MITIGAÇÃO DE PERIGOS DE COLISÃO DE OBJETOS...

CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 16 (01): 1402.1-18 2018

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MITIGAÇÃO DE PERIGOS DE COLISÃO DE OBJETOS ESPACIAIS COM A TERRA

MITIGATION OF COLLISION HAZARDS OF SPACE OBJECTS WITH EARTH

A. D. C. Jesus

Departamento de Física Universidade Estadual de Feira de Santana Avenida Transnordestina, s/n, Novo Horizonte,

Campus Universitário, 44.036-900 Feira de Santana, BA, Brasil. E-mail: [email protected]

O Sistema Solar é o lugar onde habita o nosso planeta. Ele também é habitado por diversos outros corpos celestes como asteroides, cometas, etc. Estes corpos possuem órbitas de alta excentricidade e viajam o Sistema Solar com períodos orbitais diferentes um do outro. Estas órbitas passam nas vizinhanças da Terra e, dependendo do seu perigeu, pode ocorrer uma colisão ou interação gravitacional com o planeta. As agências espaciais internacionais têm se preocupado com a possibilidade de colisões catastróficas destes objetos com a Terra e propõem ações de mitigação contra estes perigos. Neste trabalho caracterizamos este fenômeno e apresentamos as ações de mitigação proposta pelas agências espaciais. Palavras-chave: NEO’s, Colisão, Mitigação

The Solar System is where our planet lives. It is also inhabited by several other celestial bodies like asteroids, comets, etc. These bodies have high eccentricity orbits and travel the Solar System with different orbital periods from one another. These orbits pass in the vicinity of the Earth and, depending on their perigee, a collision or gravitational interaction with the planet may occur. International space agencies have been concerned about the possibility of catastrophic collisions of these objects with Earth and propose mitigation actions against these hazards. In this work we characterize this phenomenon and present the mitigation actions proposed by the space agencies. Keywords: NEO's, Collision, Mitigation

A TERRA HABITA UM LUGAR SEGURO?

Nas últimas duas décadas a atenção da comunidade científica tem se intensificado para a

aproximação de objetos espaciais, cujas órbitas se avizinham à órbita da Terra. Especulações sobre riscos

de colisão com o nosso planeta são abrangentes, na maioria delas, sem fundamentação científica ou

verificação da credibilidade das fontes informativas. Mas, o fantasma da extinção da Terra por colisão

com objetos espaciais permanece juntamente com os temores da extinção da vida que conhecemos. Resta-

nos responder a seguinte pergunta: a Terra habita (orbita) num ambiente, realmente, seguro? Veremos ao

longo deste artigo que a resposta a esta pergunta é NÃO! Infelizmente, os dados das observações e

constatações científicas mostram que o ambiente planetário que vivemos não é perpetuamente seguro.

O SISTEMA SOLAR E OS OBJETOS ESPACIAIS PRÓXIMOS DA TERRA

O nosso planeta é um dos componentes do Sistema Solar. Este sistema possui diversos objetos

espaciais, os quais chamamos de planetas, asteroides e cometas, os quais orbitam em torno de uma estrela

maior, o Sol. Entre os planetas, alguns são chamados de planetas anões. Os asteroides e os planetas

podem ter outros objetos menores orbitando em torno deles, os quais chamamos de satélites. A Lua é o

satélite natural da Terra. Na Figura 1, vemos o asteroide 3122-Florence (4,4 km de diâmetro médio,

velocidade de 13,35 Km/s), o maior já registrado pela NASA, que passou a 7 milhões de km da Terra.

Este evento aconteceu em 1o. de setembro de 2017 e voltará a acontecer no ano de 2.500. O Florence

possui duas pequenas luas (100 e 300 m, respectivamente).

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Figura 1 - Asteroide 3122- Florence em passagem próxima da Terra

FONTE: https://pt.wikipedia.org/wiki/3122_Florence

Os asteroides e cometas com órbitas de periélio (menor distância média relativa ao Sol) q < 1,3

UA e afélio (maior distância média relativa ao Sol) Q > 0,938 UA são objetos que trafegam próximo ao

ambiente orbital da Terra e são conhecidos como NEO's (Near-Earth Objects - Objetos Próximos da

Terra). Estes objetos são os mais prováveis objetos do Sistema Solar para colidirem com a Terra e

representam um enorme risco para uma catástrofe de proporções globais com potencial para dizimar a

civilização humana. O asteroide conhecido como 433 Eros, descoberto em 1898, estabeleceu a primeira

evidência da existência de uma população de objetos capazes de interseccionar não somente a órbita da

Terra, mas com as órbitas dos planetas internos do Sistema Solar, como Mercúrio, Vênus e Marte. A

missão da Apollo, nos anos de 60 e 70, revelou crateras na Lua que são compatíveis com crateras de

impacto de asteroides, colocando o sistema Terra-Lua como um alvo de intenso bombardeio ao longo da

sua existência. Entender como surgiram os NEO’s, os mecanismos dinâmicos capazes de levar estes

objetos à Terra, as perturbações gravitacionais que estes objetos podem provocar em satélites artificiais,

em detritos espaciais orbitantes, à contaminação espacial de fragmentos de asteroides e o risco de colisão

com a Terra é uma questão de segurança para preservar a vida na Terra. Daí a necessidade de estratégias

de mitigação para eliminar tais riscos com o nosso planeta.

ORIGEM DOS NEO'S

De onde se originam os NEO's? Por um longo tempo, a comunidade cientifica tem questionado a

origem destes objetos, se a maioria deles é originada do Cinturão Principal de Asteroides (CPA), uma

coleção de asteroides presentes entre as órbitas de Marte e de Júpiter, ou se são cometas de diversas partes

do nosso Sistema Solar. Com os recentes avanços do conhecimento sobre dinâmica em ressonâncias, é

agora claro que a maioria destes objetos foi formada inicialmente no CPA. Algumas regiões deste

cinturão sofrem os efeitos perturbativos dos planetas próximos, com estes efeitos mais significativos

devido a presença de Júpiter e Saturno. Estes efeitos são capazes de modificar as excentricidades dos

asteroides e como consequência eles passam a cruzar as órbitas dos planetas.

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Na Figura 2, mostramos a distribuição orbital dos NEO’s já observados e catalogados pelo Minor

Planet Center, com os diagramas de semieixo maior (a), excentricidade e inclinação. Os NEO’s são

classificados e divididos como Apollos (a > = 1.0 AU e q <= 1.0167), Atens (a <1.0 AU e Q>=0.983) e

Amors (1.0167 AU< q<=1.3 AU). Os pontos cinza representam os objetos do CPA, os pontos em preto

representam os objetos capazes de cruzar Marte, os quadrados são os NEO’s do tipo Apollos, os círculos

são os Amors e os círculos preenchidos são os Atens.

Figura 2 - Distribuição Orbital dos NEO’s. FONTE: Morbidelli et al 2012

O modo como as excentricidades se modificam, dentro da população do cinturão de asteroides

para formar os NEO’s, é devido a duas classes de ressonâncias: as ressonâncias “fortes” e as ressonâncias

difusas. As ressonâncias "fortes" são combinações de dois tipos de ressonância: i) a ressonância secular,

ν6, que ocorre quando a frequência de precessão da longitude do periélio de um asteroide é igual a

precessão média da longitude do periélio de Saturno (Morbidelli, 2002). O efeito desta ressonância é

causar mudanças regulares, mas de grandes amplitudes nas excentricidades dos asteroides do CPA. Altas

excentricidades favorecem, então, o cruzamento das órbitas da Terra e de Vênus. Dentro desta


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ressonância, o tempo para um objeto cruzar a Terra, partindo de uma órbita quase circular é de 0,5

milhões de anos. A vida média de um asteroide, dentro desta ressonância, é de 2 milhões de anos

(Gladman et al 1997) e a probabilidade média de colisão com a Terra é de 2% (Morbidelli e

Gladman,1998), ii) as ressonâncias de movimento médio (do tipo 3:1, 5:2 e 2:1 com Júpiter). Esta

ressonância acontece quando o asteroide completa um número inteiro “n” de órbitas ao redor do Sol,

enquanto Júpiter completa um número “m” inteiro períodos orbitais. Dizemos que a ressonância é do tipo

n:m. Estas ressonâncias causam mudanças regulares e caóticas nas órbitas dos asteroides e também

permitem a formação de cruzadores orbitais da Terra. Cada ressonância modifica o tempo de vida de um

asteroide e o tempo que o asteroide passa ao redor da Terra. A ressonância do tipo 2:1 com Júpiter, que

gera um espaço vazio em semieixo maior dentro da população do CPA é capaz de provocar mudanças

muito grandes nas excentricidades dos asteroides. O tempo de vida de um asteroide na 2:1 é de apenas 0,1

milhões de anos e a probabilidade de cruzar a Terra é de cerca de 5x10-5.

As ressonâncias difusas por outro lado é uma combinação de centenas de ressonâncias de

movimento médio, pelo qual o cinturão de asteroides é também mergulhado. Algumas das mais

importantes ressonâncias difusas no CPA são: 1) as ressonâncias de movimento médio de três corpos

entre Júpiter, Saturno e o asteroide; 2) a ressonância de movimento médio entre o asteroide e Marte e; 3)

ressonâncias seculares de segunda ordem. De um aspecto geral, estas superposições de ressonâncias

causam um efeito caótico muito fraco nos asteroides e como consequência entregam asteroides para a

região próxima à Terra em tempos de escalas de mais de 100 milhões de anos (Morbidelli e Nesvorny ,

1999).

Na Figura 2, as linhas trajetórias verticais indicam as ressonâncias de movimento médio com

Júpiter, as curvas representam o pericentro q e apocentro Q da Terra e as curvas tracejadas representam a

posição da ressonância secular ν6, com Saturno. Em (a), temos a distribuição de inclinação em função do

semieixo maior dos NEOs e dos objetos do CPA. Em (b), mostramos a distribuição de excentricidade em

relação ao semieixo maior destes objetos.

De acordo com o Centro de Estudos de Objetos Próximos a Terra da NASA, o CNEOS, mais de

90 por cento dos objetos maiores que 1 km já foram descobertos e catalogados, o foco atual é detectar os

objetos que são maiores que 140 metros. O número de objetos estimados é de cerca de 16.091 objetos,

com 7.670 objetos maiores que 140 metros e 871 objetos maiores que 1 km. Veja na Figura 3, a seguir.


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Figura 3 - Distribuição dos objetos descobertos pela NASA em função do tempo da descoberta. FONTE: NASA, https://cneos.jpl.nasa.gov/stats/totals.html

A curva em azul representa a evolução do total de objetos descobertos nos últimos 37 anos, com

um crescimento exponencial a partir dos anos 2000, uma consequência do avanço do conhecimento e da

tecnologia aplicada para descobrir estes objetos. A curva em laranja representa o crescimento na

descoberta de objetos maiores que 140 metros, enquanto que a curva em vermelho representa objetos

maiores que 1km de diâmetro. É possível notar que o número de objetos descobertos que são maiores que

1 km não ofereceu crescimento nas últimas duas décadas. O CNEOS também exibe uma lista de centenas

de objetos que terão encontros próximos com a Terra nos próximos 33 anos, com as datas dos encontros e

as suas características orbitais. Na Figura 4, mostramos os encontros próximos que acontecerão entre os

NEO’s e a Terra nos próximos meses.


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Figura 4 - Objetos que representaram encontros próximos na Terra até o mês de Agosto de 2017. FONTE: https://cneos.jpl.nasa.gov/ca/

Para estimar os tamanhos dos NEO’s é preciso ter conhecimento da magnitude absoluta, da

refletividade média, do albedo e da forma para cada asteroide. A magnitude absoluta é uma medida média

do brilho de um asteroide. Esta magnitude é obtida durante observações da magnitude aparente em

diversas escalas de tempo orbital dos asteroides em várias distâncias em relação ao Sol e a Terra e com

diversos ângulos de fase. Infelizmente, estas grandezas são usualmente desconhecidas para os NEO’s e

são estimadas com aproximações bem grosseiras, por exemplo, considerando o asteroide como esférico e

utilizando o albedo em uma correlação com objetos do CPA (Pravec et al 2012). O CNEOS possui a

informação estimada dos tamanhos do NEO’s, como podemos observar na Figura 5. A maioria dos

objetos se encontra com diâmetros estimados entre 30 m e 1 km, com quase 12 mil objetos.

Figura 5 - O número total de NEOs descobertos em função dos seus diâmetros

FONTE: https://cneos.jpl.nasa.gov/stats

CNEOS NEO Close Approach Data

Object Close-Approach (CA) Date

(2017 MC3) 6.51 | 0.01672 6.48 | 0.01665 13.19 13.17 24.0 42 m - 94 m

(2017 ME4) 5.39 | 0.01384 5.35 | 0.01374 6.77 6.74 26.2 15 m - 34 m

(2017 MB5) 18.85 | 0.04842 18.56 | 0.04768 9.52 9.51 22.5 86 m - 190 m

(2017 MQ7) 17.50 | 0.04496 17.22 | 0.04424 10.87 10.86 23.1 63 m - 140 m

(2017 MA5) 14.90 | 0.03829 14.74 | 0.03788 7.87 7.86 25.7 19 m - 43 m

(2017 MP7) 10.93 | 0.02808 10.72 | 0.02754 8.21 8.20 25.5 21 m - 48 m

(2017 MC4) 7.62 | 0.01958 7.54 | 0.01937 20.74 20.73 21.8 120 m - 260 m

(2007 MB4) 14.48 | 0.03721 14.48 | 0.03721 9.62 9.61 22.6 80 m - 180 m

(2017 BS5) 3.12 | 0.00801 3.12 | 0.00801 5.80 5.75 24.1 40 m - 90 m

(2014 OA339) 12.27 | 0.03154 11.53 | 0.02963 10.05 10.04 24.4 35 m - 78 m

CA Distance

Nominal (LD | au)

CA Distance

Minimum (LD | au)

V relative

(km/ s)

V infinity

(km/ s)

H

(mag)

Estimated

Diameter

2017-Jul-02 23:32 ± < 00:01

2017-Jul-03 14:41 ± < 00:01

2017-Jul-05 17:55 ± < 00:01

2017-Jul-06 08:19 ± < 00:01

2017-Jul-06 17:17 ± < 00:01

2017-Jul-08 19:28 ± 00:02

2017-Jul-11 02:02 ± 00:04

2017-Jul-16 03:52 ± < 00:01

2017-Jul-23 19:17 ± < 00:01

2017-Aug-13 19:13 ± 1_17:53


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O local de formação dos NEO’s diz muito a respeito das suas composições e densidades. Com a

sua maioria formada dentro do CPA, este ambiente foi quente no passado, permitindo a acresção de

objetos mais rochosos, com densidades maiores que 2,6 g/cm3. Outros objetos, provenientes das fontes

mais externas como o Cinturão de Kuiper, se formaram em regiões mais frias e possuem composição de

gelo, com densidades menores que 2,6 g/cm3. Portanto, os NEO’s apresentam uma diversidade de

composição e densidade, formando tão próximo à Terra, um ambiente de importante valor cientifico que

traz informação da parte interna e externa do Sistema Solar.

PERIGO DE COLISÃO DE NEO'S COM A TERRA

Perguntar sobre a possibilidade de um NEO colidir com o nosso planeta é importante, além de

urgente. Já sabemos que a Terra não “habita” num ambiente tão seguro e sabemos também que

diariamente ela é bombardeada por objetos espaciais. A maioria deles quando em contato com os gases da

atmosfera incandesce e vira pó. Este fenômeno está relacionado com o fato de suas altas velocidades, e

com o aumento da concentração de oxigênio à medida em que a sua altitude diminui, levando-os à

combustão. O atrito com os gases e a consequente combustão devida ao aumento da concentração de

oxigênio funcionam como um escudo atmosférico. Calcula-se que a quantidade média de material

acumulado diariamente na Terra esteja na faixa de 50 a 150 toneladas de objetos muito pequenos (Love e

Brownlee, 1993). A maioria deste material vira pó. Contudo, o escudo atmosférico não é eficiente e não

tem tempo suficiente para livrar o planeta de uma interação/colisão com objetos muito grandes. O gráfico

da Figura 6, a seguir, mostra estimativas atuais do intervalo médio em anos entre colisões de NEO’s de

vários tamanhos, de cerca de 3 m a 9 km de diâmetros com a Terra.

Figura 6 - Estimativa de Colisões de NEO’s com a Terra em anos vs. Diâmetros dos NEO’s. FONTE: National Research Council, 2010 (Cortesia de Alan W. Harris, Space Science Institute)


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Este gráfico mostra que NEO’s com diâmetro de 3 metros colidiriam com a Terra em poucos anos,

enquanto NEO’s com diâmetro 10 vezes maiores colidiriam em séculos. NEO’s com diâmetros da ordem

de centenas de metros atingiriam a Terra em alguns milênios e aqueles de diâmetros da ordem de

quilômetros a partir de centenas de milênios. De acordo com Toon et al. (1997), impactos de asteroides

entre 2 a 3 km de diâmetro podem ser capazes de causar danos globais devido à tempestade gerada pela

queda de detritos, podendo afetar o clima e produzir o chamado inverno asteroide. Embora os impactos de

objetos menores que 1 quilômetro de diâmetro causem menos dano do que os maiores, é esta classe

menor de objetos que, devido a seu número muito maior, apresenta a ameaça mais frequente à

humanidade. Estimativas recentes mostram que existem cerca de 940 NEO’s com diâmetros maiores do

que 1km. Mas, a quantidade exata de todos os NEO’s ainda não é possível ser determinada. O gráfico da

Figura 7, a seguir, mostra as regiões do céu observadas pelos nossos equipamentos com respeito à

localização dos NEO’s.

Figura 7 - Regiões do céu observadas

FONTE: National Research Council, 2010, (Cortesia de: Ball Aerospace and Technologies Corporation, and NASA)

Neste gráfico existem 4 regiões: 1) Azul - Região na qual os NEO’s só serão vistos da Terra entre

10 e 20 anos; 2) Vermelha - Região de pobre eficiência de observação da Terra; 3) Laranja - Região de

observação viável só por observatórios espaciais em infravermelho e; 4) Amarela - Região de observação

nominal viável a partir da Terra. Este quadro descreve a limitação de detecção dos NEO’s pelos nossos

aparelhos na Terra e fora da dela. Isto significa que, dependendo da escala do tempo, não temos certeza

sobre o futuro do planeta com respeito a colisões com objetos muito grandes, além de não sabermos


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exatamente quantos existem, candidatos a colidirem conosco. O gráfico mostra que para um raio pouco

maior do que 1 AU (Unidade Astronômica - distância da Terra ao Sol, cerca de 150.000.000 km) temos

até 20 anos para detectar tais objetos. A Figura 8, a seguir, mostra a quantidade e o tamanho de objetos

observados anualmente pelos observatórios Arecibo e Goldstone.

Figura 8 – Distribuição de Asteroides observados anualmente pelos observatórios Goldstone e Arecibo. FONTE: National Research Council, 2010.

Estes dados mostram que a maioria dos objetos observados possuem diâmetros maiores do que 0,5

km. São 63,5% das observações, somando 160 objetos. Pesquisas recentes mostram que 20% dos NEO’s

têm órbitas que passam dentro de 0,05 UA da Terra (Stokes et al., 2003), (NASA PA&E, 2006). Além

disso, os asteroides de diâmetro entre 2 e 3 km causarão danos globais como pode ser visto no gráfico da

Figura 9, a seguir.

Figura 9 - Fatalidades por evento vs. Diâmetro do asteroide impactor.

FONTE: National Research Council, 2010.


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Este gráfico mostra a distribuição de fatalidades por evento (impacto com o solo/explosão no ar,

impacto no oceano/tsunamis, efeitos globais) que podem acontecer em função do diâmetro do asteroide

que colidirá com a Terra. As fatalidades relacionadas com impactos no solo podem acontecer com objetos

de qualquer diâmetro, mas, elas aumentam quando os objetos impactores possuem diâmetros grandes.

Alguns objetos podem explodir no ar (airburst) antes de tocar o solo e causarem também grandes

prejuízos. Objetos de pedra dura de diâmetros entre 40 e 150 m são mais prováveis de explodir e podem

causar danos apenas superficiais (Hills e Goda, 1993). Mas, objetos de diâmetros maiores do que 100 m

podem cair nos oceanos e ainda produzir tsunamis com resultados desastrosos para as comunidades que

vivem na sua proximidade, aumentando as chances de fatalidades por evento. Ou seja, o impacto de

asteroides ou cometas nos oceanos possui potencial de lançar tsunamis, atingindo de forma desastrosa o

seu entorno. O gráfico mostra também objetos de diâmetros maiores do que 1 km com grandes chances de

gerarem catástrofes de alcance globais. É claro que o pesadelo maior é a soma de todos estes efeitos. Mas,

até o momento 75% de todos os impactos não produziram quaisquer mortes, porque caíram em oceanos

ou em áreas desabitadas (Stokes et al, 2003). Mas, 25% dos eventos catalogados deixaram grandes

prejuízos e há indícios de que, na escala de milhões de anos, tais eventos terem dizimado grandes

populações de animais e causado mudanças climáticas, do relevo do planeta, entre outras características

físicas, de forma definitiva.

COLISÕES COM A TERRA E MEDIDAS DE MITIGAÇÃO

Diante da possibilidade de colisão dos asteroides e cometas com o planeta, a Ciência e a

Tecnologia Espaciais modernas têm se antecipado através de pesquisas, investimentos e políticas de

proteção da Terra. A mitigação refere-se a todos os meios de defender a Terra e seus habitantes dos

efeitos de impacto iminente com um NEO. Atualmente, a evidência do maior impacto que a Terra sofreu

há cerca de 66 milhões de anos, segundo O’Keefe and Ahrens (1989), foi na Península do Iucatã no

México, que resultou na cratera Chicxulub de aproximadamente 200 quilômetros de diâmetro. A Figura

10, a seguir, mostra uma foto da região.

Figura 10 - Cratera Chicxulub - Península de Iucatã, México. FONTE: https://www.conhecimentogeral.inf.br/cratera_de_chicxulub


1402.11

Outro evento importante é o que gerou a cratera Barringer. Há cerca de 50 mil anos, um asteroide

chamado de Barringer, de diâmetro de cerca de 40 m e velocidade de 15 km/s, colidiu com a Terra. O

impacto gerou uma cratera de diâmetro 1,25 km e 190 m de profundidade. A cratera está em Winslow,

Arizona (EUA). A Figura 11, a seguir, mostra uma composição da cratera com as pirâmides e a esfinge

para efeito de comparação da sua extensão.

Figura 11 - Cratera de Barringer - Winslow, Arizona, EUA. FONTE: National Research Council, 2010.

Um evento mais recente ocorreu em 1908 na floresta de Tugunska (Sibéria). O objeto tinha um

diâmetro entre 30 e 50 m de diâmetro. Ele não colidiu com o solo, explodindo no ar (airburst) e devastou

mais de 2.000 quilômetros quadrados da floresta. Grande parte dos danos que causou foi devido a ondas

de choque da explosão do objeto na atmosfera da Terra. A temperatura da região elevou-se de 2.000 C.

(Chyba et al., 1993; Boslough and Crawford, 1997, 2008). A Figura 12, a seguir, mostra imagem de parte

da floresta após o evento.

Figura 12- Imagem do evento Tunguska, ocorrido em 1908 na Sibéria.

FONTE: (Reprodução/VEJA)

Estudos afirmam que a maior cratera da Terra é a Cratera de Vredefort de 300 km de diâmetro na

África do Sul, com idade estimada de 2 bilhões de anos (Board et al., 2010). Há mais de 170 crateras de

impacto estabelecidas na Terra. Eventos recentes e novas análises destacaram a ameaça de impacto com a

Terra. Por exemplo, em 1992 o cometa Shoemaker-Levy 9 aproximou-se de Júpiter fragmentando-se em

peças menores (Asphaug e Benz, 1994). Estas peças impactaram Júpiter em julho de 1994, criando uma

sequência de impactos visíveis na atmosfera joviana gasosa. Em julho de 2009, um segundo objeto,


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embora muito menor do que Shoemaker-Levy 9, impactou Júpiter, também causando uma cicatriz visível

escura na atmosfera joviana.

Diante deste quadro não muito animador, principalmente, para as próximas gerações de seres

humanos e demais habitantes do planeta, as medidas de mitigação dos perigos apresentados por estes

objetos com respeito à colisão com a Terra, parecem ser necessárias e urgentes. O desafio de implementar

medidas de mitigação é muito superior às capacidades de um único país. Isto porque tais medidas e sua

efetiva implementação requerem a contribuição técnica e científica conjunta de muitas nações, além das

grandes somas de dinheiro que elas impõem. As medidas de mitigação devem ser tomadas em caráter

global, ou seja, para alcançar todos os habitantes do planeta. Board et al. (2010), apresentam quatro

categorias de mitigação atuais:

1. DEFESA CIVIL – Esta medida envolve a evacuação, abrigamento no local ou fornecimento

de infraestrutura de emergência para um grande número de pessoas. Ela é válida para qualquer ameaça de

colisão com NEO’s;

2. MÉTODOS “EMPURRÕES-LENTOS” OU “PUXÕES-LENTOS” – Esta medida prevê o

envio de um veículo espacial ao encontro do NEO impactor com o objetivo de acelerar ou desacelerar sua

trajetória. Isto pode ser feito por aplicação contínua de uma força pequena, mas constante no NEO,

causando assim uma pequena aceleração do corpo e provocando uma mudança de sua órbita. Esta

mudança, dada uma restrição viável para a energia, é mudar a velocidade do objeto. Isto pode ser feito no

mesmo sentido ou sentido oposto ao que ele está se movendo (deflexão direta - isto é, mover o objeto de

lado - é muito menos eficiente). Essas opções tomam um tempo considerável, na ordem de décadas, para

ser eficaz, e mesmo assim elas seriam úteis somente para objetos cujos diâmetros não são maiores do que

100 metros.

Os métodos propostos podem ser classificados em quatro categorias:

2.1 Aumento dos efeitos naturais: Para aumentar os efeitos naturais (temperatura e reflexividade

do objeto, por exemplo), o uso de pressão de fótons ou energia solar é usado para acelerar o objeto

perigoso e produzir pequenos desvios do seu movimento gravitacional. Para um asteroide com uma

densidade de 2 g/cm3, a pressão total da radiação solar sobre um asteroide de 2 km de diâmetro induz

uma aceleração a 1 AU do Sol de 2 × 10-15 km/s2;

2.2 Evaporação do material superficial: Esta técnica consiste em concentrar a energia solar na

superfície do NEO para causar vaporização, criando um jato de vapor misturado aos restos de rocha a

partir da superfície do objeto que irá então acelerar o corpo por sua reação e a sua órbita mudará. O

principal requisito para a evaporação é o uso de um grande coletor solar que irá concentrar a luz solar.

Este coletor, por exemplo, pode ser leve e usar um espelho parabólico inflável e luz solar direta em uma

série de lentes ou espelhos que eventualmente concentrará a luz sobre a superfície do objeto;

2.3 Aplicação da força de contato: Esta abordagem envolve a aplicação de força de contato,

fazendo-se uma conexão mecânica ao objeto perigoso e, por meio dessa conexão, uma pequena força,

porém constante, é aplicada ao corpo a fim de empurrá-lo;

2.4 Aplicação da força gravitacional: Esta abordagem é simples. Uma espaçonave "gravitacional"

posiciona-se próximo ao NEO, o que gera uma atração gravitacional apreciável entre os dois corpos. As

forças são iguais e opostas, mas devido à disparidade de massa entre os corpos, as acelerações são bem


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diferentes. A força gravitacional fornece a conexão ao objeto em questão, atraindo-o em direção da nave

espacial.

3. IMPACTORES CINÉTICOS – Nesta medida um ou mais veículos espaciais são enviados da

Terra ou de uma outra base fora da Terra para colidir com o NEO. Na colisão, a órbita do alvo, NEO,

seria alterada pelo impacto. O veículo espacial deve ter carga útil muito grande para impactar diretamente

no NEO em alta velocidade e em sua direção, ou oposta ao sentido do seu movimento. A carga útil pode

ser explosiva, dependendo da capacidade de carga do veículo e do resultado esperado do impacto.

Estudos sobre as variáveis físicas e tecnológicas que permitem um impacto cinético de sucesso estão

sendo estudados no grupo de pesquisa em Dinâmica Orbital da UEFS;

4. EXPLOSÕES NUCLEARES – Esta medida é a mais extrema e necessária, toda vez que o

NEO impactor for muito grande, com diâmetros da ordem de quilômetros. Haverá esperança de destruir o

NEO ou, ao menos, fragmentá-lo em objetos menores para que o impacto com a Terra seja minimizado.

A POSSIBILIDADE DE EXTINÇÃO DA TERRA

A extinção de um planeta parece ser algo inimaginável, quando se refere ao nosso planeta.

Pensamos assim, porque somos terráqueos e gostamos da ideia de segurança de onde moramos.

Definitivamente, não passa no senso comum esta ideia de extinção. Contudo, a evolução dinâmica do

Sistema Solar mostra que a possibilidade de extinção de um planeta é real, visto os diversos efeitos que

podem alterar as excentricidades dos corpos celestes desde os tempos primórdios do Sistema Solar. A

colisão de um asteroide com diâmetro da ordem de quilômetros certamente inviabilizaria o nosso planeta,

visto a grande energia que o evento agregaria na conjunção asteroide-Terra. A Figura 13, a seguir, mostra

uma composição artística de um asteroide deste tipo (em repouso, é claro) sobre uma cidade grande.

Imagine-se esta grande pedra com uma velocidade da ordem de 20 km/s, além da atração gravitacional, o

potencial de combustão adquirido na entrada da nossa atmosfera, entre outros efeitos.


1402.14

Figura 13 - Composição artística de um asteroide de diâmetro quilométrico (em repouso) sobre uma cidade

grande. Mas, infelizmente, existem NEO’s reais de diâmetros da ordem de quilômetros que se aproximam

do nosso planeta em rota de colisão. Dizemos infelizmente, porque o evento da colisão/interação com

estes objetos representaria a extinção do planeta ou, ao menos, de toda vida na forma que conhecemos.

Por outro lado, esta possibilidade de extinção representa uma grande oportunidade que a humanidade está

tendo de lutar pela sua sobrevivência, utilizando e/ou desenvolvendo o conhecimento científico e

tecnológico necessários para a sua salvação. Nas Figuras 14 e 15, a seguir, mostramos imagens dos

observatórios Arecibo e Goldstone, de dois NEO’s que se aproximam da Terra em rota de colisão. Estes

são os NEO’s mais importantes que ameaçam a existência e/ou a vida no nosso planeta.


1402.15

Figura 14 - Imagens dos radares Arecibo (A) e Goldstone (B) do NEO 1992UY4., observado em Agosto de 2005. FONTE: Cortesia de L.A.M. Benner, NASA, JPL.


1402.16

Figura 15 - Imagens dos radares Arecibo (A) e Goldstone (B) do NEO 1999JM8. FONTE: Benner et al., 2000.

O asteroide 1992UY4 tem 2 km de diâmetro. Ele foi observado por 4 dias pelo observatório

Arecibo. O asteroide 1999JM8 tem período de cerca de uma semana, rotação pequena. Possui diâmetro de

cerca de 7 km. É o maior NEO já registrado. As imagens foram obtidas entre 18 de julho e 09 de agosto

de 1999. Estes são os desafios mais imediatos, se considerarmos a possibilidade de extinção da Terra.

Mas, outras colisões com objetos menores são frequentes e apresentam também potencial catastrófico,

ainda que de magnitude inferior. As medidas de mitigação devem ser viabilizadas, aperfeiçoadas e

implementadas dentro do tempo que ainda temos.

CONCLUSÃO

Neste trabalho, discutimos a possibilidade de colisão de asteroides com a Terra, particularmente,

aqueles que estão a cerca de 1/3 da distância entre a Terra e o Sol e que estão em rota de colisão com o

planeta. (NEO’s). Estes objetos possuem diversos tamanhos e vimos que quanto maiores, mais tarde


1402.17

colidirão com a Terra. Os de diâmetro da ordem de quilômetros colidirão com a Terra numa escala de

tempo de milhões de anos. Estes causariam, praticamente, a extinção do nosso planeta. Outros menores,

colidirão em intervalos de tempo menores, a milhares, centenas e até dezenas de anos. Os que caem no

oceano podem causar tsunamis e outros até grandes devastações em áreas pouco habitadas, como florestas

e desertos. Para qualquer destes eventos existem 4 tipos categorias de medidas de mitigação que devem

ser adotadas, as quais apresentamos e discutimos. A implementação destas medidas requer grande esforço

da humanidade em cooperação científica e tecnológica mas, principalmente, em solidariedade entre os

povos. Diante da possibilidade de extinção da espécie e do planeta, ainda que na escala de milênios ou de

milhões de anos, parece que o tempo nos favorece para tomarmos as decisões corretas em prol do bem

comum.

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