A espaçonave DART colidiu com sucesso com um asteróide com um diâmetro de 160 metros a uma velocidade 10 vezes mais rápida que a velocidade de uma bala: Weekly Donga

O Homo sapiens, que é considerado um parente dos humanos modernos se a história da Terra de 4,5 bilhões de anos atrás até o presente for de 1 dia, surgiu há apenas 3 segundos. Embora tenha existido por tão pouco tempo quanto um piscar de olhos, pode ser tolice dizer que você é o dono da terra. Por volta das 22h49, seres enormes que ninguém se atreve a mexer começam a aparecer e, depois de sobreviver por mais de uma hora, eles finalmente se envolvem em um terrível acidente de grande escala e desaparecem. Este é um impacto de asteróide. Este objeto cósmico, que não tinha como fazer nada com as criaturas que vivem no pequeno ponto azul fraco, fez um rugido aterrorizante há 66 milhões de anos e caiu em Chixulub, Península de Yucatán, no México, criando uma enorme cratera de diâmetro ainda maior. Mais de 150 km e 20 km de profundidade, eventualmente 75% de todos os seres vivos foram extintos. Mesmo os dinossauros que eram muito próximos dos donos da terra não funcionavam direito e desapareciam um a um. A infeliz consequência de uma colisão de asteroides é uma catástrofe que acontece por acaso devido a um fenômeno natural, então pode não ser suficiente para evitar isso pela força humana. Talvez tentar detê-lo seja o orgulho criado pelo conhecimento incompleto.

É possível que um asteróide colida com a Terra

O primeiro asteroide humano Ceres foi descoberto em 1801 pelo astrônomo italiano Giuseppe Pacci. Inicialmente, foi classificado como planeta devido ao seu enorme tamanho, mas com a descoberta de novos asteroides, tornou-se um asteroide, e agora é chamado de planeta anão no sistema solar antes de passar por Marte e chegar a Júpiter. Um planeta anão é um conceito que foi introduzido quando Plutão foi ejetado de um planeta no Sistema Solar, por isso está mais próximo de um planeta do que de um asteroide. Um asteróide é um corpo celeste menor que um planeta, mas maior que um meteorito entre os corpos celestes que giram em torno do sol. Entre Marte e Júpiter, existe um cinturão de asteroides cheio de asteroides.

De fato, os asteroides são um material básico que aparece com frequência em filmes e animações. Os heróis estão fazendo o seu melhor e arriscando suas vidas para impedir os asteróides que ameaçam a Terra. Os asteróides são mais familiares para nós do que pensamos, e porque eles têm uma história de aniquilação dos dinossauros, os cientistas estão mais preocupados. Uma vez que haja a possibilidade de atingir o solo, nenhuma força humana poderá detê-lo. Além disso, na maioria dos casos, é difícil entender adequadamente a situação mesmo antes da colisão real. Na verdade, ninguém sabia do asteroide que caiu na província russa de Chelyabinsk em fevereiro de 2013 antes de atingir a Terra. Eles eram capturados com olhos humanos ou com a caixa preta do veículo apenas quando podiam ser vistos a olho nu. Felizmente, não houve mortes, mas milhares de pessoas ficaram feridas e danos materiais foram causados.

A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) começou a procurar asteróides com alta probabilidade de colidir com a Terra entre corpos celestes com mais de um quilômetro de diâmetro em 1998. Eles foram encontrados em torno de um cachorro. No processo, mais de 90% dos asteróides relativamente grandes foram encontrados, mas apenas 25% dos asteróides relativamente pequenos com uma altura de cerca de 140 metros com alta probabilidade de colisão com a Terra. Para encontrar maneiras de responder aos asteroides que se aproximam constantemente, os Estados Unidos criaram o Escritório de Coordenação de Defesa Planetária (PDCO), que usa telescópios terrestres e espaciais para classificar e rastrear os riscos de asteroides. Em particular, os organismos que podem ter um impacto enorme e inimaginável na Terra estão começando a ser classificados separadamente como Órgãos Potencialmente Perigosos (PHOs). Assim como no filme, é difícil reduzir a energia do voo para destruir uma ogiva nuclear, de modo que pequenos fragmentos podem cair diretamente no solo e causar mais danos. Mesmo se você tiver a sorte de evitá-lo, podem ocorrer efeitos posteriores, como radiação de calor e precipitação de radiação. Então, existe alguma outra maneira de alterar a órbita do asteroide de forma relativamente segura?

O Double Asteroid Redirection Test (DART), o primeiro teste de impacto de asteroides em humanos, começou com esse desejo. O dardo da missão é na verdade semelhante a um esporte que se originou na Inglaterra há centenas de anos. Assim como apontar uma flecha com um alfinete e acertar o local exato desejado, é um experimento de impacto em larga escala que é realizado pelo lançamento de uma espaçonave feita pelo homem com o objetivo de atingir com precisão um asteróide que se aproxima. Se a quantidade de mudança da órbita de um corpo celeste pudesse ser determinada antecipadamente por um impacto físico, talvez fosse possível evitar que asteróides se aproximassem da Terra no futuro.

A primeira experiência de colisão de asteróides na história humana

O Falcon 9 é lançado da SpaceX carregando a espaçonave Dart. [사진 제공 · NASA]

Em 24 de novembro do ano passado, a espaçonave em órbita foi lançada ao espaço a bordo do SpaceX Falcon 9. Após uma longa jornada que durou cerca de 10 meses, finalmente atingiu o alvo às 8h14 do dia 27 de setembro deste ano. Em suma, para cumprir a ambiciosa missão de mudar de órbita colidindo com um asteroide alvo, a espaçonave foi enviada ao espaço, cerca de 30 vezes a distância da Terra à Lua, a 11 milhões de quilômetros, e colidiu com um asteroide chamado Dimorfos.

Normalmente, as missões espaciais têm o objetivo de explorar o desconhecido. Nenhuma nave espacial jamais havia voado com o propósito de colidir ou destruir assim. Em primeiro lugar, se você pensar por que isso acontece, Didymus tem uma altura de cerca de 780 metros e Demorphos tem cerca de 160 metros. Dos dois, o corpo celeste que teve o menor impacto sobre ele foi Demorphos. Didymos e Dimorphus são sistemas de asteroides duplos e podem ser considerados melhores amigos que compartilham um destino. O objetivo da missão era que uma pequena espaçonave do tamanho de um carro colidisse com o asteroide menor Demorphos. Se pudermos confirmar exatamente como e quanto a órbita de Demorphos mudou, podemos descobrir como e quanta energia precisamos para evitar que asteroides ameacem a Terra. Este foi o maior significado e propósito desta nobre missão.

Um resultado importante com poucas chances de sucesso

O asteróide Demorphos colidiu com a espaçonave DART. [사진 제공 · NASA]

No último estágio, a nobre espaçonave foi obscurecida pelo gigante Didymus, então Demorphos não pôde ser visto corretamente, então 4 horas antes da colisão, a espaçonave Arrows se transformou em um sistema de voo de navegação inteligente a uma distância de 90 mil quilômetros. Em outras palavras, como um carro autônomo, ele voava de forma autônoma, contando apenas com uma câmera, sem assistência humana. É claro que não é fácil para um asteroide colidir com uma espaçonave voando a 6,1 km/s, que é 18 vezes a velocidade do som ou 10 vezes mais rápida que uma bala, seja ela autônoma ou sem leme. É um desafio ver um asteróide colidir a apenas 160 metros da Terra e de Marte enquanto observa com uma câmera acoplada à ponta de uma bala. Então, quando a cena se aproximando do Dimorphus apareceu em vídeo, todos os pesquisadores ficaram nervosos, e quando a câmera que estava fotografando a superfície cada vez maior parou de funcionar, todos de todo o mundo aplaudiram. Em geral, quando naves espaciais e estações terrestres perdem seus sinais, coisas muito ruins acontecem. Mas desta vez, no momento em que o sinal de e para a nave espacial foi cortado, significou sucesso completo. Isso significa que você atingiu seu objetivo corretamente, porque o objetivo foi completamente bem-sucedido.

A NASA estimou que colidiu com precisão com um ponto a cerca de 17 metros do centro do asteroide, que originalmente era o alvo da colisão, e gerou energia cinética 10 bilhões de vezes maior do que a energia necessária para mover um objeto de 1 metro com uma força de 1 Newton. . De fato, a NASA avistou Demorphos de longe usando o telescópio Asteroid Last Terrestrial Impact Alert System (ATLAS), precisamente no momento em que ele piscou e brilhou na poeira após uma colisão com uma espaçonave DART gravada em vídeo. A Coréia do Sul também possui um sistema de monitoramento óptico semelhante chamado Patrol Optical Wide Field Network (OWL-Net). Após uma colisão notável, a espaçonave Dart foi violentamente morta, mas em vez disso, a situação foi fotografada pelo satélite cubo ‘Riccha Cube’, que se separou uma semana antes da colisão. A agência espacial italiana Lichacube, que pesa 14 kg, do tamanho de um computador, a 55 km de Dimorphos, ativou a câmera três minutos após a colisão e enviou a imagem de volta à Terra depois de minuciosamente capturada com uma pequena antena. Com base nos dados coletados, não apenas a mudança orbital foi confirmada, mas a luz gerada imediatamente após o impacto e a poeira ou detritos gerados durante a colisão foram claramente confirmadas.

Quando uma fera perigosa se aproximava de nós, não se sabia o quão alto ele teve que gritar para expulsar a fera. Não sei quão bem o animal pode ouvir ou quão assustado está. No entanto, se você gritar pelo menos uma vez, poderá verificar o quão bem ele gira sem chegar muito perto. Então não há necessidade de fazer um barulho alto para fazer com que nossas gargantas explodam, e quando um monstro semelhante se aproxima, podemos responder em um nível semelhante para nos manter seguros. Com esta tarefa de dardo, praticamos uma situação semelhante antes. Esperava-se que o período orbital de Demorphos, que originalmente orbitava Dídimo com um intervalo de 11 horas e 55 minutos, pudesse ser reduzido em pelo menos 73 segundos e até 10 minutos. Surpreendentemente, no entanto, o acompanhamento de duas semanas encurtou o ciclo em 32 minutos para 11 horas e 23 minutos. É 25 vezes mais do que o critério mínimo de sucesso, que é uma conquista muito maior do que o máximo esperado de 10 minutos.

Com o sucesso desta missão, demonstramos pela primeira vez que os humanos têm a capacidade de alterar diretamente as órbitas celestes. Embora uma espaçonave expirada tenha colidido com um planeta há muito tempo, a Dart é a primeira espaçonave lançada com a intenção de colidir do zero. Estou tão orgulhoso de ter me tornado a única forma de vida inteligente que pode se proteger com segurança de criaturas que se estabeleceram por acaso na Terra.

_{caminho…
Depois de se formar no Departamento de Astronomia e Espaço da Universidade Yonsei, trabalhou no Centro de Controle Espacial do Instituto Coreano de Astronomia e Ciências Espaciais e no Laboratório de Controle de Voos Espaciais da Universidade Yonsei. Sob o nome artístico de Orbit, ele dirige o podcast Changchang, Unpleasant Science do YouTube e Too Match Science, e seu livro é The Science of Orbit.}

Donga Weekly No. 1361 (p58~60)