariam os raios solares e mudariam a trajetória do asteroide, ou qualquer outro corpo, ao logo de bastante tempo (anos, provavelmente). Essa mudança de trajetória seria devida ao fato de que os fótons batendo no asteroide gerariam uma pressão que, literalmente, empurrariam, bem aos poucos, o mesmo da sua rota de colisão com a Terra. Essa é também a base da tecnologia das famosas Velas Solares (Para saber mais, acesse: O que são as Velas Solares?).
(2) É preciso lembrar também que não existe ar no espaço, e, portanto, o impacto da explosão nuclear fica limitado na entrega de energia gama, raio-X, entre outras para o corpo alvo. Não existe movimentação de massas de ar para empurrar o asteroide, por exemplo.
Obs.: Existem outros métodos de desvio. Foquei apenas nos principais sendo estudados.
Artigo recomendado: Asteroide, meteoroides, meteoros e meteorito!
REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
- http://www.bbc.com/future/story/20160510-what-we-would-actually-do-to-stop-a-doomsday-asteroid
- http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=65803+Didymos
- https://www.nasa.gov/content/what-is-nasa-s-asteroid-redirect-mission
- http://arxiv.org/abs/1601.03690
- http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273117715008339
- http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509595
- http://heinonline.org/HOL/Page?handle=hein.journals/probpro13&div=17&g_sent=1&collection=journals
- http://adsabs.harvard.edu/full/1999AcA....49..421S
- http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=7095182&tag=1
- http://neo.jpl.nasa.gov/neo/report2007.html
- https://link.springer.com/article/10.1134/S1063776118010132
