Os asteróides podem representar uma ameaça à vida na Terra, mas também são uma fonte valiosa de recursos para produzir combustível ou água para auxiliar na exploração do espaço profundo. Desprovidas de processos geológicos e atmosféricos, essas rochas espaciais fornecem uma janela para a evolução do sistema solar. Mas para realmente entender seus segredos, os cientistas devem saber o que há dentro deles.
Apenas quatro espaçonaves pousaram em um asteróide – mais recentemente em outubro de 2020 – mas nenhuma espiou dentro de uma. No entanto, compreender as estruturas internas dessas rochas cósmicas é crucial para responder a perguntas-chave sobre, por exemplo, as origens de nosso próprio planeta.
“Os asteróides são os únicos objetos em nosso sistema solar que estão mais ou menos inalterados desde o início da formação do sistema solar”, disse o Dr. Fabio Ferrari, que estuda a dinâmica de asteróides na Universidade de Berna, na Suíça. “Se soubermos o que está dentro dos asteróides, podemos entender muito sobre como os planetas se formaram, como tudo o que temos em nosso sistema solar se formou e pode evoluir no futuro.”
Depois, há também razões mais práticas para saber o que está dentro de um asteróide, como a mineração de materiais para facilitar a exploração humana de outros corpos celestes, mas também a defesa contra uma rocha ligada à Terra.
A próxima missão Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA, com lançamento previsto para o final deste ano, irá colidir com o asteróide de 160m de diâmetro Dimorphos em 2022, com o objetivo de mudar sua órbita. O experimento irá demonstrar pela primeira vez se os humanos podem desviar um asteróide potencialmente perigoso.
Mas os cientistas têm apenas idéias aproximadas sobre como Dimorphos vai responder ao impacto, pois eles sabem muito pouco sobre o asteróide lua e seu asteróide pai, Didymos.
Para responder melhor a essas questões, os cientistas estão investigando como saber remotamente o que está dentro de um asteróide e discernir seu tipo.
Tipos
Existem muitos tipos de asteróides. Alguns são blocos sólidos de rocha, ásperos e resistentes, outros são conglomerados de seixos, pedregulhos e areia, produtos de muitas colisões orbitais, mantidos juntos apenas pela força da gravidade. Existem também asteróides metálicos raros, pesados e densos.
“Para desviar os asteróides monolíticos mais densos, você precisaria de uma espaçonave maior, você precisaria viajar mais rápido”, disse a Dra. Hannah Susorney, pesquisadora em ciências planetárias na Universidade de Bristol, no Reino Unido. “Os asteróides que são apenas sacos de material – nós os chamamos de pilhas de entulho – podem, por outro lado, explodir em milhares de pedaços. Essas peças podem se tornar perigosas por si mesmas.”
O Dr. Susorney está explorando quais características da superfície de um asteróide podem revelar sobre a estrutura de seu interior como parte de um projeto chamado EROS.
Esta informação pode ser útil para futuras empresas de mineração espacial que desejam saber o máximo possível sobre um asteróide promissor antes de investir em uma missão de prospecção cara, bem como saber mais sobre ameaças potenciais.
“Existem milhares de asteróides próximos à Terra, aqueles cujas trajetórias podem um dia se cruzar com a da Terra”, disse ela. “Visitamos apenas um punhado deles. Não sabemos quase nada sobre a grande maioria.”
Topografia
O Dr. Susorney está tentando criar modelos topográficos detalhados de dois dos asteróides mais bem estudados – Itokawa (o alvo da missão japonesa Hayabusa 1 de 2005) e Eros (mapeado em detalhes pela sonda espacial NEAR Shoemaker no final dos anos 1990).
“A topografia da superfície pode realmente nos dizer muito”, disse Susorney. “Se você tem um asteróide com uma pilha de entulho, como Itokawa, que é essencialmente apenas um saco de penugem, você não pode esperar encostas muito íngremes lá. A areia não pode ser mantida em uma encosta infinita a menos que seja suportada. os asteróides monolíticos, como Eros, tendem a ter características topográficas muito mais pronunciadas, crateras muito mais profundas e íngremes. ”
Susorney quer pegar os modelos de alta resolução derivados de dados da espaçonave e encontrar parâmetros neles que poderiam ser usados em modelos de formato de asteróide de resolução muito mais baixa, criados a partir de observações de radar baseadas no solo.
“A diferença na resolução é bastante substancial”, admite ela. “Dezenas a centenas de metros em modelos de espaçonaves de alta resolução e quilômetros de medições de radar baseadas no solo. Mas descobrimos que, por exemplo, a distribuição da inclinação nos dá uma dica. Quanto do asteróide é plano e quanto é íngreme?”
O Dr. Ferrari está trabalhando com a equipe que prepara a missão DART. Como parte de um projeto chamado GRAINS, ele desenvolveu uma ferramenta que permite modelar o interior de Dimorphos, o alvo de impacto, bem como outros asteróides de entulho.
“Esperamos que Dimorphos seja uma pilha de entulho porque pensamos que se formou a partir de matéria ejetada pelo asteróide principal, Didymos, quando estava girando muito rápido”, disse Ferrari. “Esta matéria ejetada então se recompôs e formou a lua. Mas não temos observações de seu interior.”
Engenheiro aeroespacial por formação, o Dr. Ferrari emprestou uma solução para o problema dos asteróides do mundo da engenharia, de uma disciplina chamada dinâmica granular.
“Na Terra, essa técnica pode ser usada para estudar problemas como empilhamento de areia ou vários processos industriais envolvendo pequenas partículas”, disse Ferrari. “É uma ferramenta numérica que nos permite modelar a interação entre as diferentes partículas (componentes) – no nosso caso, as várias rochas e seixos dentro do asteróide.”
Pilha de entulho
Os pesquisadores estão modelando várias formas e tamanhos, várias composições de rochas e seixos, as interações gravitacionais e o atrito entre eles. Eles podem executar milhares de simulações e compará-las com dados de superfície sobre asteróides conhecidos para entender o comportamento e a composição dos asteróides com pilhas de entulho.
“Podemos olhar para a forma externa, estudar vários recursos na superfície e comparar isso com nossas simulações”, disse Ferrari. “Por exemplo, alguns asteróides têm uma protuberância equatorial proeminente”, diz ele, referindo-se ao espessamento ao redor do equador que pode aparecer como resultado do giro do asteróide.
Nas simulações, a protuberância pode parecer mais proeminente para algumas estruturas internas do que outras.
Pela primeira vez, acrescentou o Dr. Ferrari, a ferramenta pode funcionar com elementos não esféricos, o que melhora consideravelmente a precisão.
“As esferas se comportam de maneira muito diferente de objetos angulares”, disse ele.
O modelo sugere que, no caso de Dimorfos, o impacto do DART criará uma cratera e lançará muito material da superfície do asteróide. Mas ainda há muitas dúvidas, principalmente o tamanho da cratera, de acordo com o Dr. Ferrari.
“A cratera pode ser tão pequena quanto dez metros, mas também tão larga quanto cem metros, ocupando a metade do tamanho do asteróide. Nós realmente não sabemos”, disse o Dr. Ferrari. “As pilhas de entulho são complicadas. Por serem tão soltas, podem muito bem apenas absorver o impacto.”
Não importa o que aconteça em Dimorphos, o experimento fornecerá um tesouro de dados para refinar futuras simulações e modelos. Podemos ver se o asteróide se comporta como esperávamos e aprender como fazer previsões mais precisas para as missões futuras das quais as vidas na Terra podem muito bem depender.
Publicado em 20/04/2021 10h31
Artigo original:
Estudo original:
- https://www.businessinsider.com/asteroid-mining-company-earth-startups-raw-materials-cobalt-gold-platinum-2021-3
- https://www.theguardian.com/science/2020/dec/05/hayabusa2-comes-home-remarkable-space-probe-could-open-another-window-into-how-life-originated
- https://www.nasaspaceflight.com/2021/02/dart-laucnh-delayed-to-november/
- https://cordis.europa.eu/project/id/800060