(scritto da Raffaello Pio Marino*)

I Near-Earth Objects (NEO) sono asteroidi e comete che hanno un’orbita che li porta vicino alla Terra. I NEO possono essere una fonte di risorse preziose per la futura esplorazione umana dello spazio e sono molto interessanti per gli scienziati perché possono fornire informazioni preziose sulla formazione e l’evoluzione del sistema solare. e sulle condizioni che hanno permesso la formazione della vita sulla Terra.

Questi asteroidi, però, possono rappresentare un pericolo perché hanno il potenziale per entrare in collisione con il nostro pianeta, con conseguenze catastrofiche. Tuttavia, la maggior parte dei NEO non rappresenta una vera minaccia per la Terra. Alcuni dei motivi per cui gli asteroidi possono diventare pericolosi sono:

1. Energia d’impatto: gli asteroidi possono rilasciare una grande quantità di energia al momento dell’impatto, che può causare una distruzione diffusa e danni significativi alla superficie terrestre.
2. Dimensioni e massa: le dimensioni e la massa di un asteroide possono determinare in modo determinante la quantità di danni che può causare al momento dell’impatto. Ad esempio, un asteroide delle dimensioni di una piccola montagna potrebbe avere un effetto devastante sulla Terra in caso di collisione.
3. Velocità: la velocità con cui un asteroide viaggia nello spazio può determinare in larga misura l’entità dei danni che può causare al momento dell’impatto. Più un asteroide viaggia veloce, più energia sprigionerà al momento dell’impatto.
4. Vulnerabilità della Terra: la superficie terrestre è vulnerabile agli impatti degli asteroidi perché non ha un’atmosfera o un campo magnetico abbastanza forti da proteggerla efficacemente dagli impatti ad alta velocità.
5. Frequenza degli impatti: sebbene la probabilità di un impatto di un asteroide di grandi dimensioni sia relativamente bassa, le conseguenze di un tale evento potrebbero essere catastrofiche. Inoltre, la frequenza degli impatti di piccole dimensioni è molto più elevata e può comunque avere impatti significativi sull’ambiente e sulle infrastrutture della Terra.

La comunità scientifica monitora costantemente i NEO e valuta la loro traiettoria per determinare se rappresentano una minaccia per la Terra. Questo monitoraggio è importante per la sicurezza, ma, in aggiunta al monitoraggio, è anche necessario disporre di un piano per proteggere la Terra da potenziali impatti nel caso in cui uno di questi NEO si avvicinasse troppo alla Terra. Gli astronomi si concentrano sulla ricerca di asteroidi potenzialmente pericolosi – quelli che si avvicinano almeno fino a 4,6 milioni di km alla Terra e sono troppo grossi per essere inceneriti senza problemi dalla nostra atmosfera. Per capire gli effetti si può far riferimento a due eventi avvenuti nell’ultimo secolo e che sono stati studiati approfonditamente. L’evento più recente è la meteora di Chelyabinsk, che ha colpito la Terra il 15 febbraio 2013. Questo asteroide aveva un diametro di circa 17 metri e pesava circa 10.000 tonnellate. È entrato nell’atmosfera terrestre a una velocità di circa 65.000 kmh e ha prodotto una potente onda d’urto che ha mandato in frantumi finestre, danneggiato edifici e ferito oltre 1.000 persone nella città di Chelyabinsk, in Russia. Un secondo evento degno di nota è stato quello di Tunguska, in Siberia nel 1908. Fu causato da un asteroide di diametro stimato tra i 50 e i 100 metri. L’impatto causò una devastazione diffusa su un’area di 2.000 chilometri quadrati, schiacciando gli alberi e creando una potente onda d’urto che danneggiò gli edifici per centinaia di chilometri intorno al punto di impatto. La potenza dell’impatto della meteorite di Tunguska è stata stimata in circa 10-15 megatoni. La sua forza distruttiva può essere paragonata a quella di un’esplosione nucleare di piccola scala.

Gli astronomi sono continuamente alla ricerca di nuove minacce, cercando di individuare sia asteroidi di dimensioni modeste che potrebbero vaporizzare una città, sia di oggetti più grossi che potrebbero distruggere la vita sulla Terra. Essi si concentrano in prima battuta, sulla ricerca di rocce di circa 150 m di diametro, perché il loro numero è molto elevato e probabilmente si attesta nell’ordine di più di 10.000 di cui, però, meno della metà sono state identificate e valutate. La maggior parte degli asteroidi lunghi più di ½ km – molto meno comuni, ma capaci di devastazione globale – sono, invece, già stati individuati, studiati e valutati in relazione al loro potenziale rischio.

Tuttavia, il processo di identificazione non è semplice perché è disturbato dalla luce solare. L’individuazione di rocce spaziali inesplorate si basa sull’osservazione della luce solare che brilla sulla loro superficie. Ma alcuni asteroidi occupano angoli del cielo in cui il bagliore del sole li soffoca e, come scintille che svolazzano davanti a un falò, svaniscono alla vista.

L’anno scorso, nella speranza di trovare gli asteroidi occultati dall’eccessiva luce solare, una squadra internazionale di astronomi ha progettato una fotocamera opportunamente predisposta superare questo problema. Con questi nuovi strumenti, i ricercatori hanno annunciato la scoperta di tre nuovi oggetti che erano occultati dalla luce solare.

Uno di essi, 2022 AP7, è lungo circa un miglio e la sua orbita attraversa il percorso della Terra intorno al Sole, avvicinandosi fino a 4,4 milioni di chilometri dalla Terra stessa, una distanza scomoda per gli standard cosmici (anche se molto più distante della luna terrestre). 2022 AP7 è il più grande asteroide potenzialmente pericoloso trovato negli ultimi otto anni. Dopo la scoperta altri astronomi hanno studiato il suo moto e lo hanno identificato retrospettivamente in vecchie immagini. Questa serie di dati ha chiarito che l’asteroide non colpirà la Terra almeno per i prossimi cento anni e anche la probabilità di un impatto futuro è estremamente bassa. Ma l’attrazione gravitazionale degli oggetti intorno al sistema solare – compreso il nostro pianeta – fa sì che gli asteroidi abbiamo orbite instabili. L’asteroide 2022 AP7 non fa eccezione. Nel corso del tempo, questo asteroide diventerà sempre più luminoso nel cielo, poiché inizierà ad attraversare l’orbita terrestre sempre più vicino a dove si trova effettivamente la Terra. Se dovesse impattare con la Terra, causerebbe la distruzione di tutto il pianeta. La cosa interessante di 2022 AP7 è la sua dimensione relativamente grande. L’esistenza 2022 AP7 ci porta però a pensare che altri asteroidi di grandi dimensioni, velati dal bagliore del Sole, non sono stati individuati e potrebbero rappresentare un pericolo per la terra.

Fig.1. Classificazione degli asteroidi- Fonte ESA

Queste minacce hanno motivato la NASA e le altre agenzie spaziali a sviluppare missioni di difesa planetaria. La missione Double Asteroid Redirection Test (DART) è stata lanciata dalla NASA nel 2021 con l’obiettivo di dimostrare la capacità di alterare la rotta di un asteroide attraverso un impatto cinetico. L’obiettivo era quello di verificare la fattibilità dell’uso dell’impatto cinetico per proteggere la Terra da asteroidi potenzialmente pericolosi. DART utilizzerà tecnologie avanzate, tra cui la navigazione autonoma e il puntamento, per garantire il successo dell’impatto e la dimostrazione della capacità di deviare un asteroide ed è  la prima missione di difesa planetaria per testare la tecnologia di deviazione cinetica degli impatti per reindirizzare efficacemente un asteroide. DART ha fatto collidere la sua navicella con Dimorphos, il satellite più piccolo dell’asteroide binario di tipo S Didymos. Questo asteroide binario è stato spesso indicato come sistema Didymos-Dimorphos. La navicella è stata lanciata con successo alle 06:21:02 del 24 novembre 2021 UTC e la collisione con Dimorphos è avvenuta alle 0:14 del 27 settembre 2022 UTC.  La collisione quasi frontale di DART ha aggiunto un momento cinetico a Dimorphos, causandone la decelerazione e l’accorciamento del semiasse maggiore e quindi del periodo di orbita reciproca. Questo evento di impatto è stato osservato da LICIA Cube e da telescopi sia a terra che nello spazio. Tra quattro anni l’astronave Hera dell’ESA visiterà il sistema Didymos-Dimorphos per definire completamente l’esito dell’impatto di DART e le proprietà fisiche e compositive degli asteroidi, comprese le strutture interne e sub-superficiali, contribuendo sia allo sviluppo di tecniche di difesa planetaria, sia alla conoscenza degli asteroidi. Il cambiamento del periodo orbitale indotto dall’impatto del DART è stato superiore ai ∼73 s stimati. Il problema principale è che, poiché le proprietà fisiche di questi corpi sono in gran parte sconosciute, ci sono informazioni limitate sulla possibilità che si verifichino o meno processi di rimodellamento misurabili per uno o entrambi i corpi. Pertanto, le analisi necessitano di un’ampia gamma di valutazioni, ancora da effettuarsi nei prossimi anni, per quantificare esattamente la risposta esatta del sistema all’impatto.

DART rappresenta un successo senza precedenti per la difesa planetaria, ma è anche una missione da cui deriva un beneficio reale per tutta l’umanità. I ricercatori hanno potuto osservare Dimorphos con telescopi a terra per confermare che l’impatto del DART ha alterato l’orbita dell’asteroide intorno a Didymos. La misurazione precisa della deviazione dell’asteroide era uno degli scopi principali del test su scala reale. Ora sappiamo che possiamo puntare un veicolo spaziale con la precisione necessaria per impattare anche un piccolo corpo nello spazio e che basta una piccola variazione della sua velocità per fare una differenza significativa nel percorso di un asteroide. Il viaggio di sola andata della missione ha confermato che la NASA è in grado di pilotare con successo un veicolo spaziale per farlo scontrare intenzionalmente con un asteroide allo scopo di deviarlo. L’analisi dei dati ottenuti dagli scienziati della NASA mostra che l’impatto cinetico del veicolo spaziale con l’asteroide bersaglio, Dimorphos, ha alterato con successo l’orbita dell’asteroide. È la prima volta che l’umanità modifica di proposito il moto di un oggetto celeste ed è la prima dimostrazione della tecnologia di deviazione di un asteroide. Prima dell’impatto di DART, Dimorphos aveva impiegato 11 ore e 55 minuti per orbitare attorno all’asteroide più grande, Didymos. Dalla collisione intenzionale di DART con Dimorphos, gli astronomi, con l’utilizzo di telescopi sulla Terra, hanno misurato la variazione del tempo e hanno potuto confermare che l’impatto della sonda ha alterato l’orbita di Dimorphos intorno a Didymos di 32 minuti, accorciando l’orbita da 11 ore e 55 minuti a 11 ore e 23 minuti. Questa misura ha un margine di incertezza di circa 2 minuti in più o in meno. Prima dell’impatto, la NASA aveva quantificato in 73 secondi il cambiamento minimo necessario del periodo dell’orbita di Dimorphos. Questi primi dati mostrano che il DART ha superato questo parametro minimo di oltre 25 volte. I ricercatori stanno ancora acquisendo dati dagli Osservatori di tutto il mondo, oltre che con le strutture radar del Goldstone Planetary Radar del Jet Propulsion Laboratory della NASA in California e del Green Bank Observatory della National Science Foundation in West Virginia. I ricercatori stanno aggiornando la misurazione del periodo con osservazioni frequenti per migliorarne la precisione. L’attenzione si sta ora spostando verso la misurazione dell’efficienza del trasferimento di quantità di moto a seguito della collisione del DART con il suo bersaglio, avvenuta a 22.530 chilometri all’ora. Ciò include un’ulteriore analisi dei detriti. Il contraccolpo di questa esplosione di detriti ha aumentato in modo sostanziale la spinta di DART contro Dimorphos in un tipico effetto rinculo. Per completare queste analisi occorrerà ancora del tempo e soprattutto bisognerà aspettare i dati della navicella Hera che visiterà il sistema Didymos-Dimorphos fra 4 anni.

La Fig.2 e la Fig. 3 mostrano i risultati dell’impatto.

Dimorphos e Didymos non rappresentavano un pericolo per la Terra prima della collisione controllata di DART, né lo rappresenteranno dopo, ma l’esperimento è servito a testare la possibilità di deviare un asteroide potenzialmente pericoloso e questo risultato è stato perfettamente raggiunto. Dopo il DART i Near-Earth Objects (NEO) fanno meno paura!

• )Raffaello Pio Marino

È stato inserito a soli 13 anni nell’ albo delle Eccellenze Nazionali del Ministero della Pubblica Istruzione perché due volte Vincitore Olimpiadi Nazionali di Astronomia con premio Margherita Hack e Vincitore Olimpiadi Internazionali di Astronomia medaglia di bronzo.