O Teste de Redirecionamento de Asteroides Duplos (DART) da NASA foi a primeira tentativa da Terra de lançar uma espaçonave para colidir intencionalmente e desviar um asteroide como uma técnica de defesa planetária. Em 26 de setembro de 2022, a espaçonave DART colidiu com uma pequena lua de asteroide chamada Dimorphos, que orbita um asteroide maior chamado Didymos. Nenhum dos asteróides representava uma ameaça para a Terra, mas representavam corpos celestes semelhantes que poderiam um dia se aproximar e colocar o planeta em perigo.
Em quatro artigos publicados na revista Nature em 1º de março de 2023, a equipe DART – que inclui astrônomos da Universidade de Maryland – detalhou o impacto bem-sucedido do DART, a possível física por trás da colisão, observações dos detritos resultantes ejetados do asteróide e cálculos de Dimorphos ‘ mudanças orbitais. As descobertas confirmam a viabilidade de redirecionar objetos próximos da Terra, como asteróides, como medida de defesa planetária.
“Ainda não podemos impedir furacões ou terremotos, mas finalmente aprendemos que podemos evitar o impacto de um asteróide com tempo, aviso e recursos suficientes”, disse Derek Richardson, professor de astronomia na UMD e líder do grupo de trabalho de investigação do DART. “Com tempo suficiente, uma mudança relativamente pequena na órbita de um asteroide faria com que ele não atingisse a Terra, evitando que a destruição em larga escala ocorresse em nosso planeta”.
Missão DART mais bem-sucedida do que o esperado
Richardson e seus colegas do Departamento de Astronomia da UMD, Professora Jessica Sunshine, e o Cientista Principal de Pesquisa Tony Farnham desempenharam papéis críticos no estudo da eficácia da missão DART para desviar um asteróide de um caminho terrestre.
Farnham foi instrumental na computação das condições geométricas e dimensões necessárias para interpretar as observações do evento com precisão. Usando dados de engenheiros de espaçonaves e da Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO), Farnham ajudou a determinar o que a espaçonave DART estava olhando ao se aproximar de Dimorphos.
“Ao lidar com observações de uma espaçonave, precisamos entender onde no espaço a espaçonave está localizada em relação ao asteroide, ao Sol e à Terra e para onde ela está voltada em um determinado momento”, explicou Farnham. “Com essas informações, temos contexto para fazer nossas conjecturas e avaliar nosso trabalho.”
Graças ao trabalho de Farnham, a equipe do DART obteve informações importantes sobre o cronograma geral do impacto, a localização e a natureza do local do impacto e o tamanho e a forma de Dimorphos. Para a surpresa da equipe, eles descobriram que o pequeno asteróide era um esferóide achatado, ou um corpo esférico ligeiramente achatado, em vez de uma forma mais alongada esperada de previsões teóricas.
“Tanto o Didymos quanto o Dimorphos são mais moles – parecendo mais com M&Ms de manteiga de amendoim e menos com M&Ms de amendoim – do que esperávamos”, disse Sunshine. “Essa forma também desafia alguns de nossos preconceitos sobre como esses asteroides se formam e complica a física por trás do DART porque nos leva a repensar nossos modelos atuais de asteroides binários”.
Além da forma irregular de Dimorphos, os cientistas também notaram que a superfície do asteróide era visivelmente pedregosa e em blocos. Essa qualidade geomórfica provavelmente influenciou a formação da cratera, a quantidade e as propriedades físicas do material ejetado (resíduos expelidos dos impactos) e o momento de um impacto do tipo DART.
Sunshine, que anteriormente atuou como vice-investigador principal da missão Deep Impact da NASA, liderada pela UMD, observou que essas diferentes qualidades de textura levaram a diferentes resultados de impacto – críticos para avaliar o sucesso da espaçonave DART no redirecionamento de Dimorphos de sua órbita original.
“A missão Deep Impact colidiu com um cometa cuja superfície é composta de grãos pequenos e uniformes”, explicou Sunshine. “O Impacto Profundo resultou em um leque mais uniforme de detritos do que as estruturas filamentosas vistas após o impacto do DART em terreno rochoso. Acontece que o movimento do material ejetado causado pelo DART realmente teve um efeito profundo no sucesso da missão do DART.”
Empurrão extra de detritos de impacto encurtou a órbita de Dimorphos
A espaçonave DART não foi a única fornecedora de impulso no impacto com Dimorphos; um empurrão adicional foi causado por explosões violentas de detritos quando a espaçonave colidiu com a diminuta lua do asteroide.
“Havia tantos detritos ejetados do impacto que Dimorphos foi empurrado aproximadamente 3,5 vezes mais efetivamente em comparação com o impacto da espaçonave DART sozinho”, explicou Richardson, que ajudou a calcular e verificar o momento transferido entre a espaçonave DART e Dimorphos.
De acordo com Farnham, que calculou a direção do material ejetado do asteroide, essa descoberta foi confirmada quando a equipe mediu que a órbita do asteroide havia mudado mais do que as expectativas mais conservadoras da equipe. A diferença nos períodos orbitais, ou o tempo que leva para um objeto celeste completar uma rotação em torno de outro objeto, indica que a órbita de Dimorphos em torno de Didymos mudou.
“Antes do impacto, esperávamos que o impacto encurtasse a órbita de Dimorphos em apenas 10 minutos”, disse Farnham. pouco mais de 30 minutos. Em outras palavras, o material ejetado atuou como um jato para empurrar a lua ainda mais para fora de sua órbita original”.
Acompanhando a missão Hera
A missão DART representa um primeiro passo importante para o desenvolvimento de estratégias de defesa planetária apropriadas contra objetos próximos da Terra, como asteroides.
A equipe do DART antecipa que a próxima missão Hera da Agência Espacial Europeia, lançada em outubro de 2024, revelará mais informações sobre o local de impacto do DART. Em 2026-27, a espaçonave Hera revisitará o sistema binário de asteróides contendo Dimorphos e Didymos e avaliará as propriedades internas de ambos os asteróides pela primeira vez, fornecendo uma análise mais detalhada dos efeitos do impacto do DART no sistema e na geofísica por trás do sistema solar. formação.
“Ainda não sabemos muito sobre Dimorphos e Didymos porque só vimos o lado de fora”, disse Sunshine. “Como é a estrutura interna deles? Existem diferenças de porosidade entre os dois? Esses são os tipos de perguntas que precisamos responder para realmente ver o quão eficazes são nossos desvios e como corpos celestes como esses asteróides se formam e evoluem.”
Enquanto a missão Hera ainda está em fase de construção, a pesquisa do DART e de seus predecessores, como o Deep Impact, ainda oferece uma riqueza de informações sobre como os humanos podem desenvolver maneiras adicionais de defender a Terra de asteróides e cometas que se aproximam. Graças a um legado de iniciativas de teste de impacto cinético e pesquisa de defesa planetária liderada pelo falecido professor de astronomia Mike A’Hearn, os astrônomos da UMD estão equipados de forma única para avaliar e avançar na experimentação de impacto em escala planetária. Richardson, Sunshine, Farnham e seus colegas esperam honrar o trabalho que levou ao DART, continuando a ajudar a criar novos métodos de mitigação de ameaças de asteroides.
“Esses artigos são simplesmente os primeiros resultados sobre a missão DART a serem publicados”, disse Farnham. “Mas existem dezenas de estudos atualmente em andamento que nos ajudarão a aprofundar nossa compreensão do impacto e das implicações para a defesa planetária, revelando fenômenos mais interessantes”.
Publicado em 05/03/2023 20h38
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