con una palla cosmica, l’umanità cambierà per la prima volta l’orbita di un altro corpo celeste

Disegno al computer della navicella spaziale Dart, appena prima dell’impatto con l’asteroide Dimorphos.Immagine NASA/Johns Hopkins APL

Perché stiamo lanciando una sonda su una roccia spaziale lontana?

“Un momento storico importante per il mondo intero”, così Tom Statler ha descritto il botto cosmico che avverrà nella notte tra lunedì e martedì nel corso di una conferenza stampa. Statler è ricercatore presso il Planetary Defense Coordination Office, la filiale dell’agenzia spaziale americana NASA responsabile della protezione della Terra dalle minacce cosmiche.

Quando la sonda Dart colpisce il lontano asteroide Dimorphos a quasi 22.000 miglia orarie, circa dieci volte la velocità di un proiettile di fucile, è la prima volta che l’umanità tenta di alterare l’orbita di un altro corpo celeste.

Una prima spettacolare, che funge da esercitazione antincendio cosmica. La missione deve prepararci alla più grande catastrofe immaginabile dall’alto: il momento in cui scopriamo una roccia spaziale in rotta di collisione con la Terra. Se spostiamo una roccia del genere, la speranza è che potremmo essere in grado di regolare la sua orbita in modo che non colpisca la Terra.

Dovresti provarlo ora, dicono i creatori del Dart, che sono affiliati alla NASA e all’agenzia spaziale europea ESA, tra gli altri. A loro volta collaborano con scienziati di circa 100 università e istituti in 27 paesi. Tengono anche d’occhio le cose con telescopi sparsi in tutti i continenti della Terra. Anche dallo spazio, gli strumenti di misura monitorano l’impatto che il Dart sta per avere.

“La difesa planetaria è un problema globale che merita una risposta globale”, afferma Statler. “Gli impatti di asteroidi sono stati una minaccia da quando esiste la Terra e crediamo di poterli prevenire ora per la prima volta”.

Non è ancora così lontano. Il Dart – e la futura sonda spaziale europea Hera, che verrà lanciata tra due anni per dare un’occhiata più da vicino al cratere frantumato – ha due scopi. In primo luogo, vedere se gli scienziati possono anche colpire un pezzo di roccia che si trova a circa 11 miliardi di miglia dalla Terra al momento dell’impatto. E anche mappare le conseguenze di un tale impatto. Se l’orbita dell’asteroide è effettivamente regolata, per esempio. E per calibrare i modelli informatici che predicono gli effetti di tali “spinte”. In modo che tutto sia in ordine quando conta davvero.

Sonda spaziale Dart prima della partenza, nel cosiddetto

Sonda spaziale Dart prima della partenza, nella cosiddetta “camera bianca” del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory.Statua Johns Hopkins APL/Ed Whitman

Cosa accadrà esattamente?

Da mezzanotte, ora olandese, le parti interessate possono guardare il live streaming della NASA. Vedranno una nuova foto ogni secondo che la navicella spaziale Dart rimanda sulla Terra. All’inizio non vedi altro che un debole punto di luce. Al più presto mezz’ora prima dell’impatto, questo punto si trasforma poi in due punti. L’asteroide Dimorphos, il bersaglio, è lungo circa 160 metri e orbita attorno a un asteroide più grande, Dydimos, a circa 780 metri di distanza.

A causa dell’enorme distanza, il dardo deve assicurarsi di colpire da solo la pietra spaziale corretta. Ha un sistema operativo a bordo per questo, che gira su algoritmi scritti appositamente per questa missione che determinano la rotta corretta in base alle foto.

Se funziona è uno dei test più importanti eseguiti da Dart. “Penso che l’atmosfera sarà molto tesa fino alle correzioni di intestazione”, ha affermato Nancy Chabot, leader del team Dart presso il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, nella stessa conferenza stampa. “Se tutto va bene, i primi applausi nella sala di controllo si alzeranno molto prima dell’impatto vero e proprio”.

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Dopo questa correzione di rotta, la missione ha in serbo un altro primato: il primo sguardo a un corpo celeste ancora sconosciuto. A causa dell’enorme distanza, nessuno sa ancora che aspetto abbia Dimorphos. La forma, la composizione precisa e persino il colore sono ancora sconosciuti. Infine, poco prima dell’impatto, l’asteroide riempirà l’intero campo visivo della telecamera. Poco dopo, le immagini si fermano.

Non vedremo quindi nulla dell’impatto stesso. Le uniche immagini ravvicinate vengono scattate poco dopo l’impatto dal mini-satellite Liciacube, ma non aspettatevi nulla di spettacolare. Le immagini arrivano solo dopo poche ore e il pennacchio di polvere dell’impatto ha una dimensione di pochi pixel a causa della distanza e della velocità del satellite. Solo quando la sonda spaziale europea Hera, che partirà alla fine del 2024, esaminerà da vicino il cratere potremo vedere le conseguenze dell’impatto in vero HD.

Fino ad allora, spetta ai telescopi sopra e intorno alla Terra per vedere se l’impatto ha effettivamente alterato l’orbita di Dimorphos. Potrebbe volerci del tempo. Settimane, forse, pensa il team di Dart. Il cambio di lavoro sarà piccolo: al massimo l’uno per cento.

Quante volte colpiscono questi tipi di rocce spaziali?

Guarda alla storia e non è una questione di se, ma di quando la roccia spaziale si schianterà incontrollabilmente sulla terra. L’esempio più famoso è quello che pose fine al regno dei dinosauri circa 65 milioni di anni fa, un mostro cosmico di circa dieci chilometri di diametro.

Le buone notizie? Tali impatti sono molto rari. Solo una volta ogni cento milioni di anni una pietra così gigante si scontra. In altre buone notizie, gli scienziati stimano di aver scoperto circa il 98% delle rocce spaziali in questa più grande classe di peso cosmico. Nessuno di loro è in rotta di collisione con la Terra.

Ma la storia butterata della crosta terrestre rivela anche impatti minori. Il famoso Barringer Crater nello stato americano dell’Arizona, ad esempio, una ferita nel terreno larga 1.600 metri e profonda 120 metri. Prove fisiche dell’impatto di una roccia spaziale di soli 50 metri, circa 50.000 anni fa.

Cratere Barringer, visto dal bordo.  Immagine Cburnett

Cratere Barringer, visto dal bordo.Immagine Cburnett

Questa categoria di rocce con un diametro da 50 a 200 metri ha, come la descrive eufemisticamente la NASA, un potenziale di “distruzione regionale”. Cadono sulla terra una volta ogni poche migliaia di anni. E se siamo sfortunati che un oggetto del genere non cada su un oceano, un deserto o un’area scarsamente popolata, mette senza tante cerimonie una metropoli in rovina.

Ma mentre gli scienziati non conoscono un solo esempio di questa categoria diretta verso la Terra, ci sono anche cattive notizie: la maggior parte delle rocce spaziali di questo tipo deve ancora essere mappata. Gli esperti stimano che abbiamo scoperto solo il 40% circa di questo tipo di roccia cosmica.

Quando scopriamo un pezzo di roccia in rotta di collisione con la terra, il Dart sarà sufficiente?

Dipende principalmente dalle dimensioni della roccia spaziale. E, altrettanto importante, quanto è lontano dalla Terra quando la troviamo. Più si va avanti, più debole è la spinta necessaria per garantire che una tale pietra manchi il suolo. Se lo vedi arrivare dieci anni prima dell’impatto, andrà tutto bene. E anche con un avviso con un anno di anticipo, funziona ancora. Ma se gli astronomi lo trovano molto prima, probabilmente non avranno il tempo di spingere indietro la pietra.

Inoltre, non puoi semplicemente spostare qualsiasi roccia spaziale con una sonda simile a Dart. Una tale palla cosmica crea ciò che i fisici chiamano “trasferimento di impulsi”. La quantità di moto – la massa di un oggetto moltiplicata per la sua velocità – è una misura del movimento che fai in fisica. Spara marmo contro marmo e il trasferimento di slancio è abbastanza grande da metterlo in movimento. Spara la stessa biglia a un’auto e probabilmente non la rotolerai. Nemmeno quando l’auto viene rilasciata dal freno a mano.

L’energia rilasciata durante il trasferimento di slancio del Dart – peso: 570 chilogrammi – è quindi relativamente modesta sulla scala di una frangia artificiale. In confronto, la bomba nucleare sganciata dagli americani sulla città giapponese di Hiroshima durante la seconda guerra mondiale è circa 6.000 volte più potente. La NASA e l’Esa stimano che questi tipi di sfere cosmiche siano quindi adatti solo per rocce spaziali con un diametro compreso tra 50 e 200 metri, la categoria con il potenziale di “distruzione regionale”.

Il Dart ha lasciato la base della forza spaziale di Vandenberg nello stato americano della California giovedì 23 novembre 2021. Immagine della NASA/Bill Ingalls

Il Dart ha lasciato la base della forza spaziale di Vandenberg nello stato americano della California giovedì 23 novembre 2021.Immagine della NASA/Bill Ingalls

Se abbiamo la sfortuna che un esemplare considerevolmente più grande – 500 metri, forse anche pochi chilometri – sfrecci verso terra, allora sono necessari altri mezzi.

Negli scenari delle organizzazioni spaziali, a un certo punto, rimarrà solo una bomba nucleare come opzione. A proposito, non esplodere direttamente sull’asteroide, come nei film di Hollywood Armaghedon e forte impatto fatto. Non è molto intelligente: la pietra può poi rompersi in pezzi, senza che sia possibile prevedere dove andranno a finire questi pezzi. Invece, è meglio far esplodere una bomba del genere nelle vicinanze. L’esplosione – l’asteroide verrebbe bombardato con neutroni rilasciati – fornisce quindi l’energia necessaria per dare movimento a una tale roccia spaziale.

Sarebbe solo l’ultima risorsa, per definizione una prima. Lanciare bombe nucleari nello spazio è proibito dai trattati internazionali a causa delle potenziali gravi conseguenze di un incidente.

Quanto dovrebbe essere pesante una sonda, quanto lontano dalla Terra avrebbe ancora senso una missione come Dart, e da quale dimensione e distanza da un asteroide una bomba atomica è l’unica opzione rimasta: queste sono le domande che questa prima missione di prova deve porsi. . rispondere. Se tutto va bene, verranno chiariti in un colpo solo letterale dal lunedì al martedì, così possiamo calibrare per la prima volta i nostri migliori modelli di collisione contro la spietata realtà del cosmo profondo.

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