O rebocador de asteróides

Para evitar que um bólido celeste atinja a Terra, uma nave espacial equipada com motores de plasma pode alterar sua órbita.

Em média, numa só noite, mais de 100 milhões de corpos de material interplanetário atravessam a atmosfera terrestre. Felizmente, a maioria desses componentes de asteróides e cometas não são maiores que pedregulhos. Assim, a soma desses 100 milhões de pequenos objetos não vai além de umas poucas toneladas. A atmosfera da Terra é suficientemente densa para vaporizar a maioria desses intrusos. Geralmente os restos cruzam o céu noturno sem causar dano, deixando uma trilha brilhante conhecida popularmente como "estrelas cadentes".Quando objetos maiores entram na atmosfera, não se vaporizam, mas explodem. Em janeiro de 2000, por exemplo, um bloco de 2 a 3 metros de diâmetro explodiu sobre o território canadense de Yukon, com potência equivalente de 4 a 5 mil toneladas de dinamite. Corpos maiores produzem explosões mais poderosas, embora sejam menos freqüentes. Em junho de 1908, uma enorme bola de fogo foi vista caindo sobre a região de Tunguska na Sibéria. Ela foi seguida por uma explosão que destruiu mais de 2000 km2 de florestas. O consenso entre os cientistas é que um asteróide rochoso de cerca de 60 metros de diâmetro explodiu 6 km acima do solo com potência de aproximadamente 10 milhões de toneladas de dinamite. A onda de choque devastou uma área equivalente à da região metropolitana de Nova York.

Observações recentes de objetos próximos à Terra - asteróides e cometas cujas órbitas em torno do Sol cruzam a órbita da Terra - sugerem que a chance de ocorrer um evento semelhante neste século é de cerca de 10%.

Asteróides de 100 metros de largura ou mais são uma ameaça ainda maior porque podem penetrar mais fundo na atmosfera ou atingir a superfície da Terra. Um impacto desse tipo tem probabilidade de 2% de ocorrer antes de 2100 e poderia causar uma explosão equivalente a pelo menos 100 milhões de toneladas de dinamite. Se um asteróide muito grande cair no oceano, o que acontece em cerca de 70% dos impactos, poderá gerar um tsunami inundando cidades costeiras, matando milhões de pessoas.

Eventos desse tipo ocorrem uma vez a cada 40 mil anos mais ou menos. Um asteróide com diâmetro superior a 1 km poderia atingir a Terra com energia equivalente a 100 bilhões de toneladas de dinamite, superior à energia liberada por todas as armas nucleares existentes. Impactos dessas proporções são capazes de varrer a humanidade da superfície da Terra e existe uma chance talvez de 1 em 5 mil de que essa colisão ocorra ainda neste século.

É possível evitar essas catástrofes? Ao longo da última década cientistas e engenheiros vêm propondo uma série de estratégias para desviar asteróides em rota de colisão com a Terra (ver "Sumário sobre o Asteróide"). Pesquisadores têm defendido a idéia de detonar armas nucleares no asteróide, ou próximo dele, para parti-lo em pedaços ou alterar seu curso, mas os efeitos de uma explosão nuclear são difíceis de prever, e essa incerteza tem levado muitos especialistas a considerar essa opção como um último recurso. As abordagens têm se voltado para opções para desviar a trajetória dos asteróides, que permitam maior controle.

Nos últimos dois anos vem sendo estudada a idéia de um rebocador espacial não tripulado que iria ao encontro de um asteróide ameaçador, atracando-se à sua superfície. Com um empurrão lento essa nave poderia deslocar o intruso de modo a impedir sua colisão com a Terra. (Devido a características particulares dos cometas, não os incluímos nesta proposta. Novos estudos indicam que os cometas representam perto de 1% de todas as ameaças de impacto sobre a Terra.) Para desviar um asteróide, o rebocador espacial teria de utilizar motores movidos a combustível nuclear, que lançam jatos de plasma, uma mistura de íons e elétrons a altas temperaturas. Acreditamos que uma missão para demonstrar as idéias sobre o rebocador de asteróides poderia ser realizada por volta de 2015.

Em vez de um tranco no asteróide, o rebocador deve fazer uma suave pressão
Por que desenvolver uma nave espacial desse tipo agora, antes de os astrônomos terem identificado qualquer asteróide em rota de colisão com a Terra? A resposta é que o sistema teria de ser testado, daí a urgência. Ao tentar desviar um asteróide que não estivesse em, ou próximo de, uma rota de colisão, os pesquisadores estariam adquirindo experiência preciosa para programar uma defesa confiável. Os asteróides potencialmente perigosos ainda não foram estudados em detalhes. Como não sabemos muito sobre a sua constituição interior, sobre as características de sua superfície ou sobre sua integridade estrutural, ignoramos o que poderia acontecer quando um rebocador espacial ancorasse num asteróide. A melhor forma de aprender sobre estes aspectos importantes é pousar uma nave espacial na superfície de um desses corpos e depois tentar manobrá-lo. Como benefício adicional, a missão contribuiria para melhorar nosso conhecimento sobre asteróides, criando um caminho pioneiro para a mineração desses corpos. Além disso, a Nasa já está trabalhando em tecnologias-chave necessárias para o rebocador espacial. Como parte do projeto Prometeus, a agência espacial americana está tentando projetar reatores nucleares que possam funcionar com sistemas de propulsão iônica para naves espaciais interplanetárias. A Nasa pretende integrar estes sistemas ao projeto Jimo (Jupiter Icy Moons Orbiter), uma espaçonave que deverá visitar as luas jupiterianas de Ganimedes, Calixto e Europa na próxima década. A mesma tecnologia poderia ser aplicada ao maior projeto de segurança pública da História, o guardião da rocha do juízo final, que ameaça a humanidade.

O desafio de desviar um asteróide acaba se resumindo a uma questão de tempo. Primeiro, os astrônomos devem detectar o astro pelo menos uma década antes do impacto previsto, com tempo suficiente para que as medidas tomadas surtam efeito. Felizmente, com o desenvolvimento contínuo de programas para detecção de asteróides que estão em andamento, esta é uma expectativa razoável. Para evitar que o asteróide se choque com a Terra, o plano mais eficiente seria ou aumentar a velocidade da rocha empurrando-a na direção do seu movimento orbital, ou diminuir sua velocidade na direção oposta. Mudar a velocidade do asteróide significa alterar o período de sua órbita - o tempo que o asteróide leva para completar uma volta em torno do Sol. Como a Terra se desloca ao longo de sua órbita a uma velocidade de 29,8 km/s e seu diâmetro é de aproximadamente 12.800 km, o planeta leva 215 segundos para percorrer a metade do seu diâmetro. Se um asteróide estiver se aproximando da Terra para uma colisão frontal, o desafio seria alterar o seu período orbital de modo que ele chegasse ao ponto de encontro pelo menos 215 segundos antes ou depois de a Terra passar por aquele ponto (ver ilustração "Evitando uma colisão").

Se fosse aplicado ao asteróide um empurrão suave, mas prolongado, cerca de 10 anos antes do choque previsto com a Terra, o rebocador espacial teria de aumentar a velocidade do asteróide somente cerca de 1cm por segundo. Esta pequena variação iria ampliando ligeiramente a órbita do asteróide e conseqüentemente aumentando seu período. Por exemplo, para um asteróide com um período orbital de dois anos, uma variação da velocidade de 1cm por segundo aumentaria o seu período de 45 segundos e produziria um atraso de 225 segundos ao longo dos 10 anos - o suficiente para o asteróide não atingir a Terra com uma pequena margem de segurança. Outra alternativa seria o rebocador espacial desacelerar o asteróide diminuindo sua órbita e reduzindo o período em 45 segundos. Depois de 10 anos, o asteróide chegaria ao ponto de colisão 225 segundos antes da Terra. Naturalmente, se o rebocador espacial atingisse o asteróide quando ele estivesse mais próximo do ponto de colisão, seria necessário imprimir ao objeto um impulso maior. Isso reforça a importância de uma determinação prévia precisa de todos os asteróides próximos da Terra

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março 2004