Come Pesare un Asteroide Killer a 22 Chilometri al Secondo

Stati Uniti - Agenzia stampa Ekhbary

Come Pesare un Asteroide Killer a 22 Chilometri al Secondo

Stimare la massa di un asteroide potenzialmente pericoloso (PHA) è probabilmente l'informazione più critica su di esso, subito dopo la sua traiettoria. Tuttavia, determinare con precisione questa massa per corpi celesti che vanno da decine a centinaia di chilometri di dimensione presenta una sfida significativa, poiché la loro influenza gravitazionale è spesso troppo debole per essere misurata con le tradizionali tecniche di tracciamento a radiofrequenza.

Un nuovo e rivoluzionario articolo, scritto da Justin Atchison del Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory e dai suoi colleghi, introduce un metodo che potrebbe consentire agli scienziati di calcolare la massa anche di asteroidi più piccoli. Questo approccio innovativo, pur richiedendo un coordinamento meticoloso, si concentra sullo sfruttare la sottile attrazione gravitazionale che un asteroide esercita su un veicolo spaziale in avvicinamento. Man mano che un veicolo spaziale si avvicina a un asteroide, la sua velocità cambia proporzionalmente alla massa dell'asteroide. Per oggetti con massa insufficiente, questa alterazione della velocità è così minuscola che scende al di sotto della soglia di rilevamento degli strumenti convenzionali.

Per superare questa limitazione, i ricercatori propongono di incorporare un'altra variabile chiave nell'equazione del cambiamento di velocità: la distanza del veicolo spaziale dall'asteroide. Nello specifico, il cambiamento di velocità di un veicolo spaziale è inversamente proporzionale alla distanza del suo avvicinamento più ravvicinato. Ciò significa che più vicino il veicolo spaziale si avvicina all'asteroide, maggiore e più misurabile diventa il cambiamento di velocità. Sebbene misurare questi sottili effetti gravitazionali da grande distanza sia praticamente impossibile, la soluzione proposta implica una ricognizione più ravvicinata.

La strategia prevede che un veicolo spaziale di ricognizione principale esegua un sorvolo ravvicinato, distribuendo contemporaneamente un piccolo CubeSat. Questo CubeSat manterrebbe una distanza di circa 10 chilometri dall'asteroide, fungendo da punto di riferimento cruciale. Nel frattempo, il veicolo spaziale principale eseguirebbe un passaggio estremamente ravvicinato, potenzialmente a un'altitudine pari a tre volte il diametro dell'asteroide – per un asteroide di 50 metri, ciò equivale a soli 150 metri sopra la superficie. Questa vicinanza amplifica notevolmente l'influenza gravitazionale misurabile.

Un altro fattore critico che influenza il cambiamento di velocità del veicolo spaziale è la velocità con cui sorvola l'asteroide. Anche questa relazione è inversa: un sorvolo più veloce porta a una minore perturbazione della velocità. Idealmente, un veicolo spaziale rimarrebbe a un'altitudine minima per un periodo prolungato per massimizzare l'interazione gravitazionale. Tuttavia, la meccanica orbitale spesso rende impraticabili tali passaggi prolungati a bassa altitudine. Ciononostante, anche velocità relative relativamente lente possono migliorare sostanzialmente la capacità della missione di stimare accuratamente la massa dell'asteroide.

Anche con questi progressi nel controllo della vicinanza e della velocità, gli autori stimano che per gli asteroidi più piccoli (sotto i 140 metri di diametro), il semplice tracciamento a radiofrequenza tra il CubeSat e la nave madre rimanga insufficiente. Raggiungere la precisione necessaria richiede strumentazione più sofisticata. Il veicolo spaziale ospite dovrebbe essere equipaggiato con sensori avanzati come uno strumento di misurazione della distanza laser (Laser Rangefinding Instrument) o uno strumento Doppler ad alta precisione (High Precision Doppler Instrument). Questi strumenti sono progettati per aumentare significativamente la sensibilità, consentendo la misurazione accurata anche dei sottili effetti gravitazionali di oggetti di piccola massa.

Un ulteriore ostacolo operativo identificato è la navigazione ottica. Ad alte velocità di sorvolo, le telecamere del veicolo spaziale potrebbero avere difficoltà a catturare immagini sufficientemente nitide dell'asteroide per determinarne con precisione la posizione. Dati di posizione accurati sono essenziali per eseguire le manovre sicure e di alta precisione richieste per il calcolo della massa. Mentre i sistemi di navigazione ottica esistenti potrebbero essere sufficienti per scenari meno impegnativi, nuovi sistemi più robusti saranno necessari per questi sorvoli veloci.

Illustrando l'applicazione pratica di questo metodo, i ricercatori hanno modellato potenziali missioni. Uno scenario particolarmente pertinente riguarda l'asteroide 2024 YR4, che, al momento della scrittura, aveva una probabilità del 4% di impattare la Luna entro sei anni, mettendo potenzialmente a rischio risorse in orbita terrestre. In questa missione ipotetica, il veicolo spaziale principale eseguirebbe un sorvolo a una velocità sbalorditiva di 22 chilometri al secondo, nonostante l'asteroide abbia un diametro di soli 60 metri. Il sistema di navigazione ottica di precisione descritto sarebbe indispensabile per un tale incontro ad alta velocità, uno scenario che potrebbe realisticamente materializzarsi nei prossimi sei anni.

Sebbene la necessità immediata di misurazioni di massa così dettagliate sia ancora oggetto di dibattito, gli autori sottolineano la sua importanza futura. Man mano che l'umanità espande la sua presenza nello spazio e affronta potenziali minacce, la comprensione delle caratteristiche precise degli oggetti vicini alla Terra, inclusa la loro massa, sarà fondamentale per sviluppare strategie di deviazione o mitigazione efficaci. Tecniche avanzate come quella proposta offrono strumenti vitali per caratterizzare anche i più piccoli corpi pericolosi, garantendo che gli specialisti della difesa planetaria e il pubblico siano meglio attrezzati per affrontare le sfide future. La comunità scientifica trarrà senza dubbio beneficio da tali ricerche pionieristiche, contribuendo a un futuro più sicuro nello spazio.

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