Todos os dias, a Terra é bombardeada com centenas de toneladas de pequenos objetos
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| A defesa planetária é o esforço para monitorar e proteger a Terra de asteróides, cometas e outros objetos no espaço. Crédito da imagem: NASA |
A defesa planetária é o esforço para monitorar e proteger a Terra de asteroides, cometas e outros objetos no espaço.
A gravidade da Terra atrai mais de cem toneladas (mais de 90 toneladas métricas) de pequenos objetos e poeira do espaço diariamente, de acordo com a NASA. A maior parte desse material queima na atmosfera sem nenhum efeito no planeta; pedaços maiores podem produzir um raio de luz brilhante que é visível no céu noturno ou um pequeno meteorito para um caçador de rochas procurar.
A atmosfera da Terra, que é espessa e protetora em comparação com as superfícies mais expostas de Mercúrio ou da Lua, atenua os perigos dessas pequenas colisões.
Mas a vida na Terra já foi drasticamente alterada por impactos de asteroides; a cratera de Chicxulub, por exemplo, é uma evidência do impacto que fez tremer o planeta e levou à extinção dos dinossauros não aviários. Os sistemas de defesa planetária trabalham para identificar objetos potencialmente nocivos (PHOs, na terminologia do Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA) nas proximidades da Terra. Embora esses sistemas ainda não tenham identificado ou lidado com nenhuma ameaça importante, a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA) e outras organizações estão se preparando para redirecionar ou destruir objetos perigosos um dia.
Hoje, telescópios em todo o mundo examinam o céu regularmente para localizar corpos que correm o risco de colidir com nosso planeta. Catálogos como este do Centro de Estudos de Objetos Próximos à Terra (CNEOS) da NASA listam os níveis de ameaça e outros dados sobre esses objetos para que haja um aviso antes que qualquer objeto conhecido colida com o planeta.
Enquanto isso, os pesquisadores estão desenvolvendo maneiras de mudar fisicamente o curso dos PHOs e defender o planeta de colisões catastróficas.
PERGUNTAS FREQUENTES SOBRE DEFESA PLANETÁRIA RESPONDIDAS POR UM ESPECIALISTA
Perguntamos a Davide Farnocchia, engenheiro de navegação do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA e cientista do Centro de Estudos de Objetos Próximos à Terra, algumas perguntas comuns sobre defesa planetária.
Davide Farnocchia
Engenheiro de navegação e cientista
Davide Farnocchia é engenheiro de navegação no Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA e cientista do Centro de Estudos de Objetos Próximos à Terra, administrado pelo JPL para o Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA.
Como sabemos se alguma coisa, por exemplo, asteroides ou cometas, está em rota de colisão com a Terra?
Descobrindo o maior número possível de asteroides e cometas, o mais cedo possível, e avaliando para onde estão indo. Felizmente, o movimento de asteroides e cometas é bastante previsível e devemos ser capazes de determinar se algum deles está em rota de colisão com a Terra com muitos anos de antecedência. Mas primeiro temos que descobrir esses objetos e depois rastreá-los. É por isso que a NASA financiou grandes telescópios para escanear o céu todas as noites e descobrir o maior número possível de asteroides e cometas.
Depois que um objeto é descoberto, usamos as medições de rastreamento para estimar sua órbita ao redor do sol. Para a maioria dos objetos, a órbita não chega nem perto da Terra e podemos descartar rapidamente qualquer colisão. No entanto, alguns desses objetos, chamados de "objetos próximos da Terra" (NEOs), seguem órbitas que poderiam trazê-los para a região da Terra no sistema solar, e esses precisam ser analisados com mais detalhes. Portanto, rastreamos de perto os objetos próximos da Terra e mapeamos com precisão sua trajetória futura para avaliar se eles podem de fato chegar muito perto da Terra e talvez até impactar. À medida que obtemos mais dados para refinarmos os cálculos da trajetória, até que possamos descartar (ou incluir) de forma conclusiva um impacto com a Terra.
Que tamanho de asteroide destruiria a Terra?
Nenhum objeto próximo da Terra é grande o suficiente para potencialmente "destruir" a Terra. Não há asteroides e cometas grandes o suficiente para fazer isso e que cheguem perto do nosso planeta. Mas você pode perguntar "Que tamanho de asteroide causaria uma catástrofe global?"
Asteroides de 1 quilômetro [0,62 milhas] de tamanho ou maiores têm o potencial de causar um desastre global se atingirem a Terra. Por esse motivo, em 1998, o Congresso dos EUA encarregou a NASA de descobrir e rastrear mais de 90% dos objetos próximos à Terra com mais de 1 km. Este mandato inicial foi cumprido há mais de 10 anos, e a NASA concluiu que nenhum desses grandes objetos descobertos representa qualquer ameaça de impacto no próximo século.
Poderia um cometa atingir a Terra?
Embora nenhum cometa conhecido represente uma ameaça de impacto no futuro previsível, os impactos de cometas são possíveis, embora extremamente raros. Existem ordens de magnitude, menos cometas do que asteroides e suas órbitas os aproximam da Terra com muito menos frequência. Portanto, os cometas representam aproximadamente 1% do risco total de impacto.
Quais fatores definem se um objeto é considerado uma ameaça à Terra?
Os dois fatores principais são a órbita do objeto e seu tamanho. Se a trajetória do objeto não tiver chance de cruzar a Terra, então não é uma ameaça. Se o caminho do objeto possivelmente impactar, precisamos considerar seu tamanho. Impactores pequenos de alguns metros de tamanho ou menores se desintegrarão na atmosfera e não causarão danos ao solo. Objetos de dezenas de metros de tamanho podem causar danos localizados, 100 metros ou mais em escala regional e 1 km ou mais, danos globais. A boa notícia é que a frequência esperada de impactos na Terra cai drasticamente para objetos cada vez maiores. Por exemplo, objetos maiores que 1 km impactam a Terra com frequência não superior a várias centenas de milhares de anos, em média. Eventos de impacto como o meteoro Chelyabinsk de 2013, que tinha apenas cerca de 20m de tamanho, acontecem em escalas de tempo de uma vez a cada várias décadas, em média
QUAL É O ATUAL SISTEMA DE DEFESA PLANETÁRIA DA TERRA?
A maior parte do atual sistema de defesa do planeta está focada não na defesa ativa, mas na identificação de perigos potenciais. Várias organizações, incluindo a NASA e seu CNEOS, participam do rastreamento e categorização de objetos próximos à Terra (NEOs). Em 2022, a missão Double Asteroid Redirection Test (DART) da NASA tornou-se a primeira a testar um método prático de deflexão de NEO, demonstrando a capacidade da agência de direcionar e enviar uma espaçonave para colidir com um objeto no espaço, alterando assim seu curso.
Organizações internacionais que trabalham na defesa planetária incluem a International Asteroid Warning Network e o Escritório das Nações Unidas para Assuntos do Espaço Sideral. Ambas as organizações participam de conferências e exercícios globais de planejamento para defesa planetária. O Centro de Planetas Menores da União Astronômica Internacional mantém listas de NEOs e "abordagens próximas".
Em 2016, a NASA criou seu próprio Escritório de Coordenação de Defesa Planetária para gerenciar uma rede de parcerias e projetos nos Estados Unidos. A NASA trabalha com várias pesquisas terrestres do céu para manter uma lista de objetos potencialmente perigosos. Essas iniciativas incluem o Catalina Sky Survey (Universidade do Arizona), Pan-STARRS (Universidade do Havaí), Lincoln Near-Earth Asteroid Research (Massachusetts Institute of Technology) e Spacewatch (Universidade do Arizona).
Vários telescópios também observam asteroides do espaço. Um telescópio espacial usado regularmente para pesquisas NEO é o NEOWISE. Inicialmente chamado de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), o telescópio foi lançado em 2009 e foi revivido da hibernação em 2013 para um sucesso surpreendente e duradouro. Um vídeo de time-lapse de 2022 de 12 anos de observações do NEOWISE revelou centenas de milhões de objetos. Um novo telescópio chamado NEO Surveyor está programado para ser lançado em 2028, de acordo com o site da missão.
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| Uma animação mostrando a localização dos asteroides próximos à Terra descobertos em janeiro de 2018; A órbita da Terra é marcada pela linha branca. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech |
A NASA rastreia NEOs desde a década de 1970, de acordo com uma declaração da NASA de 2014. Em 2010, a NASA informou ao Congresso que havia localizado pelo menos 90% dos NEOs potencialmente perigosos com mais de 1 quilômetro (0,62 milhas) de diâmetro. Mas a agência também foi encarregada de encontrar pelo menos 90% dos NEOs potencialmente perigosos com 140 metros (460 pés) de diâmetro ou mais. A partir de 2021, a NASA estimou que menos da metade desses objetos foram localizados e categorizados, de acordo com um comunicado da Universidade do Arizona, e os desenvolvedores do NEO Surveyor esperam que o telescópio preencha os espaços em branco dentro de uma década de seu lançamento.
DO QUE A TERRA PRECISA SER DEFENDIDA?
Objetos próximos da Terra potencialmente perigosos são asteroides e outros detritos espaciais a cerca de 48 milhões de km (30 milhões de milhas) da Terra que podem ser grandes o suficiente para causar baixas em massa e danos ao planeta, cerca de 140,20 metros (460 pés) de diâmetro, de acordo com o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. Dependendo de seu tamanho, velocidade, ângulo e região de impacto, esses objetos podem ameaçar bilhões de vidas no impacto e nos consequentes tsunamis, terremotos e incêndios.
Mas corpos menores também podem representar uma ameaça. Por exemplo, em 2013, um asteroide de aproximadamente 17 metros de largura se partiu sobre Chelyabinsk, na Rússia, estilhaçando vidros e ferindo centenas de pessoas. Em 1908, um objeto estimado de 40 m (130 pés) explodiu sobre Tunguska, na Rússia, e destruiu árvores em mais de 2.137 quilômetros quadrados (825 milhas quadradas). Cerca de 50.000 anos atrás, antes do início da civilização humana, uma rocha de cerca de 46 m (150 pés) de diâmetro atingiu o que hoje é o Arizona, deixando para trás a Cratera do Meteoro, ou Barringer Crater, que tem aproximadamente 1,2 km (0,7 milhas) de largura hoje.
Os objetos maiores ainda são de grande preocupação, no entanto. A evidência da destruição global causada por impactos passados é um forte argumento a favor das defesas planetárias.
Cerca de 66 milhões de anos atrás, os ecossistemas da Terra e seus grupos de animais dominantes, ou seja, os dinossauros, foram mudados para sempre quando um objeto de cerca de 10 km (6 milhas) de largura atingiu o planeta, deixando para trás a cratera Chicxulub de 180 km (110 milhas) no México.
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| A cratera Vredefort nasceu há 2 milhões de anos, quando o maior asteróide que já atingiu a Terra impactou o planeta. Um novo estudo sugere que a gigantesca rocha espacial era ainda maior do que o previsto anteriormente. Crédito da imagem: Lauren Dauphin/NASA Earth Observatory/Landsat |
Um asteroide ainda maior, provavelmente duas vezes maior que o assassino de dinossauros, deixou a cratera Vredefort de 159 km de largura no que hoje é a África do Sul. Como aquele impactor atingiu o planeta há 2 bilhões de anos, no entanto, a maior parte da cratera e as evidências de sua força destrutiva foram erodidas. Apesar de representar potencialmente o maior evento de liberação de energia na história da Terra, o impacto do asteroide não deixou sinais dos incêndios florestais e extinções em massa que acompanharam o asteroide que matou dinossauros. Isso porque, na época, toda a vida na Terra era unicelular.
COMO UM SISTEMA DE DEFESA PLANETÁRIA PROTEGERIA A TERRA DE UMA COLISÃO?
A força atual do sistema de defesa planetária da Terra é sua capacidade de fornecer aviso prévio. A esperança é que os esforços para observar e prever NEOs permitiriam meses, anos ou até décadas de planejamento e resposta a uma ameaça planetária. Em termos de proteção concreta, porém, é tudo hipotético.
Grupos de cientistas e engenheiros propuseram várias respostas possíveis para evitar colisões perigosas com a Terra. As respostas envolvem principalmente três tipos de intervenção, todas projetadas para desviar um alvo do curso: Bater uma espaçonave no alvo, puxá-lo usando a gravidade e vaporizar parte (ou todo) do asteroide usando explosões nucleares.
No primeiro tipo de intervenção, cientistas e engenheiros poderiam enviar espaçonaves para atuar como obstáculos para atrasar ou desviar um objeto potencialmente perigoso. Como a Terra e o PHO estão constantemente se movendo pelo espaço, alterar a taxa de movimento de um asteroide ou de outro corpo pode fazer com que ele perca o encontro previsto. Isso também é conhecido como estratégia de "impacto cinético", conforme relatado pela Space.com.
Em 2022, a missão DART da NASA testou um impactor cinético ao lançar uma espaçonave contra um pequeno asteroide e monitorar a interrupção de seus movimentos. De acordo com SpaceNews.com, A China também anunciou uma missão de impactação cinética, que está programada para ser lançada em 2026.
Outra maneira hipotética de evitar uma colisão é um "trator de gravidade", uma espaçonave que pode alterar o curso de um PHO usando a fraca força da gravidade. A NASA pretendia testar um trator gravitacional usando a massa de uma espaçonave para atrair um asteroide, realocando parte de seu material em órbita ao redor da lua. A Missão de Redirecionamento de Asteroides foi criada para testar tratores de gravidade, fornecer amostras da composição de asteroides e apoiar eventuais missões tripuladas da NASA a Marte, de acordo com a NASA. Mas a missão foi cancelada em 2017, escreveu a NASA em uma atualização, e os tratores de gravidade não foram testados até 2023.
A grande proposta final para a deflexão do PHO é uma opção nuclear: Enviar uma bomba nuclear (ou várias) para detonar bem acima da superfície do alvo, vaporizando parte do material e fazendo com que o restante da massa recue. No entanto, de acordo com Lindley Johnson, oficial de defesa planetária da NASA, filmes como "Armagedom", onde dispositivos nucleares são plantados na superfície de um asteroide, são "completamente falsos", informou o Space.com em 2019.
O QUE O DART TEM A VER COM DEFESA PLANETÁRIA?
A missão DART da NASA foi a primeira espaçonave a demonstrar qualquer tipo de redirecionamento físico de um asteroide. O objetivo da missão era colidir com uma espaçonave no menor dos dois asteroides que viajam juntos pelo espaço. As observações da colisão e suas consequências permitiriam aos cientistas verificar a precisão de suas previsões e modelos sobre a deflexão do asteroide.
O asteroide maior, Didymos, mede aproximadamente 780 m (2.560 pés) de diâmetro, enquanto o asteroide menor, Dimorphos (anteriormente Didymoon), tem cerca de 160 m (525 pés). Como o par de asteroides orbita o sol, Dimorphos também orbita Didymos, circulando a cada 11 horas e 55 minutos. Durante décadas, telescópios baseados na Terra, como o Observatório de Arecibo e o Telescópio Lowell Discovery, conseguiram rastrear esse movimento "como um relógio", disse Nancy Chabot, cientista planetária do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, durante uma coletiva de imprensa realizada antes do lançamento do DART.
A órbita precisamente modelada de Dimorphos fez do pequeno asteroide um alvo perfeito para o DART. Os pesquisadores não apenas sabiam que o par de asteroides não representava nenhuma ameaça para a Terra (mesmo que desviassem de sua trajetória atual), mas os cientistas também seriam capazes de determinar exatamente como a colisão afetaria os movimentos dos asteroides. Qualquer impulso fora de seu curso há muito previsto teria que resultar do impacto do DART.
A quantidade exata de mudança na trajetória de Dimorphos dependeria da localização do impacto, da superfície e da composição interna do asteroide, e os detritos se soltaram e foram ejetados após o impacto.
Os cientistas da missão DART descobriram que o ataque foi três vezes mais eficaz do que uma simples transferência de impulso da espaçonave para o asteroide, provavelmente por causa de pelo menos 1 milhão de quilos (2,2 milhões de libras) de detritos que voaram de Dimorphos, criando uma cauda espetacular e mudando o curso do asteroide menor para sempre.
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RECURSOS ADICIONAIS
Leia uma simulação de "mesa" da prontidão das agências dos EUA para responder a encontros ameaçadores de asteroides no site CNEOS. Para ver como os cientistas podem trabalhar para desviar um asteroide, assista a este vídeo da The Planetary Society. Se você quiser mergulhar mais fundo na defesa planetária, confira o livro "A History of Near-Earth Objects Research" (autopublicado, 2022).
BIBLIOGRAFIA
Jones, A. (2022, 12 de julho). A China visa o objeto próximo à Terra 2020 PN1 para a missão de deflexão de asteroides. SpaceNews. https://spacenews.com/china-to-target-near-earth-object-2020-pn1-for-asteroid-deflection-mission/
Loff, S. (2014, 22 de abril). A busca da NASA por asteroides para ajudar a proteger a Terra e entender nossa história. NASA. http://www.nasa.gov/content/nasas-search-for-asteroids-to-help-protect-earth-and-understand-our-history
Mahoney, E. (2016, 13 de julho). A missão de redirecionamento de asteroides completa o marco do projeto robótico. NASA. http://www.nasa.gov/feature/nasas-asteroid-redirect-mission-completes-robotic-design-milestone
Gabinete de coordenação da defesa planetária. (n.d.). NASA. Acesso em 25 de janeiro de 2023, em https://www.nasa.gov/specials/pdco/index.html
Sentry: Monitoramento de impacto na Terra. (n.d.). Acesso em 25 de janeiro de 2023, em https://cneos.jpl.nasa.gov/sentry/
Stolte, D. (2021, 11 de junho). Universidade do Arizona liderará missão para descobrir asteroides potencialmente perigosos | agrimensor neo | missão de agrimensor de objetos próximos da Terra. Universidade do Arizona. https://neos.arizona.edu/news/uarizona-lead-mission-discover-potentially-dangerous-asteroids
Wilson, J. (2015, 16 de abril). Qual é a missão de redirecionamento de asteroides da NASA? NASA. http://www.nasa.gov/content/what-is-nasa-s-asteroid-redirect-mission
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Referência:
STEIN, Vicky. Planetary defense: Protecting Earth from space-based threats. Space, Nova York, 14, mar. 2023. References. Disponível em: <https://www.space.com/planetary-defense-explained>. Acesso em: 22, abr. 2023.
Marcello Franciolle F I P E
Founder - Gaia Ciência
Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.
