Missão Dart: para testar defesa da Terra, Nasa colide espaçonave em asteroide

A quase 11 milhões de quilômetros da Terra, uma espaçonave viajando a mais de 22 000 quilômetros por hora colidiu com um pequeno asteroide que estava flutuando pelo espaço por eras.

A colisão entre a espaçonave Double Asteroid Redirection Test (Dart) da Nasa e um asteroide de 150 metros de largura chamada Dimorphos, que ocorreu nesta segunda-feira (26), às 20h14 (horário de Brasília), marca a primeira vez que os humanos mudaram intencionalmente o curso de um objeto celeste. É também o primeiro teste de uma estratégia ousada que pode ser usada para desviar quaisquer futuros asteroides que estejam em rota de colisão com a Terra.

Embora os cientistas estejam confiantes de que um asteroide grande o suficiente para causar a extinção em todo o planeta não ameaçará a Terra por pelo menos 100 anos – após os quais é difícil prever suas órbitas – ainda é possível que possamos ser surpreendidos por um menor, rocha potencialmente destruidora de cidades. E, eventualmente, seja em centenas, milhares ou milhões de anos, é quase certo que a vida na Terra enfrentará uma ameaça existencial de um asteroide.

“Eu realmente não perco o sono com a destruição da Terra por asteroides, mas estou animada em viver em um mundo onde podemos potencialmente evitar isso no futuro”, diz Nancy Chabot, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins (APL, na sigla em inglês) em Laurel, Maryland, EUA, que gerencia a missão Dart. “Este é apenas o primeiro passo, mas não é emocionante que estamos indo da ficção científica para a realidade científica?”

Para moldar essa realidade, a Nasa enviou a Dart para a destruição. À medida que se aproximava, a espaçonave tirava furiosamente imagens de Dimorphos, que rapidamente cresciam de um ponto de luz para preencher seu campo de visão – até o momento do impacto, quando tudo escureceu.

Dimorphos orbita um asteroide maior chamado Didymos, e os dois não são considerados ameaças à Terra – que é uma das razões pelas quais a Nasa os colocou na mira da espaçonave Dart para este primeiro teste de defesa planetária.

Descoberto em 1996, Didymos, que significa “gêmeo” em grego, tem cerca de 800 metros de diâmetro e é relativamente bem estudado. Mas ninguém tinha dado uma boa olhada em sua pequena lua até pouco antes do Dart colidir com ela. 

As equipes recentemente nomearam a rocha espacial de Dimorphos, que em grego significa “ter duas formas” – uma antes do impacto e outra depois.

A colisão lembra as tentativas desesperadas de última hora de salvar a Terra da aniquilação cósmica, como nos filmes blockbusters de Hollywood. Mas, ao contrário das tramas que falam em explodir asteroides antes de atingirem o planeta, o impacto da Dart não foi uma tentativa de destruir Dimorphos. Foi mais como um movimento – um empurrão que deu um soco suficiente para mudar a órbita da mini lua sem esmagá-la em pedaços.

Garantir que essa estratégia funcione exigirá algumas observações cuidadosas de acompanhamento; e uma impressionante variedade de instrumentos giraram para monitorar o sistema Didymos.

Três minutos após a colisão, um cubesat chamado LiciaCube chegou para vigiar os destroços. Nos próximos dias, a pequena espaçonave enviará imagens do local do acidente de volta à Terra, onde os cientistas as estudarão para aprender mais sobre a estrutura e composição de Dimorphos. 

O Telescópio Espacial James Webb da Nasa e o Telescópio Espacial Hubble também foram treinados no sistema Didymos no momento do impacto, e Lucy, uma espaçonave a caminho de uma estranha população de asteroides que orbitam perto de Júpiter, também estava perto o suficiente para observar o impacto.

O objetivo dessas observações é procurar quaisquer indícios de brilho no sistema Didymos, o que fornecerá informações cruciais sobre quanta poeira e rocha pulverizada o impacto levantou. Mais de três dúzias de telescópios terrestres agora começarão a trabalhar fazendo medições precisas da nova órbita da pequena lua. E em 2026, uma espaçonave chamada Hera, construída pela Agência Espacial Europeia (ESA), chegará para monitorar as consequências da colisão.

“Esta missão inaugural de teste de defesa planetária marca um momento importante na história da humanidade”, disse Bobby Braun, chefe do setor de exploração espacial da APL, durante um briefing, em 12 de setembro.

Nosso primeiro olhar sobre Dimorphos

O Dart foi lançado no topo de um foguete SpaceX Falcon 9 em 23 de novembro de 2021 em direção a Didymos, asteroide do tipo S, um dos tipos mais comuns próximos da Terra. Como muitos asteroides, Didymos é uma relíquia do sistema solar infantil, contendo registros preservados de como era nosso universo há 4,5 bilhões de anos.

Dimorphos, no entanto, era um mistério até esta segunda. Os cientistas suspeitaram que era feito de materiais semelhantes ao Didymos, e eles adivinharam que poderia ser um monte de escombros frouxamente montado em vez de um único fragmento, mas sua massa, forma e composição eram desconhecidas. 

Nas semanas que antecederam o impacto, os membros da equipe começaram a especular sobre o formato dele – uma bolha arredondada seria um alvo mais fácil.

Enquanto a Dart avançava em direção ao seu encontro com o asteroide, a câmera a bordo da espaçonave, Draco, deu sua primeira boa olhada na pequena lua: irregular, em forma de ovo, com pedregulhos discerníveis em sua superfície. Cerca de dois minutos antes do impacto, Dimorphos preencheu a visão da espaçonave. Draco tirava imagens uma vez por segundo, criando uma sequência de encontro próximo que contém um tesouro de dados científicos – e também revelou que a missão foi bem-sucedida. Quando as transmissões da Dart terminaram, a equipe sabia que a espaçonave havia atingido seu alvo.

“Essas imagens são uma visão bastante definitiva dos momentos finais da espaçonave Dart”, disse Chabot, antes do impacto.

Dart e seu momento decisivo

Durante a maior parte de sua jornada de 10 meses, a espaçonave Dart nem conseguiu ver seu alvo – em vez disso, foi guiada de forma autônoma ao encontro com o Dimorphos pelo software de navegação a bordo. Depois que o par de asteroides apareceu como alguns pequenos pixels, o sistema Smart Nav da Dart bloqueou o Didymos. 

Na aproximação final, cerca de 50 minutos antes do impacto, o sistema mudou para a pequena lua e guiou a espaçonave até o local do acidente. Certificar-se de que a Dart estava travada no objeto certo era crucial.

“Esse é um momento muito difícil para nós”, disse Evan Smith, vice-engenheiro de sistemas de missão da Dart, em um briefing antes do impacto. “Estaremos assistindo a telemetria como falcões, muito assustados, mas animados.” Se a Dart perdesse sua meta, a equipe não teria outra oportunidade até 2024.

"Este é um momento especial, então vamos entrar para a história desta vez", destacou Smith. "Teríamos outra oportunidade em dois anos, mas não queríamos desperdiçar a de agora".

Para testar o sistema de orientação crucial, a câmera Draco da Dart girou para observar Júpiter e suas quatro maiores luas em julho e agosto deste ano. Observando a lua gelada Europa emergir de trás do mundo aquarelado, a Dart foi capaz de praticar o travamento em um pequeno objeto emergindo de trás de um maior, semelhante ao que a espaçonave encontraria quando Dimorphos contornasse a curva de seu asteroide pai pouco antes a colisão.

Alinhar a Dart para a colisão foi como jogar dardos, disse a engenheira de sistemas de missão Elena Adams, “exceto que você está jogando o dardo do Aeroporto Internacional John F. Kennedy, em Nova York, para um alvo no Aeroporto Internacional Washington Dulles, nos arredores de Washington, DC”, compara.

“O dardo em si tem apenas 2,5 milímetros – é minúsculo – e você pega o dardo no JFK e o joga para Dulles, e você acerta o centro do alvo, exceto que você não sabe onde o alvo está”, complementou Adams.

Busca por asteroides que podem ameaçar a Terra

A tecnologia de deflexão de asteroides só será útil se houver algo para desviar, e é por isso que a Nasa e outras instituições estão focadas em encontrar e rastrear todas as rochas espaciais que possam estar em órbitas que cruzam a Terra.

“Não estamos cientes de um único objeto agora, nos próximos 100 anos ou mais, que esteja realmente ameaçando a Terra. Eu também garanto que se você esperar o suficiente, haverá um objeto”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado da Nasa no briefing pré-impacto. “Como eu sei disso? Porque à medida que voltamos no tempo, vemos que esses objetos realmente afetaram nossa história. Temos um registro geológico para provar isso.”

A evolução da Terra foi moldada por impactos desde o início. Cometas e asteroides atingiram o planeta desde que ele era um embrião planetário derretido. Alguns desses objetos forneceram a água que agora enche os oceanos, lagos e riachos da Terra. Outros desencadearam extinções em massa cataclísmicas.

Os cientistas suspeitam que localizamos a maior parte dos asteroides potencialmente nocivos, definidos como corpos com mais de 140 metros de diâmetro, que chegam a 8 milhões de quilômetros da Terra. A maioria dos maiores, que têm mais de 10 quilômetros de diâmetro e podem causar um evento de extinção global, foram encontrados. 

A agência espacial estima que descobriu cerca de 95% dos asteroides que são do tamanho de Didymos. Mas corpos menores, do tamanho de Dimorphos, são mais difíceis de identificar e rastrear. Rochas desse tamanho podem destruir uma grande cidade, e a Nasa estima que encontramos menos da metade desses objetos.

“A coisa mais importante que temos que fazer primeiro é encontrar a população de asteroides perigosos”, disse Lindley Johnson, oficial de defesa planetária da Nasa, no briefing. “Temos a tecnologia agora para fazer isso e encontrar esses objetos anos, décadas, até mesmo um século antes de representarem uma ameaça de impacto à Terra”.

Encontrar o restante desses asteroides, diz Johnson, precisará ser feito do espaço. Nos próximos anos, a Nasa planeja lançar um telescópio chamado Near-Earth Object Surveyor, que será capaz de captar as assinaturas infravermelhas de rochas espaciais que estão escondidas pelo brilho do sol, ajudando a garantir que a humanidade não seja pega de surpresa por um asteroide no futuro.

Depois que a poeira baixar

Nos dias e semanas após o impacto da Dart, telescópios terrestres em todos os sete continentes – incluindo o Green Bank Telescope, na Virgínia Ocidental, a Goldstone Deep Space Antenna, na Califórnia, e o Very Large Telescope, no Chile – medirão com precisão a órbita da pequena lua do asteroide.

Para que o Dart atinja seu objetivo, o impacto precisa ter encurtado a órbita de 11 horas e 55 minutos do Dimorphos em apenas 73 segundos. Mas Chabot espera ver uma mudança muito maior, cerca de 10 minutos ou mais.

“Pode ser 20 minutos; pode ser cinco minutos”, disse ela. “Isso estará relacionado à quantidade de material ejetado, quanta rocha pulverizada e material foram gerados nesta colisão energética … Essa é uma das principais razões para fazer esse teste em grande escala no espaço.”

Quanto essas mudanças de órbita ajudarão os cientistas a aprender mais sobre a pequena lua do asteroide, ou, mais importante, nos dirá se esse tipo de impacto cinético é uma opção viável para desviar asteroides perigosos? Se chegar o dia em que precisarmos tirar um asteroide do curso de verdade, as informações da Dart podem ser cruciais para salvar o mundo com sucesso.

“Se você fosse fazer isso para a defesa planetária, faria com cinco, 10, 20 anos de antecedência”, destaca Chabot. 

Se a missão Dart for bem-sucedida, teremos pelo menos uma ferramenta no galpão para evitar perigos no céu. “Fazer isso tem benefícios claros em garantir a capacidade da humanidade de desviar um asteroide ameaçador em potencial no futuro”, conta Braun. “Isso também diz muito sobre o quão longe nosso programa espacial chegou nos últimos 60 anos e quão importante o programa espacial pode ser para todos nós aqui na Terra.”

Se os dinossauros tivessem um programa espacial, diz a piada, eles ainda vagariam pela Terra.