Quali sono le tue opzioni quando hai solo ore o giorni per prevenire l'impatto di un asteroide?
Immagina uno scenario in cui rileviamo un asteroide diretto verso la Terra. Immagina che arriverà tra un paio di giorni, o peggio, solo poche ore. Cosa si potrebbe fare per fermarlo?
Potrebbe essere possibile proteggere noi stessi e il pianeta con un preavviso così breve. Ma dovremmo testare e costruire l'infrastruttura giusta per farlo.
Quando si tratta di asteroidi, l'umanità è impegnata in un processo di scoperta. Inviamo veicoli spaziali per visitarli e, a volte, quei veicoli spaziali restituiscono campioni sulla Terra. La missione Lucy della NASA appena lanciato, e la sua missione è quella di visitare un totale di otto asteroidi, uno nella fascia principale degli asteroidi e sette troiani di Giove. Siamo anche impegnati a catalogare tutti gli asteroidi che possiamo. Vogliamo sapere quali rappresentano una minaccia per la Terra.
Ma mentre svolgiamo questo importante lavoro, come ci prepariamo a un asteroide diretto verso di noi? Ci sono molte discussioni e molte ricerche su questo. C'è anche una conferenza semestrale organizzata su pericolosi asteroidi chiamata Conferenza sulla difesa planetaria . Il più recente è stato nell'aprile del 2021 ed è il settimo che si è tenuto.
In ciascuna di queste conferenze di difesa planetaria, viene generata una finta minaccia di asteroidi, quindi nel corso della conferenza di cinque giorni, vengono rivelate osservazioni fittizie più dettagliate dell'asteroide man mano che passano i mesi fittizi. I team di partecipanti seguono gli sviluppi e elaborano strategie di mitigazione. Alla conferenza del 2021, le finte osservazioni radar finali hanno rivelato che l'asteroide in arrivo aveva un diametro di 105 metri e avrebbe colpito un'area al confine con la Germania, la Repubblica Ceca e l'Austria. Quali strategie di mitigazione hanno escogitato i partecipanti?
Mappa degli ultimi 873 eventi superiori a 0,073 Kt dal 15 aprile 1988 al 29 settembre 2021 impatti di raffiche d'aria da sensori infrasonici atmosferici. L'evento del 15 febbraio 2013, Chelyabinsk 500 Kt è chiaramente visto sulla Russia. È importante notare che le gamme di energia di molti di questi eventi di attacchi di asteroidi sono nella gamma delle armi nucleari tattiche e strategiche. I punti di colore bianco mancano dei dati sull'altitudine. Credito immagine: P. Lubin/Experimental Cosmology Group, UCSB. Dati di Alan B. Chamberlin (JPL/Caltech) https://cneos.jpl.nasa.gov/fireballs/.
Purtroppo, non molto. Non c'è stato nulla da fare per mitigare l'impatto, e invece l'attenzione è stata rivolta alla protezione civile e alle evacuazioni. Questo status quo è abbastanza buono? Un asteroide di 105 metri non spazzerà via la civiltà, ma causerà comunque molti danni. Un asteroide di 105 metri può colpire la Terra con un massimo di 30 Mt (megatoni di TNT), l'energia di una moderna e grande arma termonucleare.
In un documento intitolato ' PI: difesa planetaria terminale ', Philip Lubin delinea ciò che è necessario per proteggere la Terra dagli asteroidi senza molto tempo. Lubin è un professore di fisica all'UC Santa Barbara ed è l'unico autore del documento. Il PI nel titolo sta per 'Pulverize It'. È disponibile sul sito di prestampa arxiv.org.
'Finora l'umanità è stata risparmiata da una catastrofe su larga scala, come è accaduto ai nostri precedenti inquilini, ma contare sull'essere 'fortunati' è una strategia scadente a lungo termine'.
Filippo Lubin
Sappiamo che ci sono alcuni asteroidi con incontri ravvicinati programmati con la Terra. Apophis era una preoccupazione nel dicembre 2004 quando sembrava che avesse una probabilità del 2,9% di colpire la Terra venerdì 13 aprile 2029. Ha un diametro di circa 370 metri (1.210 piedi) e potrebbe causare un'enorme quantità di danni. Anche l'asteroide Bennu, che ha un diametro di 490 metri e 1608 piedi, farà un passaggio ravvicinato con la Terra nel 2036.
Sappiamo che non colpiranno la Terra. Almeno non questa volta.
Ma il problema è che un asteroide che si avvicina così tanto alla Terra può passare attraverso quelli che vengono chiamati ' buco della serratura gravitazionale .” Queste sono regioni in cui la gravità terrestre può spingere un asteroide e mandarlo in rotta di collisione diretta con la Terra.
'Se passa attraverso il buco della serratura gravitazionale, generalmente colpirà la Terra nel round successivo', ha detto Lubin in a comunicato stampa .
Possiamo prepararci per questo, secondo Lubin. Perché a un certo punto un asteroide ci coglierà di sorpresa.
In una situazione di emergenza con un asteroide, dice Lubin, possiamo ancora fare affidamento sull'atmosfera terrestre per una certa protezione. Il problema è rompere un asteroide in avvicinamento in pezzi abbastanza piccoli da bruciare nell'atmosfera senza causare un'enorme onda d'urto o innescare uno scenario di 'inverno nucleare'.
Per fare ciò, Lubin propone di intercettare un asteroide in arrivo con un dispositivo che colpisce l'asteroide con una serie di aste penetranti. Alcune delle aste sarebbero piene di esplosivo. L'obiettivo è polverizzare il bolide in piccoli frammenti di 15 metri (circa 45 piedi) di diametro o più piccoli. Quei frammenti formerebbero una nuvola di detriti. Alcuni dei frammenti colpiranno la Terra, ma si spera che molti no. Ciò dipende dal tempo di rilevamento, dalle dimensioni del dispositivo di simulazione e dagli angoli e dalle velocità.
Nello scenario Polverize It, un asteroide diretto verso la Terra sarebbe stato colpito da un dispositivo di simulazione dotato di una serie di aste, alcune con esplosivi. L'asteroide, o cometa, verrebbe spezzato in pezzi più piccoli che rappresentano una minaccia minore. Credito d'immagine: Lubin/Experimental Cosmology Group, Università della University of California.
I frammenti che colpiranno l'atmosfera terrestre viaggeranno a velocità ipersoniche; intorno a Mach 60 secondo Lubin. A quella velocità, i frammenti verrebbero riscaldati da un estremo attrito e inizierebbero a frantumarsi in alto nell'atmosfera, a circa 30 km a 50 km (da 18 a 31 miglia) di altitudine.
Ciascuno dei frammenti trasporta ancora molta energia. Ognuno è simile a una moderna arma termonucleare, secondo Lubin. Ma piuttosto che un singolo scoppio o impatto d'aria, la pioggia di frammenti sarebbe simile a più tuoni e fulmini.
Questa figura dello studio mostra due nuvole di frammenti risultanti da intercettazioni riuscite. La parte superiore è un asteroide più piccolo e la parte inferiore è un asteroide più grande. Nota come alcuni dei frammenti mancherebbero completamente la Terra con un asteroide più grande. Credito immagine: Lubin 2021.
Ci sarebbe molto rumore, ma non tutto in una volta. Ci sarebbero dei flash, ma non un grande flash. E ci sarebbero onde esplosive, ma invece di un'esplosione massiccia e un'onda d'urto distruttiva, ce ne sarebbero state molte più piccole che non si sovrapponevano. Infine, ci sarebbe la polvere. Ma anche la quantità di polvere non è probabilmente pericolosa.
Questo grafico mostra come gli osservatori percepirebbero le esplosioni separatamente invece che come un'unica grande esplosione distruttiva. Credito d'immagine: Lubin/Experimental Cosmology Group, Università della University of California.
Nella sua opera Lubin attira la nostra attenzione sull'asteroide Apophis. Venerdì 13 aprile 2029, Apophis passerà molto vicino alla Terra. Si avvicinerà alla superficie terrestre rispetto ai satelliti geosincroni, a circa 31.000 km (19.300 mi). Con un diametro di 370 metri, trasporterà energia all'incirca equivalente all'intero arsenale nucleare dell'umanità. La minaccia è reale.
La maggior parte dei discorsi sulla prevenzione degli attacchi di asteroidi si concentra sull'avvertimento anticipato. Con un preavviso sufficiente, mesi o addirittura anni, un proiettile cinetico di massa relativamente piccola può essere inviato per intercettare un asteroide in arrivo. Se l'asteroide è abbastanza lontano dalla Terra quando il proiettile lo colpisce, basta una piccola spinta.
Ma l'approccio PI è stato simulato con pochissimo tempo di consegna. 'Il programma PI è notevole per i tempi di risposta estremamente brevi necessari per la mitigazione', scrive Lubin. Lubin e i suoi colleghi hanno eseguito migliaia di simulazioni per una serie di asteroidi di diverse dimensioni e i risultati sono promettenti.
Lubin sollecita una posizione proattiva sugli asteroidi, in particolare sui 'recidivi' come Apophis e Bennu. Sostiene che abbiamo bisogno sia di un processo decisionale formale sulle minacce di asteroidi, sia di un'implementazione tecnologica dell'approccio PI. E deve essere internazionale.
“Potremmo eliminare minacce come Apophis e Bennu con PI intercettandole con un approccio ravvicinato ed eliminandole come minaccia futura. Questa è sia una politica che un'area tecnica da discutere', scrive Lubin.
“Idealmente, l'area della difesa planetaria trascenderebbe i confini nazionali poiché la minaccia non rispetta confini. Uno scenario ideale sarebbe quello di riunire uno sforzo internazionale per difendere il nostro pianeta per le generazioni future».
Apophis sta arrivando e Lubin pensa che potrebbe essere una buona, anche se controversa, opportunità per testare il metodo PI.
è tempo? Cosa stiamo aspettando?
'Anche se spesso diciamo che nulla nella vita è certo se non la morte e le tasse, possiamo certamente aggiungere anche l'estinzione umana a questa lista', ha detto Lubin. 'C'è un grande asteroide o una cometa in agguato nel nostro sistema solare con la scritta 'Terra'. Semplicemente non sappiamo dove sia o quando colpirà”.
Di più:
- Comunicato stampa: La difesa planetaria è PI nel cielo?
- Documento di ricerca: PI: difesa planetaria terminale
- Blog del gruppo di cosmologia sperimentale dell'UCSB: PI-terminale difesa planetaria