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Reportagem

O rebocador de asteróides

Para evitar que um bólido celeste atinja a Terra, uma nave espacial equipada com motores de plasma pode alterar sua órbita.

Russell L. Schweickart, Edward T. Lu, Piet Hut e Clark R. Chapman
REBOCADOR ESPACIAL desloca um asteróide em rota de colisão com a Terra, em concepção artística especulativa. O rebocador pode usar motores de plasma para deslocar continuamente o asteróide na direção desejada. Uma série de painéis radiadores dissipam o calor gerado pelo reator nuclear da nave, localizado na seção mais próxima da superfície do asteróide
Em média, numa só noite, mais de 100 milhões de corpos de material interplanetário atravessam a atmosfera terrestre. Felizmente, a maioria desses componentes de asteróides e cometas não são maiores que pedregulhos. Assim, a soma desses 100 milhões de pequenos objetos não vai além de umas poucas toneladas. A atmosfera da Terra é suficientemente densa para vaporizar a maioria desses intrusos. Geralmente os restos cruzam o céu noturno sem causar dano, deixando uma trilha brilhante conhecida popularmente como "estrelas cadentes".Quando objetos maiores entram na atmosfera, não se vaporizam, mas explodem. Em janeiro de 2000, por exemplo, um bloco de 2 a 3 metros de diâmetro explodiu sobre o território canadense de Yukon, com potência equivalente de 4 a 5 mil toneladas de dinamite. Corpos maiores produzem explosões mais poderosas, embora sejam menos freqüentes. Em junho de 1908, uma enorme bola de fogo foi vista caindo sobre a região de Tunguska na Sibéria. Ela foi seguida por uma explosão que destruiu mais de 2000 km2 de florestas. O consenso entre os cientistas é que um asteróide rochoso de cerca de 60 metros de diâmetro explodiu 6 km acima do solo com potência de aproximadamente 10 milhões de toneladas de dinamite. A onda de choque devastou uma área equivalente à da região metropolitana de Nova York.

Observações recentes de objetos próximos à Terra - asteróides e cometas cujas órbitas em torno do Sol cruzam a órbita da Terra - sugerem que a chance de ocorrer um evento semelhante neste século é de cerca de 10%.

Asteróides de 100 metros de largura ou mais são uma ameaça ainda maior porque podem penetrar mais fundo na atmosfera ou atingir a superfície da Terra. Um impacto desse tipo tem probabilidade de 2% de ocorrer antes de 2100 e poderia causar uma explosão equivalente a pelo menos 100 milhões de toneladas de dinamite. Se um asteróide muito grande cair no oceano, o que acontece em cerca de 70% dos impactos, poderá gerar um tsunami inundando cidades costeiras, matando milhões de pessoas.

Eventos desse tipo ocorrem uma vez a cada 40 mil anos mais ou menos. Um asteróide com diâmetro superior a 1 km poderia atingir a Terra com energia equivalente a 100 bilhões de toneladas de dinamite, superior à energia liberada por todas as armas nucleares existentes. Impactos dessas proporções são capazes de varrer a humanidade da superfície da Terra e existe uma chance talvez de 1 em 5 mil de que essa colisão ocorra ainda neste século.
A VIGILÂNCIA da paceguard utiliza telescópios como este White Sands MissileRange, no Novo México
É possível evitar essas catástrofes? Ao longo da última década cientistas e engenheiros vêm propondo uma série de estratégias para desviar asteróides em rota de colisão com a Terra (ver "Sumário sobre o Asteróide"). Pesquisadores têm defendido a idéia de detonar armas nucleares no asteróide, ou próximo dele, para parti-lo em pedaços ou alterar seu curso, mas os efeitos de uma explosão nuclear são difíceis de prever, e essa incerteza tem levado muitos especialistas a considerar essa opção como um último recurso. As abordagens têm se voltado para opções para desviar a trajetória dos asteróides, que permitam maior controle.

Nos últimos dois anos vem sendo estudada a idéia de um rebocador espacial não tripulado que iria ao encontro de um asteróide ameaçador, atracando-se à sua superfície. Com um empurrão lento essa nave poderia deslocar o intruso de modo a impedir sua colisão com a Terra. (Devido a características particulares dos cometas, não os incluímos nesta proposta. Novos estudos indicam que os cometas representam perto de 1% de todas as ameaças de impacto sobre a Terra.) Para desviar um asteróide, o rebocador espacial teria de utilizar motores movidos a combustível nuclear, que lançam jatos de plasma, uma mistura de íons e elétrons a altas temperaturas. Acreditamos que uma missão para demonstrar as idéias sobre o rebocador de asteróides poderia ser realizada por volta de 2015.

Por que desenvolver uma nave espacial desse tipo agora, antes de os astrônomos terem identificado qualquer asteróide em rota de colisão com a Terra? A resposta é que o sistema teria de ser testado, daí a urgência. Ao tentar desviar um asteróide que não estivesse em, ou próximo de, uma rota de colisão, os pesquisadores estariam adquirindo experiência preciosa para programar uma defesa confiável. Os asteróides potencialmente perigosos ainda não foram estudados em detalhes. Como não sabemos muito sobre a sua constituição interior, sobre as características de sua superfície ou sobre sua integridade estrutural, ignoramos o que poderia acontecer quando um rebocador espacial ancorasse num asteróide. A melhor forma de aprender sobre estes aspectos importantes é pousar uma nave espacial na superfície de um desses corpos e depois tentar manobrá-lo. Como benefício adicional, a missão contribuiria para melhorar nosso conhecimento sobre asteróides, criando um caminho pioneiro para a mineração desses corpos.

Além disso, a Nasa já está trabalhando em tecnologias-chave necessárias para o rebocador espacial. Como parte do projeto Prometeus, a agência espacial americana está tentando projetar reatores nucleares que possam funcionar com sistemas de propulsão iônica para naves espaciais interplanetárias. A Nasa pretende integrar estes sistemas ao projeto Jimo (Jupiter Icy Moons Orbiter), uma espaçonave que deverá visitar as luas jupiterianas de Ganimedes, Calixto e Europa na próxima década. A mesma tecnologia poderia ser aplicada ao maior projeto de segurança pública da História, o guardião da rocha do juízo final, que ameaça a humanidade.
O desafio de desviar um asteróide acaba se resumindo a uma questão de tempo. Primeiro, os astrônomos devem detectar o astro pelo menos uma década antes do impacto previsto, com tempo suficiente para que as medidas tomadas surtam efeito. Felizmente, com o desenvolvimento contínuo de programas para detecção de asteróides que estão em andamento, esta é uma expectativa razoável. Para evitar que o asteróide se choque com a Terra, o plano mais eficiente seria ou aumentar a velocidade da rocha empurrando-a na direção do seu movimento orbital, ou diminuir sua velocidade na direção oposta. Mudar a velocidade do asteróide significa alterar o período de sua órbita - o tempo que o asteróide leva para completar uma volta em torno do Sol. Como a Terra se desloca ao longo de sua órbita a uma velocidade de 29,8 km/s e seu diâmetro é de aproximadamente 12.800 km, o planeta leva 215 segundos para percorrer a metade do seu diâmetro. Se um asteróide estiver se aproximando da Terra para uma colisão frontal, o desafio seria alterar o seu período orbital de modo que ele chegasse ao ponto de encontro pelo menos 215 segundos antes ou depois de a Terra passar por aquele ponto.

Se fosse aplicado ao asteróide um empurrão suave, mas prolongado, cerca de 10 anos antes do choque previsto com a Terra, o rebocador espacial teria de aumentar a velocidade do asteróide somente cerca de 1cm por segundo. Esta pequena variação iria ampliando ligeiramente a órbita do asteróide e conseqüentemente aumentando seu período. Por exemplo, para um asteróide com um período orbital de dois anos, uma variação da velocidade de 1cm por segundo aumentaria o seu período de 45 segundos e produziria um atraso de 225 segundos ao longo dos 10 anos - o suficiente para o asteróide não atingir a Terra com uma pequena margem de segurança. Outra alternativa seria o rebocador espacial desacelerar o asteróide diminuindo sua órbita e reduzindo o período em 45 segundos. Depois de 10 anos, o asteróide chegaria ao ponto de colisão 225 segundos antes da Terra. Naturalmente, se o rebocador espacial atingisse o asteróide quando ele estivesse mais próximo do ponto de colisão, seria necessário imprimir ao objeto um impulso maior. Isso reforça a importância de uma determinação prévia precisa de todos os asteróides próximos da Terra.

EM 18 DE MARÇO DE 2002, jornais e TVs de todo o mundo noticiaram que a Terra tinha escapado de uma provável colisão com um asteróide recentemente descoberto, o 2002EM7. Os astrônomos observaram a rocha de 70 metros de extensão quatro dias depois de o corpo ter passado a uma distância de 462 mil km da Terra, cerca de 1,2 vez a distância entre a Terra e a Lua. Embora tenha recebido um bocado de atenção, o 2002EM7 é somente um entre as centenas de milhares de asteróides que se aproximam ou cruzam a órbita da Terra. O esforço internacional para detectar e rastrear esses objetos potencialmente ameaçadores é chamado de Vigilância da Guarda Espacial (Spaceguard Survey ).

Em 1998, a Nasa, por medida de urgência no Congresso, adotou como meta detectar 90% dos quase 1.100 objetos próximos da Terra (Near Earths Objects - NEOs) maiores que 1 km de diâmetro. Na metade do programa de 10 anos, os astrônomos já encontraram mais de 660 Neos dessas dimensões e mais de 2.500 objetos menores. Muitos dos asteróides rastreados atualmente foram vistos pela primeira já deixando as vizinhanças da Terra, exatamente como aconteceu com o 2002EM7. Felizmente qualquer asteróide com possibilidade de colidir com a Terra muito provavelmente passará dentro de algumas distâncias lunares do planeta milhares de vezes antes de uma eventual colisão. Se os pesquisadores identificarem os objetos vindo em nossa direção em rota de colisão, eles provavelmente o detectarão décadas ou até séculos antes que a colisão possa ocorrer.
Um cenário de curto período de alerta, como foi dramatizado nos filmes Armageddon e Impacto Profundo, é extremamente improvável. Toda vez que a Spaceguard detecta um novo Neo, os cientistas fazem projeções baseadas em sua órbita para determinar se ele poderá atingir a Terra nos próximos 100 anos. A grande maioria de objetos descobertos até agora (mais de 99%) não oferece perigo. Raras vezes a Spaceguard encontra Neos que possam passar perto da Terra dentro de algumas décadas. Como o procedimento para determinar órbitas futuras, como todas as previsões, tem precisão limitada, um desses objetos pode, na verdade, estar em rota de colisão. Assim, a Spaceguard monitora esses poucos Neos com muito cuidado, aumentando gradativamente a precisão das previsões de suas trajetórias.

A VIGILÂNCIA da paceguard utiliza telescópios como este White Sands MissileRange, no Novo México
Um asteróide com diâmetro de 200 metros não imporia ao planeta uma devastação tão grande quanto uma rocha de 1 km, mas com um poder explosivo de 600 megatoneladas ou mais ele ainda poderia destruir completamente uma cidade, se colidisse apenas de raspão. Embora a Spaceguard tenha encontrado muitos asteróides dessas dimensões, serão necessários grandes telescópios para detectar com eficiência os 100 mil asteróides pequenos, mas ainda perigosos que cruzam a órbita terrestre.

Os cientistas fizeram várias propostas para estender a busca de asteróides até objetos de cerca de 200 metros, mas ainda não existe nenhum comprometimento nesse sentido. De qualquer forma, esse provável aumento de vigilância não estará completo antes dos próximos 15 a 20 anos.

Para conhecer mais

Rain of Iron and Ice: The Very Real Threat of Comet and Asteroid Bombardment. John S. Lewis. Perseus, 1997.

Cosmic Pinball: The Science of Comets, Meteors, and Asteroids. Carolyn Sumners e Carlton Allen. McGraw-Hill Trade, 1999.

Report of the Workshop on Scientific Requirements for Mitigation of Hazardous Comets and Asteroids. Michael J. S. Belton. National Optical Astronomy Observatory, março de 2003.

Outras informações sobre a missão B612 podem ser encontradas em www.b612foundation.org