Desenvolupen una estratègia per desviar un asteroide i que no xoqui amb la Terra

Quina seria la manera més efectiva de fer impactar un projectil contra un asteroide que amenacés la Terra i desviar-lo de la seva òrbita? Un estudi liderat per investigadors catalans ha analitzat per primer cop material d'un d'aquests cossos celestes portat per una nau espacial i ha trobat la millor manera d'alterar el recorregut de l'asteroide. El treball es publica a la revista "Astronomy & Astrophysics".

Al llarg de la seva història, la Terra ha rebut diversos impactes d'asteroides, que són cossos rocosos o metàl·lics amb diàmetre d'entre 1 metre i 1.000 quilòmetres. Els més petits es desintegren quan entren a l'atmosfera, però a partir de desenes de metres poden bé produir explosions o bé excavar cràters a la superfície.

Se sap que l'esdeveniment produït a Tunguska (Sibèria) el 1908 va ser causat per un asteroide que va explotar a una altitud d'entre 5 i 10 quilòmetres respecte a la superfície. Com a resultat va fer caure uns 80 milions d'arbres en una superfície de més de 2.000 quilòmetres quadrats.

El 15 de febrer de 2013 va tenir lloc la desintegració d'un asteroide d'uns vint metres a la ciutat rusa de Txeliàbinsk, als Urals Els efectes de l'ona expansiva va produir més d'un miler de ferits.
 

Traç que va deixar en el cel el meteorit de Txeliàbinsk (Alex Alishevskikh-Wikimedia Commons)

Però què passaria si un asteroide de centenars de metres s'acostés a la Terra i amenacés amb xocar-hi? Una possibilitat és llençar-hi un projectil per impulsar-lo cap a una altra òrbita. La missió DART (Prova per Redirigir un Asteroide Doble) de la NASA vol assajar-ho. Es llençarà l'estiu del 2021 i es preveu que la tardor de l'any següent impactarà amb el component més petit dels dos que formen l'asteroide binari Didymos i el seu satèl·lit Diymoon, que estarà en una òrbita entre la Terra i Mart.

El 2024, la missió Hera de l'Agència Espacial Europea, encara no confirmada -es decidirà al novembre-, viatjaria fins a l'asteroide per comprovar els efectes de l'impacte. Totes dues missions formen part del projecte AIDA (Avaluació de la Desviació per Impacte en Asteroides).
 

L'impacte més eficient

Però com s'hauria de plantejar l'impacte perquè tingui la màxima efectivitat? A aquesta pregunta han respost Safoura Tanbakouei i Josep M. Trigo-Rodríguez, de l'Institut de Ciències de l'Espai (CSIC) i l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), en col·laboració amb Jordi Sort de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). A l'estudi, també hi han participat investigadors d'altres països.

El gran problema per planificar l'impacte és que els asteroides són petits i es troben a milions de quilòmetres. Deduir amb un telescopi com és la seva superfície és impossible. 

Es poden fer anàlisis de mostres aprofitant restes de meteorits que hagin caigut a la Terra, com el que va esclatar a Txeliàbinsk. Un  equip encapçalat per Carles Moyano-Cambero i Josep Maria Trigo, de Institut de Ciències de l'Espai (CSIC) i del qual també formava part Jordi Sort, van analitzar-ne mostres. Els resultats es van publicar al "The Astrophysical Journal" el 2017.

Però què podem fer per conèixer diferents tipus d'asteroides sense esperar que algun caigui a la Terra? La solució seria portar-ne mostres fins al nostre planeta i analitzar-les. I això van fer els investigadors, per comparar les dades amb les del meteorit de Txeliàbinsk, com explica Safoura Tanbakouei, la investigadora principal del nou estudi:

"Va arribar la ben rebuda oportunitat de fer una comparació amb mostres de grans fins de superfície -regolites- que va portar la missió japonesa Hayabusa. Es tracta de material no modificat i únic pres directament de la superfície d'un asteroide i retornat a la Terra".

La nau Hayabusa es va llençar el 2003 i va dirigir-se cap a l'asteroide Itokawa. Allà va fer-hi diversos aterratges suaus per recollir mostres de la superfície.
 

El 2010, després de recórrer 6.000 milions de quilòmetres, va tornar a la Terra i es va decelerar de manera programada. El recipient que portava, protegit contra les altes temperatures, va caure amb un paracaigudes a Austràlia. 

Contenia mostres de l'asteroide? Semblava que no. Va caldre utilitzar un microscopi electrònic per buscar restes en el recipient. I es van trobar 1.500 partícules molt fines. Era la primera vegada que es portaven a la Terra mostres d'un asteroide. El problema era la seva grandària, com explica Jordi Sort:

"La seva mida petita presentava reptes. Vam rebre tres grans que feien aproximadament un mil·límetre cada un. En comparació, les mostres del Txeliàbinsk eren cent vegades més grans".

Els investigadors van utilitzar una tècnica anomenada nanoindentació, que permet estudiar característiques físiques a escala nanomètrica -milionèsimes de mil·límetre. I això ha permès concloure que les partícules de l'asteroide Itokawa posseeixen una duresa lleugerament menor que les d'un meteorit de composició semblant, com ara Txeliàbinsk. En canvi, la resta de propietats elàstiques són molt semblants.

Així, els autors afirmen que els materials regolítics -fragments no consolidats que es troben damunt la superfície de l'astre- tenen propietats semblants a les dels meteorits condrítics -cossos metàl·lics que no han sofert processos de fusió o de diferenciació en els asteroides dels quals provenen.
 

Una de els troballes és que els grans de l'Itokawa tenen més elasticitat. En resum, les conclusions de l'estudi són aquestes, segons Trigo:

"Aquesta superfície de partícules regolítiques estan molt més compactades que el material que tenen a sota i això indica que tenen més capacitat per absorbir energia elàstica -deguda a una col·lisió- durant un impacte".

Per això, proposen una forma de millorar els resultats de l'acció contra, en què no caldria un impacte que arribés a fer un forat profund, com explica Trigo en el portal de divulgació científica Divulcat:

"Una bona estratègia per incrementar l'eficiència a l'impacte de la sonda DART de NASA seria llançar-la cap a una regió de Didymoon coberta de regolita. D'aquesta manera, en excavar el cràter la sonda DART, bona part de l'energia cinètica no caldria que fragmentés l'asteroide, sinó que impulsés el material que cobreix la seva superfície".

Per tant, si l'impacte aixeca material de la superfície, la força d'inèrcia produiria una alteració de l'òrbita suficient. I per això cal que impacti en una zona amb molt material regolític.

En tot cas, per planificar bé aquestes operacions calen estudis com el que han fet els investigadors catalans, tal com explica Josep Maria Trigo-Rodríguez:

"L'èxit d'AIDA i esforços semblants per desviar asteroides depèn del bon coneixement de les propietats físiques de l'objecte".

I d'aquí el valor d'aquestes recerques aparentment tan especialitzades i allunyades del dia a dia. Però essencials si un dia o altre un asteroide amenaça seriosament de xocar amb la Terra.