Seus modelos de computador hiper-realistas nos protegem de asteróides

Sabina Raducan tem o tipo de trabalho que você esperaria que o protagonista de um filme de Michael Bay dos anos 1990 tivesse. Em A rocha, O Dr. Stanley Goodspeed de Nicolas Cage é um especialista em armas químicas do FBI que ajuda a salvar o dia. Em Armagedom, Harry Stamper de Bruce Willis é um perfurador de petróleo veterano que ajuda a salvar o dia. E na Universidade de Berna, uma das maiores universidades da Suíça, Sabina Raducan constrói modelos hiper-realistas de impactos de asteróides. O que poderia um dia ajudar a salvar, bem, todo o nosso planeta.

Para ser claro, Raducan não está construindo modelos do que aconteceria no caso de um asteroide colidir com a Terra. Em vez disso, como pesquisadora de pós-doutorado, ela constrói simulações numéricas do que aconteceria se nós (ou seja, Terra) tentou desviar um asteróide destrutivo enviando um dispositivo “impactor” feito pelo homem para saudá-lo. Em vez de destruí-lo, isso poderia ser usado para desviar o asteróide do curso, de modo que ele passe pelo nosso planeta.

Por enquanto, a ideia de ter algo assim como medida de precaução ainda está no futuro. Porém, quando isso acontece (e é provavelmente um “quando” e não um “se”), o trabalho de Raducan pode ser inestimável. E, pelo menos por enquanto, a sua investigação proporciona-lhe um quebra-gelo invejável para as festas: “Eu trabalho no sector da defesa planetária”.

A era de ouro dos asteróides

Raducan ficou fascinada pelo tema das crateras de impacto quando estava concluindo um mestrado em Astronomia, Ciências Espaciais e Astrofísica na Universidade de Kent, no Reino Unido. “Todo mundo estava interessado em Marte e na Lua”, disse ela ao Digital Trends. “É para lá que vai toda a pesquisa. Eu queria fazer algo que não estivesse superlotado de cientistas e que fosse [muito] menos estudado.”

Os cientistas têm se questionado sobre a possibilidade de proteger a Terra contra possíveis asteroides assassinos há mais de meio século. Em meados da década de 1960, muitas pessoas estavam preocupadas com a possibilidade do asteróide 1566 Icarus colidir com a Terra, apesar de os especialistas estarem confiantes de que ela passaria apenas dentro de cerca de quatro milhões milhas. “Grande asteroide está se dirigindo para a Terra”, gritava um jornal. “Hippies fogem para o Colorado enquanto Ícaro se aproxima da Terra,” escreveu nada menos que uma autoridade do que o New York Times.

No MIT, pesquisadores traçaram planos para explodir Ícaro usando seis foguetes Saturn V, armados com ogivas nucleares separadas de 100 megatons. Como esperado, Ícaro acabou sentindo falta da Terra – embora o trabalho do MIT, descrito com mais detalhes no livro Fogo no céu, não gerou escassez de cobertura da imprensa.

Mas embora desde então tenha havido aumentos periódicos de cobertura deste tópico, e não faltaram filmes de Hollywood (mais recentemente Não olhe para cima), Raducan está confiante de que entrou em campo na hora certa.

Supermodelos de asteróides

Uma razão para isso é a quantidade de missões espaciais e os dados resultantes. “Quinze anos atrás, havia dados muito limitados [sobre asteróides]”, disse ela. “Agora temos múltiplas missões espaciais que vão a asteróides e muitos dados chegam. Há DART e Hera. Existe a missão Lucy. Existem os OSIRIS-REx e Hayabusa missões. Existe a missão Psyche. Tudo isso são dados que você não conseguiria obter da Terra.”

Curiosamente, nem todos os dados utilizados para construir os modelos de Raducan podem vir de asteróides da vida real. Recentemente, alguns dos seus colegas viajaram até Espanha, onde dispararam projécteis de plástico contra um modelo substituto em escala do asteróide Ryugu, feito de areia e rochas, usando uma arma de gás comprimido. Esses resultados também fazem parte de seus modelos de computador.

A segunda razão complementar pela qual agora é o melhor momento para estudar asteróides é a marcha do progresso tecnológico impulsionada pela Lei de Moore. Uma simulação de impacto de asteróide que, para usar a mesma comparação de 15 anos mencionada anteriormente, teria levado uma semana para ser processada em 2007, agora leva cerca de meia hora. E as simulações que atualmente levam uma semana são muito, muito superiores em complexidade.

O TL; Versão DR? Sabemos mais sobre asteróides e, nas palavras de O homem de seis milhões de dólares introdução, podemos reconstruí-los. Ou pelo menos modele-os em resolução impressionantemente alta em um supercomputador.

Uma questão de força

Atualmente não existem asteroides que os cientistas temam que representem uma ameaça imediata à vida na Terra. Não há uma corrida imediata contra o relógio para construir um sistema de defesa planetário. Mas modelos como o de Raducan nos ajudarão a entender melhor como lidar com asteróides caso um dia precisemos. Eles também nos ajudarão a modelar melhor essas ameaças, quer os asteróides em questão sejam rochas espaciais grandes e densas ou acumulações de rochas menores mantidas unidas pela gravidade. Cada um deles exigiria estratégias diferentes, e é por isso que trabalhos de modelagem computacional como este são tão importantes.

É fácil pensar que, quando se trata de possíveis asteróides assassinos, deveríamos simplesmente atingi-los com toda a força possível. Afinal, o conceito de exagero, ultrapassando a quantidade de capacidade destrutiva necessária para resolver o problema, não parece um grande problema quando você está lidando com um evento potencial de nível de extinção que se aproxima Terra.

Mas, na verdade, este não é o caso. Atingir um asteroide com força insuficiente para desviá-lo seria, obviamente, uma má notícia. No entanto, o mesmo aconteceria com muita força – como qualquer pessoa que já jogou o jogo Atari Asteróides saberá.

“O problema é que se você bater com muita força, você está apenas quebrando”, disse Raducan. “Então, em vez de lidar com um objeto, você está lidando com vários objetos menores que são muito mais difíceis de controlar. Em vez de um único impacto, você tem uma série de impactos. Isso é algo que você definitivamente deseja evitar.”

Provando as previsões

É claro que a grande questão sobre os modelos de Raducan é a mesma de qualquer modelo preditivo: quão precisos eles são? Muitos modelos de computadores inteligentes, equipados com quantidades muito maiores de dados, falharam. Notoriamente, o Google Flu Trends – que usava pesquisas do Google para consultas relacionadas à gripe – foi longe da marca quando se tratava de prever com precisão a propagação do vírus influenza durante a temporada de gripe.

Como Raducan pode ter certeza de que seus modelos são precisos? Afinal, no caso de um asteroide assassino, um erro de cálculo poderia ser desastroso. Por enquanto, a resposta é… não sabemos. Mas poderíamos muito bem em breve.

Em novembro passado, a NASA lançou seu Missão DART (teste de redirecionamento de asteróide duplo). Aclamado como o primeiro teste de defesa planetária em grande escala do mundo contra a possibilidade de impactos de asteróides, o DART colidirá com o alvo do asteróide Dimorphos em setembro deste ano.

Como parte de seu trabalho, Raducan ajudou a modelar o provável impacto que o DART causará em seu alvo. Suas previsões sugerem que será extremamente improvável que a missão DART destrua o asteróide, embora o deforme significativamente. Para quebrá-lo, seria necessário 10 vezes mais energia de impacto. Ao analisar os dados da missão DART – e o Missão Hera da Agência Espacial Europeia para investigar as consequências do impacto da sonda DART – será possível ter uma noção de quão bem os modelos de Raducan previram o impacto.

Qualquer que seja o resultado, os dados resultantes serão utilizados para tornar os modelos futuros ainda mais precisos.

Construindo um sistema de defesa planetário

Em última análise, a esperança é que os modelos preditivos de impacto de asteróides de Raducan possam formar uma parte fundamental de um sistema de defesa planetário capaz de manter a Terra protegida da ameaça de futuras colisões de asteróides.

Desde que o último impacto de asteróide com nível de extinção ocorreu há cerca de 66 milhões de anos, a probabilidade de tal impacto de asteróide é felizmente baixa. (Embora, como observa a NASA, um asteróide do tamanho de um carro entra na atmosfera da Terra aproximadamente uma vez por ano, mas queima antes de causar qualquer dano.)

No entanto, dado o dano potencial que um asteróide assassino poderia causar, Raducan acredita que é um investimento valioso para criar as salvaguardas necessárias – pelo menos no que diz respeito a missões como o DART. preocupado.

“A espaçonave DART é uma missão muito barata em comparação com as missões espaciais habituais, porque é uma missão de demonstração tecnológica e não uma missão científica”, disse ela. “Tem apenas alguns instrumentos a bordo, como uma câmera e um sistema de navegação, e a duração da missão é muito curta, [sendo] menos de um ano no espaço.”

No final das contas, tudo volta para Michael Bay. “Para contextualizar o custo da missão DART, custa aproximadamente a mesma quantia produzir um filme como Armagedom, pois custa enviar uma missão de deflexão real ao espaço”, disse Raducan. “Se é mais importante filmar um filme de Hollywood sobre o desvio de um asteroide do que realmente enviar uma espaçonave [para nos ajudar potencialmente a fazer a mesma coisa], temos que definir nossas prioridades corretamente.”

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