Publicado em julho 09
ASPJ  Em Português 2° Trimestre 2009

A Defesa Planetária
As Estratégias de Deflexão de Objetos Próximos à Terra

Brent W. Barbee

Antecedentes [Históricos]

Ao longo da História, nosso Planeta vem sendo bombardeado por Objetos Próximos à Terra (NEOs): asteróides e cometas, cujas órbitas em volta ao sol fazem com que passem próximo à Terra. Suas órbitas mudam, gradativamente, com o tempo, fazendo com que algumas intersectem a nossa. Um objeto que cruza a órbita terrestre colidirá com o Planeta no ponto de interseção das duas órbitas, se o momento for oportuno. Anualmente comprovamos este fato, com a extensa variedade de chuva de meteoritos, quando a Terra navega pelos resíduos deixados por cometas que giram ao redor do sol.

Descobrimos um número cada vez maior desses objetos, em cercanias espaciais, a medida que aperfeiçoarmos a capacidade de detetá-los. A órbita terrestre é densamente povoada por tais objetos, como na fig. 1¹ Apenas a imensidade espacial e o tamanho, comparativamente minúsculo dos corpos celestes, fazem com que as colisões sejam pouco frequentes.

Embora as colisões sejam infrequentes, são inevitáveis. A superfície da Lua está salpicada de crateras de impacto. Muitas [também] foram descobertas na Terra. Essa descoberta continua. A superfície da Lua não sofre erosão, devido a processos meteórologo-geológicos. Por esse motivo, as crateras não desaparecem de vista. Muito pelo contrário, a Terra, sob esse ponto de vista, é um Planeta bastante ativo. As crateras que assinalam impacto ficaram camufladas com o passar do tempo. Contudo, algumas crateras terrestres são bem discerníveis, como a de Barringer, fig. 2, próxima a Winslow, Arizona com1.200m de largura e 170m de profundidade. Originada há cerca de 50.000 anos por um NEO de ferro-níquel de mais ou menos 50m, com energia de impacto calculada entre 20 e 40 Mt, arrasou área em um raio de 10-24km, criando furacões de aproximadamente 40km.²

Os NEOs causam, de destruição local à completa extinção. Em 1908, um deles, relativamente pequeno (talvez de 20m), explodiu sobre o rio Tunguska, Sibéria, originando uma chuva avassaladora em área de 2.000 quilômetros quadrados⁴ (mais ou menos a área de Washington, DC). Há cerca de 65 milhões de anos, um relativamente grande, de aproximadamente 10km chocou-se, com terrível força destrutiva, contra a península de Yucatán. Acredita-se que foi a causa da extinção de mais de 70% das espécies que viviam àquela época, inclusive os dinossauros.⁵

Recentemente, em outubro de 2008, mal chegamos a prever a colisão de um NEO muito pequeno, denominado ‘2008 TC3’, apenas seis horas antes de penetrar na atmosfera, desintegrando-se, à grande altitude, sobre o Sudão.⁶ O asteróide explodiu em fragmentos antes de atingir o solo, porque só possuía cerca de cinco metros.

Talvez o aspecto mais singular dessas catástrofes naturais é que, pela primeira vez na História do Planeta, a humanidade possui a tecnologia para prevê-las e evitá-las, descobrindo e desviando os objetos que se aproximam, antes da colisão. Contudo, até hoje, sistema algum de deflexão de NEOs foi construído ou testado e nenhuma agência foi delegada a responsabilidade de defender a Terra contra NEOs perigosos.

O Papel da Incerteza em
Estratégias de Defesa

Se fosse possível conhecer, com exatidão, as órbitas de todos os NEOs no sistema solar, saberíamos exatamente quando o próximo, em rota de colisão, chegaria. Poderíamos planejar a missão de inspeção científica e, de acordo com ela, a deflexão. Além disso, se pudéssemos descobrir e rastrear cada NEO no sistema solar, conseguiríamos, definitivamente, afirmar quais colidiriam e quando isso ocorreria.

Infelizmente, enfrentamos um problema muito difícil, com dados parciais. Não sabemos quantos NEOs existem. Daqueles que decobrimos, só conhecemos as órbitas aproximadas. O motivo é que não existem resultados exatos para as equações do movimento orbital (usamos computadores para aproximações). Não contamos com modelos exatos de todas as forças (por exemplo, a pressão da rotação solar) que agem sobre os NEOs. A avaliação dos NEOs pelos observatórios terrestres é imperfeita (contendo ruídos e medidas errôneas). Não podemos rastrear os NEOs continuamente da Terra, devido à questões de geometria relativa entre os NEOS / Terra / Sol. O resultado é que calculamos o tamanho, a forma e a orientação, atuais e futuras, de um elipsóide cerca de onde pensamos que o NEO se encontre. Caso indique que esse elipsóide, em algum momento, vai interceptar a Terra, podemos calcular a probabilidade de colisão.

O melhor modo de destruir o elipsóide é enviar um artefato espacial ao NEO, seguí-lo de perto, ao longo da órbita, tomando medidas de posições relativas, já que contém um receptor/transmissor [transponder]. A sonda espacial irradia as medidas à Terra, passando dados da órbita do NEO muito mais exatos. De modo geral, a maior exatidão diminui ou aumenta a probabilidade de colisão. Se chegar a nível alarmante, isso nos faz agir.

Contudo, tais missões são onerosas, especialmente se o único objetivo for conhecer, com maior exatidão, a órbita do NEO. Até agora, as missões científicas complexas a asteróides e cometas eram, geralmente, acrescentadas ao orçamento de missões do tipo Discovery da NASA. Mas, o custo de uma missão NEO, de escopo reduzido, seria pequeno, comparado às missões espaciais científicas rotineiras. Por exemplo, o grupo de projetistas que ganhou a competição da Sociedade Planetária, ao planejar missão de reconhecimento ao asteróide Apophis, calculou o custo da missão em $81.59 M (dólares, 2007), comparáveis às missões científicas complexas anteriores a asteróides/cometas, cujo custo foi entre $100 M e $440 M.⁷

O interessante é que já gastamos mais de $81.59 M em filmes que apresentam soluções fictícias a NEOs que ameaçam a Terra. [Como exemplos], o filme Impacto Profundo (maio de 1998) com um orçamento de produção de $75 M e uma bilheteria mundial de $348 M (dólares, 2005)⁸ e, O Armageddon (julho de 1998) com um orçamento de produção de $140 M e uma bilheteria mundial de $554 M (dólares, 2005).⁹

Há vários anos sabemos que o asteróide Apophis vai se aproximar muito do planeta na sexta-feira, 13 de abril de 2029. Caso passe por uma fenda de ressonância gravitacional durante esta aproximação, voltará para colidir com a Terra em 2036. Atualmente, a probabilidade de Apophis colidir com o Planeta em 2036 é de 1/45.000. Contudo, os detalhes da probabilidade de impacto contêm uma advertência:¹⁰ O cálculo da probabilidade é complexo e depende de certo número de hipóteses de difícil verificação. Por esse motivo, a probabilidade indicada pode, muito bem, ser inexata por pequeno fator ou, até mesmo, por fator de 10 ou mais.

A grande aproximação de Apophis em 13 de abril de 2029 será histórica, em virtude da curta distância e seu tamanho. Passará mais perto da Terra do que os satélites geosincrônicos, a uma altitude de cerca de 32.000km. Atualmente, estimamos o tamanho em cerca de 270m. Durante este período, será visível a olho nu em certas partes do mundo.

Neste momento, não podemos rastrear o Apophis da Terra. A próxima oportunidade será em 2012-2013 que é, também, a próxima abertura de lançamento disponível para um encontro. Após essa data, a próxima só irá ocorrer em 2021. Em vez de aproveitar a oportunidade deste encontro (para isso devemos começar a planejar a missão agora mesmo) estamos, até o momento, esperando vê-lo uma vez mais. Esperamos que outras observações terrestres irão excluir a possibilidade de colisão em 2036. O que acontecerá se a probabilidade de impacto for confirmada, após essas novas observações, não está claro. Apophis poderia liberar cerca de 500 Mt de energia10 se colidir. Não resta dúvida que pretendemos desviá-lo. Mas torna-se mais difícil com cada oportunidade de encontro perdida. É interessante observar que existe, lá no espaço, outro NEO que ainda não podemos observar, denominado VK184. A probabilidade de colisão com a Terra em 2048 é de 1/3030. O impacto emitiria 150 Mt de energia.¹¹

Admite-se, em geral, que a estatística e a teoria de probabilidade são a melhor maneira de solucionar problemas de dados parciais. Jogadores profissionais e companhias de seguro fazem extenso uso deste tipo de informação. Contudo, uma das premissas inerentes é que, algumas vezes, aceitam-se erros. Se um jogador perde a aposta, espera-se que acerte mais que erre. Assim, sai lucrando. Contudo, isto não se aplica à defesa planetária. Um só erro seria fatal para milhões de pessoas ou para toda a espécie. Se confiarmos demais em estatísticas para saber o número de NEOs e em cálculos de probabilidade de colisão, corremos o risco de danos horripilantes ou, até mesmo, de extinção. Portanto, devemos definir o limite de utilidade da teoria de probabilidades no processo de tomada de decisão para a defesa contra NEOs.

O Legado das Missões de
Naves Espaciais

Algumas estratégias propostas para a deflexão de NEOs exigem tecnologia futura de ponta. Outras são viáveis com a que possuímos atualmente ou previsíveis a curto prazo. Contudo, todas as estratégias de deflexão dependem de equipamento já comprovado em missões espaciais, como veículos de lançamento e ampla variedade de subsistemas básicos de naves espaciais, inclusive propulsão (propulsores de encontro), comunicações, comando e manipulação de dados, sensores de navegação, sistema de controle e guiagem e sensores científicos.

Embora sistema de deflexão algum, jamais tenha sido testado, a base está sendo estruturada via missões científicas bem sucedidas, enviadas, ao longo dos anos, a cometas e asteróides. A missão NEAR (1996-2001) realizou o seguimento do asteróide Mathilde e fez um voo de passe ao asteróide Eros. Voou a seu redor, culminando com leve pouso no Eros.¹² A Deep Space 1 foi lançada em 1998 e fez um voo de passe ao asteróide Braille e ao cometa Borrelly.¹³ A missão Stardust foi lançada em 1999, investigou o cometa Wild 2 e sua cauda, e transmitiu amostras do material da cauda em 2006.¹⁴ A missão Hayabusa/MUSES-C foi lançada em 2003, aproximou-se ao asteróide Itokawa, em 2005,¹⁵ possivelmente compilou amostras e tentará voltar com as supostas amostras coletadas em 2010.¹⁶ A missão Deep Impact foi lançada em 2005 e enviou, no mesmo ano, um pequeno objeto impactante para colidir com o cometa Tempel 1. O impacto produziu uma cratera no cometa, gerando material ejetado, fig. 3,¹⁷ para ser estudado pela espaçonave principal durante o voo de passe.¹⁸

Contudo, a energia cinética do impacto não pretendia ser suficiente para alterar, de maneira mensurável, a velocidade (ou a órbita) do cometa,¹⁹ o que teria sido uma deflexão, i.e., o primeiro exemplo da produção de impacto cinético de deflexão. A missão Dawn foi lançada em 2007 e atualmente está a caminho para estudar Vesta (o segundo maior asteróide do cinturão principal) e, continuará, então, a ir ao encontro do planeta anão Ceres [também] localizado no cinturão principal de asteróides, realizando pesquisa e completando a missão em 2015.²⁰

Essas missões demonstraram que temos a capacidade de lançar espaçonaves da Terra, teleguiá-las para que se aproximem a NEOs, operá-las e a seus subsistemas, enquanto permanecem próximas ao NEO por período extenso de tempo, compilando dados importantes das propriedades físicas do mesmo. Isto constitui, em suma, toda a missão de deflexão, fora do desdobramento do sistema de deflexão, em si. Embora demonstramos tal capacidade com êxito básico e em termos gerais, deverá ser adaptada e reduzida, dependendo das exigências do sistema específico de deflexão. Exíge-se, também, extensa tecnologia para certas estratégias de deflexão, ainda não colocadas em prática, como a conexão de equipamento ao NEO.

As Estratégias de Deflexão
de Objetos Próximos à Terra

Existem diversos métodos possíveis para impedir que um NEO entre em colisão com a Terra. Se contássemos com sistemas energéticos suficientes, o NEO seria aniquilado (vaporizado ou mesmo, pulverizado). A alternativa é fragmentar o NEO em pedaços, suficientemente pequenos, de fácil dispersão. Contudo, é difícil garantir que todos os detritos serão reduzidos ao tamanho adequado para serem incinerados pela atmosfera terrestre. Assim, alguns poderiam colidir, acidentalmente, com o solo. Nota-se que os projetos de fragmentação, passíveis de controle, exigem muitos lançamentos, devido ao grande volume do sistema.²¹ Outra opção é desviar o NEO, o que é viável sob vários cenários, usando a tecnologia atual.

O objetivo da deflexão é empregar mecanismo para alterar a velocidade do NEO, colocando-o em diferente órbita, evitando a colisão com a Terra. A fig. 4 ilustra o conceito de mudança de velocidade por impulso. O deslocamento que se verificaria entre as trajetórias original e a desviada, na fig. 4, é exagerado para fins de ilustração. A mudança de velocidade é virtualmente instantânea em deflexão impulsiva, ao passo que, em deflexão de baixa propulsão a mudança de velocidade é aplicada de maneira gradativa, durante longo período.

Embora a fig. 4 demonstre a mudança de velocidade em direção arbitrária, para fins de ilustração, estudos indicam que a melhor direção para desvio de velocidade está, aproximadamente, alinhada à direção de velocidade do NEO, como na fig. 5. Isto produz uma diferença cumulativa máxima entre a posição do NEO, após a deflexão, e a em que se encontraria, se deflexão alguma ouvesse ocorrido.

Outra consideração importante é quando se deve aplicar a deflexão ao NEO. De um modo geral, é melhor aplicar a deflexão com o máximo de antecedência possível, em relação à data prevista para o impacto. Contudo, as deflexões são mais eficientes se forem aplicadas quando o NEO estiver em seu ponto de órbita mais próximo ao Sol. Este ponto chama-se periélio, e qualquer mudança de velocidade possui efeito máximo se aplicada a periélio, devido à dinâmica da órbita. A fig. 6 ilustra este conceito, demonstrando a análise de resultado computerizado²² para uma deflexão hipotética de 1 cm/s aplicada ao asteróide Apophis em momentos distintos. Os realces superiores correspondem à deflexões aplicadas ao periélio, enquanto os inferiores correspondem à deflexões aplicadas em um ponto diferente da órbita do NEO. Normalmente, as deflexões no periélio são claramente as mais eficientes, embora a margem diminua, à medida que diminui o tempo entre a deflexão e o impacto com a Terra.

Em suma, o melhor modo de desviar um NEO em rota de colisão é aplicar a mudança de velocidade com a maior antecedência possível em relação ao momento de impacto previsto, levando em consideração a restrição de que o desvio do NEO no periélio maximiza o desempenho e para alinhar a mudança de velocidade aplicada à direção de velocidade do NEO. A magnitude da mudança de velocidade depende do mecanismo específico de deflexão selecionado. A mudança de velocidade de 1 cm/s, apresentada na fig. 6 como exemplo, é representativa.

Pondo-se de lado os detalhes básicos de deflexão, a estratégia geral é extensamente ditada pela logística. A sequência de acontecimentos em cenário de NEO perigoso aparece na fig. 7.

Primeiro descobrimos o NEO. É necessário, então, um período de tempo para determinar se a probabilidade de colisão é suficientemente grande para exigir ação. Uma vez que se chega a tal determinação, envia-se uma missão de avaliação científica ao NEO, se o tempo permitir, para determinar, com maior exatidão, sua órbita e compreender melhor as propriedades físicas, como tamanho, forma, distribuição de massa, estado de rotação, composição da superfície e estrutura interna. Esses dados permitem uma melhor seleção de metodologia de deflexão e o sistema de deflexão específico que se deve projetar para o NEO em particular. Constrói-se, então, o artefato espacial de deflexão para ir ao encontro do NEO. A deflexão é feita após o encontro. Observe-se que certas técnicas de deflexão, como o impacto cinético, exigem a intercepção do NEO e não encontro com o mesmo. Isso significa que simplesmente selecionam e colidem com o NEO, em vez de manobrar para assumir uma órbita próxima a ele, igualando-a. Se o artefato espacial de deflexão for ao encontro do NEO, talvez seja preciso prever um lapso de tempo antes de ativar o sistema. Por exemplo, esperar que o NEO alcance o periélio, se a melhor oportunidade de deflexão para o artefato espacial está no NEO (determinada pela dinâmica da órbita) antes que este chegue ao periélio. Uma espaçonave de observação deve fazer parte da missão, a fim de verificar o resultado da deflexão.

As Técnicas de Propulsão
para a Deflexão

Essas técnicas transmitem ao NEO a mudança de velocidade requerida, de forma, praticamente, instantânea. Como a intuição sugere, tais técnicas são, necessariamente, de natureza explosiva. Uma possibilidade é o uso de explosivo nuclear. Este oferece enorme densidade de energia, fator importante quando se busca minimizar a massa da espaçonave necessária ao lançamento. Em detonação nuclear à distância segura, coloca-se o dispositivo nuclear próximo à superfície do NEO. Detona-se o mesmo, como na concepção artística apresentada na fig. 8.²³

A radiação gerada pela explosão nuclear vaporiza imediatamente uma fina camada de material da superfície do NEO que é, então, ejetada, explode e transmite a propulsão ao NEO. Como acima mencionado, a direção da mudança de velocidade comunicada pela propulsão é importante. Asim, o dispositivo nuclear deve ser posicionado de forma adequada em relação ao NEO, antes da detonação. A geometria apropriada encontra-se na fig. 9.

Vários experimentos indicaram que a magnitude da mudança de velocidade comunicada é afetada pela altura da explosão em relação à superfície do NEO. Assim, é preciso tomar cuidado para que o explosivo nuclear seja colocado em altitude adequada. É possível que detonar o explosivo nuclear na superfície do NEO ou, enterrá-lo em seu subsolo, antes da detonação, seja favorável em termos da magnitude de deflexão, mas isso aumenta o risco de fragmentar acidentalmente o NEO de modo descontrolado. Também pode-se usar explosivos convencionais na superfície do NEO ou subsolo, mas a densidade de energia é inferior, por ordem de grandeza à da dos explosivos nucleares. Isso exigiria um volume demasiadamente elevado para a espaçonave.

A vantagem principal de detonação nuclear à distância segura é que somos experientes em colocar espaçonaves próximas a NEOs. A rotação do NEO não é um fator [a considerar]. Não há necessidade de contato com a superfície do meteoro. A densidade de energia ultraelevada dos dispositivos nucleares permite que manipulem pequenos, médios ou grandes NEOs com menor tempo de espera do que com outros métodos de deflexão. O conceito de operações para a missão é muito simples: aproximar-se ao NEO, posicionar o dispositivo nuclear e detonar. Um número menor de “peças móveis” no projeto da missão aumenta muito a probabilidade de êxito. As desvantagens são que este método de deflexão jamais foi testado e leva consigo óbvios estigmas políticos e sociais, já que envolve o uso de explosivos nucleares.

É possível reduzir o volume da nave espacial requerido para a missão, eliminando o combustível necessário para o encontro com o NEO, se calculamos um voo de passe e o dispositivo nuclear for detonado no momento exato, com o uso de um detonador de proximidade. Contudo, as velocidades finais, extremamente elevadas, ditadas pela dinâmica da órbita, e o fato de que o resultado depende da altitude do explosivo nuclear sobre a superfície do NEO no momento da detonação, talvez torne uma detonação de passe demasiadamente arriscada.

Embora esta questão ainda esteja sob análise, a NASA apresentou um relatório ao Congresso, em 2007, com a análise das alternativas para o desvio de NEOs. Sugeria que as detonações nucleares à distância segura são de 10 a 100 vezes mais eficazes do que as alternativas não-nucleares.²⁴

Outra opção de deflexão por meio de impulso é o impacto cinético. Semelhante à da missão Deep Impact, uma nave é teleguiada à uma colisão de alta velocidade com o NEO. A energia cinética do objeto impactante muda o impulso e, portanto, a velocidade do NEO, conseguindo a deflexão. Os impactos cinéticos têm a vantagem de não exigirem qualquer tipo de ogiva explosiva, mas seu desempenho é limitado pelo volume que os veículos de lançamento comportam, de modo geral, tornando o impacto cinético mais adequado a NEOs pequenos ou médios com, pelo menos, uma década de antecedência.

As Técnicas de Deflexão
à Baixa Propulsão

Estes tipos de técnica alteram a velocidade do NEO de forma mínima, durante longo período de tempo. Devido à baixa propulsão, são mais bem adequadas a pequenos NEOs, quando existe longo período de espera, preferívelmente, décadas. A vantagem principal dessas técnicas é que são de mais fácil controle do que as de impulso, já que a ação é mais suave e, em geral, pode ser modificada, à medida que se processa a retroalimentação dos sensores. Exemplo excelente desta técnica é o Trator de Gravidade (GT). O GT é, em essência, uma espaçonave impelida por motor de baixa propulsão que se encontra com o NEO e mantém posição próxima a ele, por longo período de tempo. A força de gravidade da aeronave GT, devido ao volume, exerce pequena mas contínua tração sobre o NEO mudando, gradativamente, sua velocidade e, por conseguinte, sua órbita. É claro que o volume muitíssimo maior do NEO exerce uma força significativamente mais intensa sobre o GT e, assim, este precisa usar os motores de baixo impulso, continuamente, para manter distância. Os estudos também sugerem o uso do GT após empregar um dispositivo de impacto cinético, quando não houver tempo suficiente para o GT criar a deflexão, por sí só.²⁵ A tecnologia capacitadora principal necessária é um propulsor de espaçonaves que possa criar o maior impulso possível com uso mínimo de combustível, permitindo longos períodos de funcionamento. Progresso nesta direção já existe, em forma de motores iônicos de baixo impulso, já usados em missões anteriores, como a Deep Space 113 e em missões atuais, como a Dawn.

Outras técnicas propostas para deflexão de NEO de baixo impulso incluem: conetar impulsionadores ao NEO; enviar um grande espelho de concentração solar ao NEO e enfocar um facho de luz solar na superfície do mesmo, a fim de criar um pequeno jato de material vaporizado; conetar um direcionador de massa ao NEO para coletar material do mesmo, ejetando-o, para mudar o impulso do NEO; enviar ao encontro do NEO um emissor de raios laser e disparar pulsos de laser ao mesmo, para vaporizar material, empurrando-o; e, até mesmo, pintar a superfície do NEO de uma cor diferente, para mudar a quantidade de radiação solar absorvida, mudando, assim, as forças naturais que sobre ele agem, alterando sua órbita. Todas essas técnicas têm seus méritos mas, também exigem, atualmente, grande tecnologia de ponta. Todas, com exceção do GT e da pintura, devem contender com o fato de que os NEOs, em geral, estão em rotação, o que faz com que o vetor de impulso comunicado nem sempre esteja alinhado na direção desejada (ao longo da direção de velocidade do NEO). Os acionadores e o impulsor de massa adjuntos também devem ser afixados à superfície do NEO, o que é um obstáculo enorme, nunca antes tentado. O laser exige imenso suprimento de energia. Provavelmente um reator nuclear. A quantidade de tinta necessária para cobrir uma porção suficiente da superfície é massa considerável para ser lançada da terra. Não está bem claro que método usar para fazer a pintura. Um estudo indica que o jato de material vaporizado criado por um espelho de concentração solar danificaria a ótica do espelho em poucos minutos.²⁶ No entanto, todas as técnicas propostas levam a outros estudos.

A Ameaça dos Objetos
Próximos à Terra e a
Segurança Nacional

Grande número de observatórios ao redor do globo varre os céus para (quando disponíveis) fornecer dados de NEOs conhecidos e ir ao encalço dos desconhecidos. O Jet Propulsion Laboratories (JPL), nos Estados Unidos, e a Universidade de Pisa, na Itália usam dados de observações feitas, a fim de determinar as órbitas (e dúvidas associadas) de todos os NEOs conhecidos, avaliando a probabilidade de colisão. Contudo, não existe uma agência, atualmente responsável, em executar a deflexão de NEOs em rota de colisão, se necessário.

A formulação de uma organização política para o Planeta, levada a efeito pela ONU, a fim de reagir à ameaça de NEOs foi discutida em reunião da mesma em fevereiro de 2009.²⁷ A Association of Space Explorers (ASE) redigiu um relatório²⁸, delineando as conclusões a respeito da magnitude desta ameaça e de questões relevantes à reação à ameaça em termos de organização, diretrizes e Direito. A preocupação fundamental é estabelecer uma estrutura de reação eficaz, antes que seja necessária em emergências. Certamente é indiscutível a sabedoria de fazer preparativos de ação adequados, antes que sejam necessários. O impacto de NEOs é, em geral, um problema global que merece solução internacional.

Mas nem todos os NEOs foram criados da mesma forma. Na verdade, a maioria conhecida e passível de previsão possui diâmetro médio de várias centenas de metros ou menores. Um NEO deste tamanho produziria destruição local ou regional. O impacto de NEOs de um quilômetro ou mais produziria efeitos planetários. A colisão de NEOs de diversos quilômetros ou maiores, causaria extinção. Isto aumenta a possibilidade de uma nação vir a ser alvo de um NEO suficientemente pequeno e em rota de colisão, o que limitaria a destruição à nação específica ou à pequena região da mesma. Se os Estados Unidos algum dia encararem tal situação, não estarão dispostos a depender de outras nações na defesa dos cidadãos. Se descobrirmos um NEO em rota de colisão com qualquer parte do mundo e se for suficientemente grande para causar efeitos adversos ao Planeta, os Estados Unidos não querem estar à mercê de decisões e capacidades de outras nações.

A Lei de Autorização da NASA de 2005²⁹ inclui, entre as responsabilidades, detetar, rastrear, catalogar e caracterizar NEOs, a fim de alertar e amenizar a ameaça que representam à Terra. A NASA também foi delegada para descobrir 90% dos NEOs de 140 metros ou maiores, até o final de 2020. Contudo, verbas específicas não foram alocadas e a NASA não é oficialmente responsável em defender os Estados Unidos de tais impactos. Contudo, o fundamental para a estratégia de reação é descobrir os que se aproximam o quanto antes possível. Isto exige que a descoberta e avaliação precisa da ameaça ocorra com suficiente antecedência em relação ao momento de impacto previsto, para que possamos agir de forma eficaz.

Em anos recentes, a pequena comunidade de cientistas e engenheiros interessados vem crescendo. Em abril de 2008, foi fundado o Asteroid Deflection Research Center na Iowa State University cuja meta é criar um programa de pesquisa interdisciplinar, destinado a desenvolver técnicas de impulso e de baixa propulsão para a deflexão de NEOs.³⁰

Embora haja interesse e corpo de trabalho técnico cada vez maior, criado, em grande parte, por pequenos grupos de pesquisadores independentes, a maior parte do trabalho não é financiada ou recebe apenas baixa verba. Assim, a possível ameaça à segurança nacional é que outras nações com acesso ao espaço irão desenvolver tecnologia de deflexão antes dos Estados Unidos ou, a tecnologia usada será superior à nossa, devido à vantagem de serem as primeiras em desenvolvimento inicial ou de receberem maior alocação de recursos.

As colisões de NEOs com a Terra devem ser consideradas e tratadas como catástrofes naturais, representando ameaça legítima à segurança nacional dos Estados Unidos. Podem ser evitadas com preparo e desenvolvimento de tecnologia adequada. Mas, é importante observar que o desenvolvimento de tecnologia necessário e seu destacamento, em si, possuem inferências para com a segurança nacional, especialmente em caso de uso de explosivos nucleares.

É difícil especular acerca do custo de programa de defesa contra NEOs, mas os gastos das missões da NASA, até agora, servem de ponto de partida. A principal fonte de ônus é a necessidade de projetar, lançar e pôr à prova sistemas de deflexão em NEOs inócuos, para verificar e calibrar os modelos físicos associados, garantindo que, de modo confiável, possamos alterar as órbitas de forma previsível, controlada e a tempo. É importante observar que a tecnologia e especialidades desenvolvidas nesse processo seriam amplamente aplicáveis a todo espectro da área tecnológica espacial e que os dados compilados teriam, em si, um valor científico intrínseco. É um grande incentivo, uma vez que já gastamos centenas de milhões de dólares em missões puramente científicas a NEOs. Logicamente, o próximo passo é adicionar às missões científicas o teste de sistemas de deflexões.

Conclusão

É importante observar que as missões para testar sistemas de deflexão de NEOs serão, também, missões científicas. Levar a efeito operações científicas relacionadas é inerente ao processo para destacar e monitorar qualquer tipo de sistema de deflexão. Desse modo, há uma gigantesca sinergia natural entre os objetivos dos testes de sistemas de deflexão e os objetivos usuais das missões científicas. Como já existe um sistema para financiamento e destacamento de missões científicas a NEOs, seria mais lógico começar a combinar missões científicas e missões de testes para sistemas de deflexão. Isto fará melhor uso dos fundos disponíveis para a missão de espaçonaves, realizando dois objetivos importantes em cada missão.

Embora os NEOs possuam interesse científico relacionado às origens do sistema solar, é o tremendo e, até mesmo, cataclísmico potencial destrutivo que merece completa e intensa atenção. Isso deve motivar o desenvolvimento e a evoluição da capacidade para impedir que colidam com a Terra, a medida que evoluimos como espécie interessada em conquistar o espaço. O fato dessas colisões catastróficas serem raras é [pura] sorte, mas vamos prejudicar-nos se permitimos que isto nos leve a falso senso de segurança. Que se saiba, o próximo grande asteróide a colidir com a Terra pode ser descoberto amanhã e teremos, relativamente, pouco tempo para preparar uma defesa eficaz.

Estamos em um ponto singular na evolução da espécie. Pela primeira vez possuímos o conhecimento e a tecnologia que nos permitem conceber a prevenção de um tipo específico de catástrofe natural que pode provocar sérios danos ou, até mesmo, causar nossa extinção. É um marco extraordinário. Mas, tudo depende de nós, se vamos aproveitar tal oportunidade, a fim de aumentar a segurança nacional para a nossa e futuras gerações.

Observação

As conclusões e opiniões apresentadas neste documento são do autor. Nao refletem, necessariamente, a posição oficial do governo norte-americano, do Departamento de Defesa, da Administração Nacional do Espaço e da Aeronáutica (NASA), da Emergent Space Technologies, Inc., ou de qualquer outra instituição ou organização.

Notas:

1. “Inner Solar System Maps”, Armagh Observatory. Disponível em: http://www.arm.ac.uk/neos/ (http://www.arm.ac.uk/neos/media/2007.gif) (acesso em 7 dez. 2008).

2. “Barringer Meteor Crater * Meteorites Craters and Impacts”. Disponível em: http://barringercrater.com/news/ (acesso em 7 dez. 2008).

3. http://www.solarviews.com/raw/earth/meteor.jpg (acesso em 7 dez. 2008).

4. “BBC NEWS | Science/Nature | Team makes Tunguska crater claim”. Disponível em: http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6239334.stm (acesso em 7 dez. 2008).

5. “A ‘Smoking Gun’ for Dinosaur Extinction”, NASA Jet Propulsion Laboratory – News. Disponível em: http://www.jpl.nasa.gov/news/features.cfm?feature=8 (acesso em 7 dez. 2008).

6. “Asteroid hits Earth ... Good news: Scientists predicted it. Bad News: Only six hours before it burst into our atmosphere”. Disponível em: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1071393/Asteroid-hits-Earth­—GoodnewsScientistspredictedBad-News-Only-hours-burst-atmosphere.html (acesso em 7 dez. 2008).

7. Schaffer, Mark G., Koening, Jesse, Charania, A.C., Olds, John R., et al, “Foresight: A Radio Tagging Mission to Near Earth Asteroid Apophis”, Planetary Society 2007 Apophis Mission Design Competition, August 31st, 2007.

8. “Lee’s Movie Info – Deep Impact Box Office”. Disponível em: http://www.leesmovieinfo.net/title2.php?t=324 (acesso em 8 dez. 2008).

9. “Lee’s Movie Info – Armageddon Box Office”. Disponível em: http://www.leesmovieinfo.net/title2.php ?t=120 (acesso em 8 dez. 2008).

10. “99942 Apophis (2004 MN4) Impact Risk”, Near-Earth Object Program. Disponível em: http://neo.jpl.nasa.gov/risk/a99942.html (acesso em 7 dez. 2008).

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Colaborador

O Sr. Brent William Barbee (BS, graduado em Engenharia Aeroespacial pela Universidade do Texas, Austin; MS em Engenharia pelo Departamento de Engenharia Aeroespacial e Engenharia Mecânica da Universidade do Texas, Austin. Especializado em Astrodinâmica e Planejamento de Missões de Aeronave está, atualmente, trabalhando de Engenheiro Aeroespacial e Cientista de Defesa Planetária na companhia Emergent Space Technologies, em Greenbelt, Maryland. Também ensina Astrodinâmica, pós-graduação, no Departamento de Engenharia Aeroespacial da Universidade de Maryland, College Park. Seus interesses em pesquisa incluem deflexão de objetos perigosos próximos à Terra, planejamento de missões espaciais, encontros de aeronaves e operações em proximidade, planejamento de trajetórias de artefatos espaciais, simulação e modelos de artefatos espaciais.

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