Josep M. Trigo Rodríguez
Universitat de Barcelona Edicions
Data edició: 18/05/2022
Pàgines: 202
ISBN: 978-84-9168-788-7 (en català)
ISBN: 978-84-9168-787-0 (en castellà)
————————————————–
Un asteroide gegant passarà demà prop de la Terra. Aquest és un dels titulars recurrents que la premsa sol oferir-nos. El catastrofisme embene i la possible fi de la civilització tal com la coneixem és tema de pel·lícules apocalíptiques que entretenen al personal. No obstant això amb aquesta actitud es banalitza un problema real que té com a conseqüència que el perill que ve del cel no ocupe tot l’espai mediàtic que es mereix.
Els planetes del sistema solar es van formar per l’agregació lenta de planetesimals però també pels xocs violents d’asteroides en l’anomenada època del gran bombardeig. La majoria d’aquest material ja ha sigut eliminat, però nous impactors continuen emplenant l’espai interplanetari de roques i pols, resultat directe de xocs més recents entre asteroides, cometes i fins i tot planetes.
Algunes d’aquestes roques troben el nostre planeta en el seu camí i, depenent de la seua grandària i velocitat, poden arribar a ser un problema real per a la humanitat. Al llarg de la història de la Terra nombrosos asteroides petits i meteoroides han penetrat en l’atmosfera terrestre i causat canvis globals, regionals o locals. La majoria de vegades, no obstant això, són roques xicotetes que vénen de l’espai i que es fracturen totalment per la fricció amb l’atmosfera, un bon escut natural per a cossos menors de 100 m. En tots els casos podem estudiar aquests esdeveniments còsmics a través de les restes que arriben a la superfície de la Terra: els meteorits.
Els meteorits permeten abordar qüestions clau sobre els processos fisicoquímics que s’han produït des dels origens del sistema solar en els cossos d’origen. El 85% són condrites i provenen de cossos de pocs centenars de quilòmetres de diàmetre, sense diferenciació química. Contenen, per tant, residus del disc protoplanetari primigeni. La resta, acondrites, metalorocosos i metàl·lics provenen de cossos diferenciats majors i de planetes.
Amb l’estudi d’aquestes restes no sols coneixem l’origen i el passat del sistema solar, també aprenem sobre el present i el futur de la Terra. Les interaccions i ressonàncies gravitatòries porten a alguns asteroides i cometes a creuar l’òrbita terrestre. Són els anomenats NEO (Near Earth Objects), objectes la trajectòria dels quals s’acosta al nostre planeta i podrien impactar.
Si bé la majoria dels NEO ja estan catalogats i amb les seues òrbites ben determinades, els menors de 100 metres de diàmetre són poc coneguts. No obstant això, el major problema és la detecció dels cometes vells que han perdut els seus components volàtils i només presenten un nucli rocós. Aquests objectes foscos, amb òrbites molt excèntriques i alta velocitat, queden amagats i són potencialment perillosos.
L’exploració de l’entorn pròxim a la Terra, la caracterització dels objectes que s’allí es troben i dels quals arriben a la Terra és actualment una disciplina científica interdisciplinària en auge en la qual intervenen l’astronomia, l’astronàutica, la geologia i l’enginyeria.
Josep Maria Trigo en el seu llibre La Terra en perillens ofereix la investigació capdavantera que el seu grup realitza en múltiples facetes, des de la caracterització dels meteorits, la seua òrbita, el seu progenitor, les característiques del mitjà interplanetari, l’estudi de les mostres d’asteroides i la col·laboració en les primeres proves de defensa planetària.
No oblidem que la Terra ha estat atacada des de l’espai al llarg de tota la seua història geològica com ho demostra el cràter Chicxulub o l’esclat atmosfèric recent de Cheliábinsk. Per a augmentar la consciència pública sobre el perill d’impacte dels asteroides, cada 30 de juny se celebra el dia de l’Asteroide, aniversari de l’esdeveniment de Tunguska.
La primera acció de defensa planetària ha estat la recent missió DART. Els enginyers espacials acaben de demostrar que són capaços de canviar el moviment d’un asteroide. Un preludi del futur programa de defensa planetària que haurà de protegir la civilització humana dels perills de l’espai. Dels perills terrestres que causem nosaltres, com és el canvi climàtic, ja ho parlarem un altre dia.
Enric Marco
Departament d’Astronomia i Astrofísica
Universitat de València
La nit del dilluns 26 al dimarts 27 de setembre, a les 1:14, DART (Prova de Redireccionament de l’Asteroide Doble per les inicials en anglès), la missió de la NASA i del laboratori Johns Hopkins APL impactarà contra l’asteroide Dimorphos, en la que serà la primera missió de prova per construir el futur escut de defensa planetària. En l’equip científic d’aquesta missió participa l’astrofísic Josep Maria Trigo-Rodríguez, de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) i membre de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya.
Lluny de la imatge idíl·lica d’un sistema solar harmònic i d’una Terra segura, l’entorn del nostre planeta està ple de milers d’asteroides que molt sovint es creuen en el nostre camí. De moment, des que els observem, quasi sempre han passat més enllà de l’òrbita de la Lluna, a milions de quilòmetres de nosaltres. D’altres, tanmateix, s’han aproximat molt més i els hem trobat a distàncies més pròximes a la de la Lluna. Aquests asteroides formen part del grup d’Objectes potencialment perillosos (Potentially Hazardous Object o PHO en anglès), amb òrbites que travessen la de la Terra a menys de 0,05 ua i que tindrien una mida prou grossa (major de 150 m) com per provocar danys globals en cas d’impacte.
La probabilitat que impacte un d’aquests cossos no és menyspreable. Es considera que cada 10000 anys en podria caure un d’aquesta mida. De fet, al llarg de la història del planeta ja n’han caigut uns quants amb efectes devastadors, el més conegut dels quals és el que causà el cràter de Chicxulub al Iucatan i acabà amb els dinosaures. Més prop en el temps tenim el casos de l’asteroide de Txeliàbinsk i el fenomen de Tungunska.
Esquema de l’impacte sobre l’asteroide Dimorphos. NASA
És per tot això que cal posar-se ja a la feina per pensar, dissenyar i provar mecanismes per evitar els possibles futurs impactes sobre la Terra, i que poden acabar en poques hores amb la civilització humana. Les agències espacials ja s’ho han pres seriosament i s’han posat, o posaran pròximament en marxa, els anomenats programes de defensa planetària. La NASA i la ESA provaran dilluns a la matinada amb la missió DART la tecnologia per desviar un asteroide. La Xina diu que començarà a treballar-hi el 2025.
La missió DART isqué de la Terra el 24 de novembre de 2021 en direcció al sistema doble (65803) Didymos. L’objectiu era arribar al sistema format per Didymos, un asteroide de 780 metres i la petita lluna Dimorphos d’uns 160 m de diàmetre que l’orbita. I, ara, a poques hores de l’arribada, la nau de de 550 kg ja es prepara per al xoc, a una velocitat d’uns 6,6 km/s, contra el seu objectiu final, la petita lluna.
La missió tracta de veure com l’impacte és capaç o no de canviar, encara que siga una mica, els paràmetres orbitals de la lluna. No hi ha risc que aquesta s’escape del sistema ja que segur que romandrà lligada al cos principal però amb una altra òrbita més menuda.
Efecte de l’impacte de DART sobre l’òrbita de Dimorphos durant el desplegament del LICIACube italià. NASA/Johns Hopkins APL
L’òrbita de Didymos al voltant del Sol és lleugerament inclinada amb respecte al pla dels planetes, per sobre dels 3 graus. El seu període orbital és de 2.11 anys. Per tant es troba entre la Terra i Mart i, ara mateix, es troba a uns 11 milions de quilòmetres de nosaltres.
Didymos és classificat com a membre del grup d’asteroides Amor. Gira ràpidament cada 2.26 hores. La lluna Dimorphos gira al seu voltant una vegada cada 11.9 hores. L’asteroide major i la seua lluna estan separats per un quilòmetre aproximadament.
Com que DART impactarà en contra de la direcció de moviment de Dimorphos, l’impulsarà, encara que siga mínimament, en direcció contraria amb la qual cosa la Lluna perdrà velocitat i energia i, necessàriament, li farà adoptar una òrbita més pròxima a l’asteroide principal Didymos.
Per observar l’impacte i els efectes en la lluna, la missió disposa de diversos instruments. Per veure el sistema d’asteroides de prop amb imatges en directe s’usarà l’únic instrument a bord de DART, DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation). DRACO és una càmera d’alta resolució basada en l’instrument LORRI de New Horizons. DRACO ajudarà DART a navegar cap al sistema Didymos i, en els darrers minuts, enviarà imatges a la Terra a una velocitat d’una imatge per segon, cosa que permetrà a l’equip de DART mesurar la mida i la forma de la lluna per determinar el lloc de l’impacte.
Aquesta imatge de la llum de l’asteroide Didymos i la seua lluna Dimorphos és una composició de 243 imatges preses per la càmera DRACO el 27 de juliol de 2022 des de 32 milions de km de distància. NASA JPL DART Navigation Team.
Però DART també té un passatger: una petita nau espacial aportada per l’Agència Espacial Italiana (ASI). El LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids), de 14 kg i tan gros com una caixa de sabates, a hores d’ara ja s’haurà separarat de DART. LICIACube capturarà imatges de l’impacte i el material expulsat des de la lluna. Tractarà de fotografiar el cràter causat per l’impacte, tot i que els gasos i pols poden entorpir-ho. I ens mostrà la part posterior de la lluna, donat que, llavors, DRACO serà ja un munt de ferralla enterrat en Dimorphos.
Aquesta és la primera missió de prova de defensa planetària dissenyada per a canviar el curs d’un asteroide. En l’equip científic d’aquesta missió participa l’astrofísic Josep Maria Trigo-Rodríguez, de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) i membre de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya.
Aquesta missió busca demostrar la utilitat del mètode d’impacte cinètic per a desviar asteroides potencialment perillosos. DART realitzarà un experiment per a canviar la trajectòria i la velocitat d’un asteroide en l’espai emprant la pròpia sonda per a l’impacte cinètic, sense càrrega explosiva. D’aquesta manera, la NASA pretén posar a prova les capacitats de defensa planetària en cas que fos necessari desviar un asteroide en curs de col·lisió amb la Terra en el futur.
“Amb la missió DART pretenem comprendre millor els aspectes claus que influeixen en la transferència de moment cinètic per un projectil sense càrrega explosiva. És un experiment físic amb el qual desitgem conèixer l’eficiència amb què un projectil kamikaze excava un cràter en un asteroide, llançant els materials de la superfície de l’asteroide en direcció oposada al projectil”, assegura l’astrofísic del CSIC Josep M. Trigo-Rodríguez. “Com més gran siga l’eficiència d’aquest procés, major serà el desviament de l’asteroide, però hi ha un factor multiplicador en el procés d’excavació per impacte que cal comprendre millor a partir d’aquest experiment”, afegeix.
El grup de recerca de Meteorits, Cossos Menors i Ciències Planetàries de l’ICE-CSIC compta amb personal expert en les propietats físico-químiques dels materials que conformen les superfícies d’asteroides i cometes i ha realitzat múltiples contribucions en aquest àmbit. “Des de l’ICE-CSIC i el IEEC, hem realitzat una sèrie d’experiments per a conèixer millor les propietats mecàniques de la regolita i els processos de xoc en asteroides per a ajudar en la comprensió de la seua naturalesa i mineralogia”, afirma Trigo. “Els asteroides posseeixen una estructura diversa que és el resultat del continu bombardeig de projectils des de la seua formació. Això fa que desviar-los constituesca un repte científico-tecnològic de primera magnitud”, assenyala.
Missió DART. Johns Hopkins APL
“Cal tenir en compte que la missió Hera (ESA) seguirà a DART i, per tant, cal determinar amb precisió el punt d’impacte i les conseqüències de l’excavació del cràter sobre el sistema de l’asteroide (65803) Didymos”, assenyala Trigo que fa més d’una dècada que està involucrat en les diferents propostes que han precedit a la missió DART així com en la missió Hera de l’Agència Espacial Europea (ETA).
Hera visitarà l’asteroide binari Didymos a partir de 2024 després de l’impacte de la missió DART de la NASA contra el seu satèl·lit Dimorphos. Tots dos asteroides seran cartografiats en alta resolució. També es planeja emprar tecnologies CubeSat per a recaptar informació complementària d’enorme interès amb la finalitat de pal·liar futures trobades amb asteroides.
00:00 – La cobertura en directe (en anglès) de l’impacte de DART amb l’asteroide Dimorphos s’emetrà en la televisió de la NASA y en la pàgina web de l’agència. El públic també ho podrà seguir en directe en els xarxes socials de la NASA en anglès en Facebook, Twitter, y YouTube.
1:14 – Impacte cinètic de DART contra l’asteroide Dimorphos.
Imatges:
1.-Il·lustració de la nau espacial DART de la NASA i del LICIACube de l’Agència Espacial Italiana abans de l’impacte amb el sistema binari Didymos. NASA/Laboratori de Física Aplicada de Johns Hopkins APL/Steve Gribben.
