(Inside Science) — Lasers montados em espaçonaves robóticas ou satélites gigantescos podem desviar asteróides para longe da Terra – é o que sugerem novas simulações orbitais que exploram esta estratégia de defesa.
O impacto de um cometa ou asteróide com cerca de 20 km de largura provavelmente foi a causa da mais recente e familiar extinção em massa que encerrou a Era dos Dinossauros, há cerca de 65 milhões de anos. Tais impactos gigantescos são raros, mas impactos menores ainda podem causar um caos de grandes proporções.
“Nos últimos 100 anos, aproximadamente, tivemos dois impactos significativos dos quais temos conhecimento”, diz Philip Lubin, cosmologista experimental na Universidade da California, Santa Barbara. “Um foi o evento de 1908 em Tunguska, Russia, com uma potência estimada de 10 a 15 megatons de TNT, mais ou menos a mesma potência da maior arma nuclear já detonada pelos EUA. O segundo foi o evento de Chelyabinsk, também na Russia, em 2014, que teve uma potência estimada de cerca de meio megaton, o equivalente a uma arma termonuclear de média potência dos arsenais dos EUA e Russia”.
Os cientistas propuseram várias ideias para desviar objetos próximos da Terra (conhecidos por sua abreviatura em inglês Near-Earth Objects = NEO) ameaçadores. Por exemplo, impactadores cinéticos, talvez armados com bombas nucleares, poderiam ser lançados contra alvos de maneira a empurrá-los para fora da rota de colisão. Outra ideia é usar espaçonaves com massa suficiente para agirem como “tratores gravitacionais”, cuja própria atração gravitacional seria usada para puxar os alvos para novas órbitas. Ourtos propuseram que motores de empuxo, montados no próprio alvo, possam desviá-los de maneira continua — talvez motores iônicos, ou robos que minerem rochas dos alvos e os joguem para longe no espaço. Outros ainda afirmam que cobrir um dos lados do alvo com tinta ou espelhos, pode alterar o quanto o alvo é aquecido pelo Sol, o que pode, por sua vez, alterar gradualmente sua trajetória.
Agora, Lubin e seus colegas propuseram empregar lasers, alimentados com energia solar, para explodir os alvos. As plumas de rochas vaporizadas podem empurrar os alvos para fora dos rumos de colisão.
A equipe de Lubin rodou simulações em computadores para ver o quão bem lasers de diferentes potências poderiam funcionar contra asteróides ameaçadores de vários tamanhos. Uma proposta é o DE-STAR (abreviatura de Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRation = Sistema de Energia Direcionada para Alvejar Asteróides e Exploração), que consiste de um enorme satélite em órbita da Terra para explodir asteróides a distância. (Lubin desconversou quando perguntado se DE-STAR tem algo a ver com a “Death Star” [= “Estrela da Morte”] de “Guerra nas Estrelas”)
“O fato de que um sistema possa desviar um asteróide em rumo de colisão, a partir da órbita da Terra, é singular – todos os outros sistemas necessitam que uma astronave vá até o asteróide”, comentou o astrônomo Paul Chodas, gerente do Centro de Estudos de NEOs no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, California, o qual não participou da pesquisa.
Outro conceito de Lubin é o DE-STARLITE, uma espaçonave robótica menor que voa até o asteróide para desviá-lo, mantendo uma posição a cerca de 10 km de seu alvo. Os pesquisadores sugerem que DE-STARLITE é a opção mais prática, porque um sistema menor poderia ser construído mais rápido e barato.
Para DE-STARLITE, os pesquisadores modelaram uma espaçonave energizada por um conjunto de painéis solares. Eles simularam asteróides de tamanhos variados – desde o de 20 m da classe Chelyabinsk e de 80 m da classe Tunguska, até Apophis, um asteróide de 325 m que percorre uma órbita potencialmente perigosa, e até coisas maiores.
Por exemplo, uma versão de 20 kW da DE-STARLITE, funcionando por 15 anos, poderia desviar Apophis a uma distância igual ao diâmetro da Terra. “Os militares estão estudando atualmente lasers na faixa dos 100 kW, de forma que 20 kW seria provavelmente bem fácil de fazer”, argumenta Lubin.
Uma versão mais poderosa de DE-STARLITE com 1 MW poderia caber em um dos futuros foguetes do Sistema de Foguetes de Lançamento Espacial que está sendo desenvolvido pela NASA, e, ao longo de 5 anos, desviar alvos com até 500 m de diâmetro, ou asteróides das classes Tunguska ou Chelyabinsk em menos de um ano após seu encontro com essas rochas, segundo os pesquisadores. “Um megawatt parece ser um bocado, mas não há qualquer motivo para que não pudéssemos fazê-lo nessa escala, se precisássemos”, afirma Lubin.
Uma vantagem chave desta estratégia de emprego de lasers “é que ela usa a massa do próprio asteróide para desviá-lo, em lugar de trazer um monte de combustível e outras coisas pesadas até o asteróide para movê-lo”, argumenta Lubin. E ele acrescenta que um sistema de lasers certamente pesaria menos do que qualquer outra opção, embora tivesse tanto ou mais efeito sobre os asteróides, além de permitir um nível de controle tão bom quanto as melhores alternativas.
Entretanto, DE-STARLITE requer tempo para funcionar– meses até chegar a um asteróide alvo e mais alguns anos até desviá-lo para uma trajetória segura. Os astrônomos podem não conseguir detectar um asteróide perigoso a tempo de interceptá-lo com o DE-STARLITE. Então, teríamos que recorrer a DE-STAR como última linha de defesa no curto tempo restante.
O DE-STAR é mais eficaz quando os alvos estão relativamente mais perto de seus lasers. Para desviar alvos para uma trajetória segura, DE-STAR precisa de um conjunto grande e muito poderoso de lasers, um onde os lasers estejam todos em fase.
Os pesquisadores calcularam que, se o DE-STAR tivesse um conjunto de lasers em fase de 1 km de largura e um conjunto de paineís solares igualmente grande, poderia desviar um objeto da classe Tunguska, com 80 m, no curso de quatro semanas — provavelmente não o suficiente para impedir um impacto, mas o bastante para direcionar o asteróide para um ponto de impacto desabitado. Um conjunto com 2 km poderia desviar um asteróide em até 127.000 km, ou seja, cerca de 10 vezes o diâmetro da Terra.
Um conjunto de alvos que DE-STAR poderia atacar, mas DE-STARLITE provavelmente não poderia, são os cometas de longo período, um daqueles que leva mais de 200 anos para completar uma órbita. A natureza de suas órbitas torna difícil o encontro de espaçonaves lançadas da Terra e eles, ainda mais para casar suas velocidades e trajetórias. “DE-STAR pode ser uma das poucas opções para nos defender contra cometas de longo período”, diz Lubin.
No entanto, a construção de algo como DE-STAR seria desafiadora. A Estação Espacial Internacional é atualmente o maior objeto feito pela humanidade existente no espaço e só tem 110 metros de envergadura. “A engenharia para construir uma espaçonave desse tamnho, teria que ser formidável, para dizer o mínimo”, diz Chodas.
Alguns podem temer que os poderosos lasers de DE-STAR possam ser potencialmente usados como armas.
Porém Chodas observa que podem existir outras aplicações pacíficas para satélites dotados de lasers, além de defesa contra asteróides, tais como a exploração interestelar.
“Lasers podem ser usados para impelir pequenas sondas até velocidades relativísticas, o que pode ser a única maneira possível de chegar às estrelas mais próximas”, argumenta Lubin.
Lubin e seus colegas detalharam
suas descobertas em um artigo aceito pelas
Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
Charles Q. Choié um escritor freelance
de ciências de Nova York que já escreveu para The New York Times, Scientific American, Wired, Science, Nature e várias outras agências de notícias. Seu Twitter é @cqchoi.
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