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No dia 26 de setembro, a nave espacial DART (Double Asteroid Redirection Test) da NASA colidiu com Dimorphos, uma lua do asteroide próximo da Terra, Didymos, a cerca de 22.500 km/h. Antes do impacto, os engenheiros e cientistas do SwRI (Southwest Research Institute) realizaram uma experiência para estudar o processo de formação de crateras que produz a massa de materiais ejetados e mede o subsequente aumento de momento do impacto. A experiência, financiada internamente, que utilizou um alvo mais realista do que os anteriormente explorados, está descrita num novo artigo publicado na revista The Planetary Science Journal.
Crédito: Agência Espacial Italiana/NASA
A NASA não só rastreia asteroides próximos da Terra (NEAs, sigla inglesa para “near-Earth asteroids”) que poderiam constituir uma ameaça de impacto para o nosso planeta, mas também está a explorar tecnologia para desviar um pequeno NEA. Apenas uma pequena mudança orbital seria necessária para alterar a trajetória de um objeto de modo a que este passe em segurança pela Terra, desde que a mudança seja aplicada com suficiente antecedência em relação ao instante do impacto. A alteração de momento de um asteroide através de uma colisão direta fornece um golpe duplo: a transferência direta de momento do projétil de impacto, empurrando-o para a frente e o recuo dos detritos do asteroide que irrompem da cratera de impacto. O material ejetado transfere momento, impulsionando o alvo de um modo “ação-reação”, tal como um foguetão é lançado quando o gás a alta velocidade irrompe da traseira do veículo.
“Uma grande questão que enfrentámos foi o aspeto do asteroide e qual seria a sua composição. Para nós é importante saber se podemos aprender algo com experiências laboratoriais em pequena escala”, disse o Dr. James D. Walker, diretor do departamento de Dinâmica de Engenharia do SwRI e o autor principal do estudo.
Walker é membro da Equipa de Investigação DART juntamente com os seus coautores, o Dr. Sidney Chocron, Donald J. Grosch e o Dr. Simone Marchi.
A nave espacial DART foi lançada da Terra em novembro de 2021. No dia 26 de setembro, colidiu deliberadamente com a lua Dimorphos para avaliar se uma nave espacial poderia desviar um asteroide em rota de colisão com a Terra. Dimorphos orbita o asteroide Didymos, um objeto próximo da Terra que foi classificado como um asteroide potencialmente perigoso. A missão DART foi concebida para dar um empurrão à órbita da lua em redor de Didymos.
Crédito: SwRI, Walter et al., 2022
O SwRI tem uma grande pistola de gás, capaz de lançar projéteis a velocidades até sete quilómetros por segundo, que foi utilizada para lançar um projétil, projétil este que colidiu com um objeto que representava a pequena lua. Pensa-se que Dimorphos é um asteroide “pilha de escombros”, composto por pedaços de rocha unidos pela gravidade, pelo que a lua foi representada por uma coleção de rochas e pedras, neste caso mantidas juntas por cimento.
“Disparámos uma esfera de alumínio, que representa a sonda DART, usando a pistola de gás, na direção do alvo a 5,44 km/s, perto da velocidade de 6,1 km/s do impacto da DART”, disse Walker. “A nossa experiência mediu uma transferência de momento para o alvo de 3,4 vezes o momento da esfera projétil de alumínio. O número 3,4 é referido pelos cientistas como a letra grega “beta” do impacto. Assim, o material ejetado forneceu um momento adicional de 240% para defletir o corpo, para além do que é fornecido pelo próprio projétil”.
A experiência visava estudar o processo de formação de crateras e medir o aumento do momento que resultaria da colisão. Crucialmente, a pilha de escombros não foi mantida no lugar, mas foi pendurada verticalmente como um pêndulo a fim de medir o aumento do momento, o recuo criado pelo material ejetado pelo impacto.
Crédito: SwRI, Walter et al., 2022
“É importante compreender o recuo”, disse o coautor Dr. Simone Marchi. “Tudo se resume à quantidade de momento que foi transferido do impacto para o alvo, e houve uma quantidade significativa de material ejetado e de recuo”.
Ao medir o momento, a equipa do SwRI pôde então extrair informações importantes que poderiam avaliar a dificuldade de desviar asteroides no espaço. Nesta última experiência, o aumento do momento foi superior ao que foi testemunhado nas experiências anteriores da equipa. Um recuo maior sugere que seria mais fácil desviar o asteroide.
Nas semanas que se seguiram ao impacto, a NASA anunciou que a DART tinha sido bem-sucedida em dar em empurrãozinho à lua. Walker está agora ansioso por ver o que mais se pode aprender com a missão, incluindo a transferência de momento do evento no espaço.
“Vai demorar algum tempo a calcular os resultados, em parte porque envolve a estimativa da massa da lua, que é desconhecida”, disse. “Assim que houver um acordo sobre a massa, então a medição da mudança na órbita da lua dir-nos-á a transferência de momento. Temos um corpo especulativo que impactámos e o que realmente gostaríamos de saber é como o tamanho afetou as coisas. Será um desafio determinar isso”.
// SwRI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Planetary Science Journal)
Saiba mais:
DART (Double Asteroid Redirection Test):
NASA
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Didymos e Dimorphos:
Didymos (Wikipedia)
Dimorphos (Wikipedia)
