Missioni spaziali come Dart della Nasa potrebbero non essere sufficienti nel caso in cui un asteroide con un diametro di un chilometro puntasse dritto verso la Terra: in casi estremi, l’unica via di scampo per l’umanità sarebbe un’esplosione nucleare. Questo è il risultato di uno studio, pubblicato lo scorso maggio su Space: Science & Technology, guidato dalla China Academy of Launch Vehicle Technology. Il team di ricerca ha analizzato diverse tecniche per la difesa planetaria, considerando asteroidi con diametri che variano da decine di metri al chilometro, e ha proposto una strategia innovativa che potrebbe cambiare la difesa contro i corpi celesti near-Earth (Nea).
Queste immagini, che mostrano gli ejecta intorno agli asteroidi near-Earth impattati, sono state scattate durante l’avvicinamento (con Didymos in alto a sinistra) e l’allontanamento (Didymos in alto a destra) della sonda compagna di Dart, LiciaCube, che è passata pochi minuti dopo l’impatto e ne ha fotografato le conseguenze. Il campo di ejecta è costituito da un cono asimmetrico di polvere che presenta filamenti e un centinaio di massi di dimensioni attorno a un metro che sono stati espulsi in direzioni diverse. Crediti: Nasa Dart Team and LiciaCube
Gli asteroidi che superano i cento metri di diametro possono innescare catastrofi su vasta scala, intercontinentali o persino globali, eppure un gran numero di questi corpi non è ancora stato scoperto. La mappa del cielo che conosciamo non è ancora completa e molti di questi giganti restano invisibili fino a pochi giorni – o settimane – prima del potenziale impatto sulla Terra. Un esempio recente è quello dell’asteroide 2024 MK, rilevato appena 13 giorni prima del suo passaggio ravvicinato. Quando il preavviso è così breve, i metodi tradizionali di impatto cinetico o di deviazione tramite forza a lungo termine offrono un’energia limitata e non possono garantire una deviazione efficace. La detonazione nucleare diventa l’unica opzione sul tavolo, grazie all’enorme densità di energia che può liberare istantaneamente.
Finora i modelli di difesa si sono concentrati principalmente sull’impatto a incontro diretto (direct rendezvous). Questa configurazione prevede che la sonda colpisca l’asteroide ad altissima velocità e la testata esploda subito dopo il contatto, generando un cratere superficiale. È un metodo semplice e immediato, ma l’accoppiamento energetico è relativamente debole e non è possibile selezionare le posizioni di impatto e di detonazione.
Il team di ricerca cinese ha quindi proposto un nuovo approccio, partendo dai vantaggi energetici della detonazione nucleare: la modalità di detonazione con pre-scavo in flyby. Il piano si articola in due fasi. La prima prevede il rilascio di un dispositivo di penetrazione convenzionale tramite una piattaforma di trasferimento spaziale, con l’obiettivo di scavare un cratere profondo sull’asteroide. Successivamente, la sonda guida un ordigno nucleare all’interno della cavità per la detonazione, facendolo brillare dall’interno.
Database virtuale degli asteroidi potenzialmente minacciosi. (A) Orbita di un asteroide virtuale che impatterà la Terra dopo 1 anno. (B) Orbita di un asteroide virtuale che impatterà la Terra dopo 20 anni. Crediti: Space: Science & Technology
Gli autori dello studio hanno stimato l’efficacia dei due approcci, creando un database di asteroidi virtuali potenzialmente pericolosi e simulando, attraverso modelli idrodinamici avanzati, gli effetti delle due modalità di esplosione. I risultati parlano chiaro. Consideriamo un asteroide di un chilometro di diametro e un’esplosione equivalente a tre megatoni di Tnt. L’esplosione superficiale produce sull’asteroide un impulso relativamente ridotto, con un incremento di velocità compreso tra 8 e 9,2 centimetri al secondo. Di contro, la detonazione nucleare innescata a 20 metri di profondità imprime un’accelerazione superiore ai 30 centimetri al secondo. Questo surplus di spinta si traduce in un enorme vantaggio temporale. Infatti, se si riesce ad imprimere una variazione di velocità di un metro al secondo, sono necessari appena 60 giorni di preavviso complessivo per deviare la traiettoria dell’asteroide e salvare la Terra.
In conclusione, se il tempo di preavviso è ridottissimo, la modalità di impatto diretto resta l’unica soluzione d’emergenza, nonostante sia molto complicata da realizzare a livello tecnico. Se invece il tempo lo permette, il metodo che prevede il pre-scavo è da preferire: è sicuramente più efficiente e garantisce un risultato più affidabile. Questo studio fornisce una base teorica sistematica e un supporto di dati per la progettazione ingegneristica e la pianificazione delle future missioni cinesi di difesa dagli asteroidi.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo sulla rivista Space: Science & Technology “Analysis of Defense Technology for Large-Sized Near-Earth Asteroids” di X. Wang, N. Yan, J. Zhang, X. Yang, F. Zhang, Y. Hao, J. Li, S. Lyu e X. Zhou