A missão DART da NASA é a primeira tentativa dos humanos de ajustar o cosmos

Dec 15 2021
A missão DART da NASA testará uma tecnologia que um dia poderá proteger a Terra de um asteroide assassino.
Ilustração da espaçonave DART da NASA antes do impacto projetado com o asteroide Didymos e sua pequena lua Dimorphos, que compõem o que é chamado de sistema binário de asteroides. NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Em novembro de 2021, a espaçonave robótica Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA decolou para o espaço em um foguete SpaceX Falcon 9 da Base da Força Espacial Vandenberg, na Califórnia, em uma missão para interceptar e alterar a órbita de um asteroide .

Como este artigo do Space.com detalha, em algum momento de setembro ou outubro de 2022, quando o DART estiver a cerca de 11 milhões de quilômetros do nosso planeta, a espaçonave de 544 quilos, de US$ 325 milhões, atingirá seu alvo – Dimorphos , um pequeno asteróide que orbita um segundo pedaço maior de rocha espacial, Didymos , enquanto o par viaja em uma órbita elíptica ao redor do sol .

Embora o Dimorphos não vá atingir a Terra, ele fornece um alvo bom e seguro para testar a tecnologia que um dia pode ajudar a proteger a Terra de uma colisão catastrófica com um asteróide assassino , como aquele que eliminou os dinossauros e 75 por cento da vida vegetal e animal há 66 milhões de anos.

Quando atingir Dimorphos, o DART irá bater na rocha espacial a uma velocidade de cerca de 6,6 quilômetros (4,1 milhas) por segundo, esperando que o asteroide dê um solavanco suficiente para alterar sua órbita em torno de seu parceiro, apenas ligeiramente, mas o suficiente para que a alteração pode ser observado por telescópios na Terra, de acordo com o site da NASA.

O foguete SpaceX Falcon 9 que transporta a espaçonave da missão Double Asteroid Redirection Test da NASA decola da Base da Força Espacial Vandenberg, na Califórnia, em 23 de novembro de 2021.

“O DART é um teste da eficácia da técnica do impactor cinético para alterar o caminho orbital de um asteroide e da tecnologia da espaçonave usada para entregar um impactor cinético ao asteroide alvo” , explica Lindley Johnson , oficial de defesa planetária da NASA, por e-mail.

Aqui estão cinco coisas que você deve saber sobre o DART.

1. Bater uma espaçonave em um asteroide pode parecer fácil, mas não é

"Dimorphos é o menor objeto que já foi alvo de uma missão, e estamos chegando muito rápido com a necessidade de causar impacto na primeira tentativa, sem conhecer coisas fundamentais como a forma ou o tamanho exato de Dimorphos", explica Andy Rivkin , o DART co-líder de investigação do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins , que está liderando o projeto para a NASA. "É cerca de 3.600 pés (1.100 metros) do centro de Didymos ao centro de Dimorphos, e é provavelmente menos de 1.968 pés (600 metros) da superfície de um para a superfície do outro. Não queremos e não queremos acertar Didymos."

Pior ainda, a espaçonave precisa ultrapassar esse alvo a uma velocidade tão alta que há muito pouca margem de erro - "literalmente um piscar de olhos", diz o cientista do programa DART, Tom Statler , por e-mail. Para alcançar a precisão necessária, a espaçonave será guiada pelo SMART Nav , um sistema de navegação totalmente automatizado que não requer intervenção humana. A espaçonave também utilizará o instrumento de imagem Didymos Reconnaissance & Asteroid Camera for OpNav , também conhecido como DRACO, para ver para onde está indo. "A câmera DRACO será capaz de ver Dimorphos e distingui-lo de Didymos apenas na última hora antes do impacto", diz Statler.

Mas tudo bem, porque esse tipo de tecnologia pode ser útil algum dia. “Se algum dia precisarmos realizar um impacto cinético para evitar um desastre natural, talvez precisemos fazê-lo bem longe da Terra, o que tornaria o controle autônomo da espaçonave absolutamente essencial”, diz Statler. "É por isso que queremos demonstrar e validar essa tecnologia com o DART."

Este diagrama mostra a órbita do asteróide binário Didymos ao redor do sol. Didymos consiste em um grande asteróide de quase meia milha de largura (780 metros de largura) orbitado por um asteróide menor, de 160 metros de largura (160 metros de largura), ou lua. No fundo estão as órbitas de 2.200 outros asteróides potencialmente perigosos conhecidos.

2. Os cientistas não sabem realmente o que acontecerá quando o DART atingir o asteroide

"O asteróide em si é a coisa mais difícil de prever. Sabemos que tipo espectral de objeto é, o que significa que temos uma idéia razoavelmente boa do tipo de material de que é feito", explica Cristina A. Thomas , professora assistente do departamento de Astronomia e Ciências Planetárias da Northern Arizona University, que passou anos estudando Dimorphos e continuará a monitorá-lo após o impacto.

"Didymos é semelhante ao que chamamos de um meteorito condrito comum. É rochoso, mas não metálico. Isso nos dá um bom lugar para começar nosso pensamento. Não sabemos se Dimorphos é um objeto sólido ou se é uma pilha de escombros - muitas coisas menores mantidas juntas pela gravidade. Isso mudará o próprio impacto e a quantidade de material ejetado da cratera. Esse material, chamado de material ejetado, tem seu próprio momento que dá energia extra à deflexão. Esse fator de aprimoramento é conhecido como ' beta.'"

"A incerteza do valor do beta nos dá uma incerteza de quanto prevemos que a órbita mudará", continua Thomas. "Dimorphos atualmente tem um período orbital em torno de Didymos de aproximadamente 11 horas e 55 minutos. Prevemos mudar esse período orbital em pelo menos 10 minutos. Isso pode não parecer muito, mas se estivéssemos tentando desviar algo da Terra, a mudança não teria que ser grande, especialmente se fizermos isso com muita antecedência."

3. DART é a primeira tentativa dos humanos de ajustar o cosmos

O DART é um passo inicial para proteger a vida humana de ser exterminada por uma rocha espacial, mas também muda a relação da humanidade com o cosmos. Até este ponto, o espaço tem sido algo que observamos de longe e ocasionalmente enviamos almas corajosas para visitar por breves períodos. Mas agora, vai se tornar algo que os humanos podem mexer, assim como alteramos nosso próprio planeta.

“Talvez o maior ponto é que o DART será a primeira tentativa da humanidade de mudar deliberadamente a órbita de um corpo do Sistema Solar”, Martin Elvis , astrofísico do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian e autor do livro de 2021 “ Asteroids: How Love, O medo e a ganância determinarão nosso futuro no espaço ", explica por e-mail.

Esquema da missão DART mostra o impacto na lua do asteroide Didymos. Observações pós-impacto de telescópios ópticos baseados na Terra e radar planetário medirão a mudança na órbita da lua em torno do corpo-mãe.

“A quantidade que mudaremos a velocidade orbital de Dimorphos, a lua do asteroide próximo da Terra Didymos, será apenas em menos de um passo de caracol (literalmente) – 4,6 pés (1,4 metros)/hora”, diz Elvis. "No entanto, não é zero. A arquitetura do sistema solar será sutilmente alterada." Ele diz que, embora isso não tenha nenhuma importância imediata, é simbólico. "Há aqueles que vão se emocionar com esta saída da humanidade. Há outros que dirão: "'De novo não. Devemos repetir nossos erros ambientais, só que agora em uma escala muito maior?'"

4. Mesmo um pequeno asteróide pode causar muitos danos se atingir a Terra

Dimorphos pode parecer insignificante em comparação com o enorme asteróide que eliminou os dinossauros, cujo tamanho foi estimado em cerca de 10 quilômetros de diâmetro. Mas mesmo um pequeno asteroide é capaz de causar sérios danos se colidir com a Terra. Johnson observa que é três vezes o tamanho e possivelmente cinco vezes a massa do asteróide que criou a Cratera Barringer no leste do Arizona cerca de 50.000 anos atrás.

"Isso impactaria com uma energia estimada de cerca de 10 megatons de TNT - maior do que qualquer bomba nuclear - e criaria uma cratera de alguns quilômetros de diâmetro e um quarto de milha (0,4 km) de profundidade", observa Johnson. “Os efeitos da explosão podem se estender por 241 quilômetros em todas as direções do local do impacto”. A perspectiva de tal desastre torna concebível que alguma futura missão de defesa de asteróides possa precisar atingir um objeto do tamanho de Dimorphos.

5. DART pode influenciar futuras naves espaciais de resgate da Terra

Se o DART funcionar como planejado, "vai validar tanto a técnica do impactor cinético para fins de defesa planetária quanto a tecnologia atual que permite nossa capacidade de realizar a deflexão", explica Johnson. Mas isso não significa que a NASA se apressará em construir uma espaçonave que possa realizar o mesmo feito e tê-la pronta para ser lançada ao primeiro vislumbre de um asteroide que seja uma ameaça para atingir a Terra.

“Um impacto significativo de asteroide é um desastre natural extremamente raro, e quais técnicas podem ser usadas para desviar um detectado com antecedência dependeria muito do cenário, especialmente de quantos anos antes foi descoberto”, diz Johnson. "Décadas podem passar antes que o próximo grande impactor seja descoberto e o programa de defesa planetária da época no futuro pode querer usar a tecnologia mais avançada que provavelmente estará disponível até então."

Por outro lado, "como o DART se compara ao que pode ser usado em uma emergência real dependerá em parte de como o experimento for", diz Rivkin. Esse futuro protetor do planeta "pode ​​não ser muito diferente" do design do DART.

Agora isso é interessante

O DART está sendo direcionado para Dimorphos porque a mudança em sua órbita lenta em torno de Didymos pode ser observada muito mais facilmente do que uma alteração da órbita de um asteroide ao redor do sol, de acordo com este post da NASA .