La Cina ha un piano per deviare gli asteroidi pericolosi per la Terra usando bombe nucleari

In un recente studio realizzato da ricercatori della China Academy of Launch Vehicle Technology di Pechino la soluzione proposta è utilizzare un ordigno nucleare, facendolo detonare sotto la superficie dell’asteroide. Una simile esplosione potrebbe rappresentare una delle poche opzioni capaci di produrre abbastanza energia per modificare rapidamente la traiettoria di un asteroide in potenziale collisione con la Terra.

L'obiettivo della difesa planetaria è individuare per tempo gli asteroidi potenzialmente pericolosi e, se necessario, trovare un modo per modificarne la traiettoria prima che sia troppo tardi. D'altra parte non esiste una singola tecnica valida per ogni asteroide. Per esempio, nel settembre 2022, una sonda di circa 600 kg è stata proiettata contro Dimorphos, un piccolo asteroide che orbita attorno al più grande Didymos, modificandone il periodo orbitale. La missione DART (Double Asteroid Redirection Test) della NASA ha dimostrato per la prima volta che l'umanità è in grado di cambiare sperimentalmente la traiettoria di un corpo celeste attraverso un impatto cinetico.

Tuttavia, la massa dell'oggetto, la sua composizione, la velocità, la direzione di arrivo e soprattutto il tempo che si ha a disposizione possono cambiare completamente il problema. Se viene scoperto un asteroide molti anni prima dell'eventuale impatto, si può applicare una spinta piccolissima e aspettare che gli effetti del cambio della traiettoria si accumulino, come nel caso di DART, per risolvere il problema di un eventuale impatto con la Terra. Se invece l'allarme arriva quando mancano pochi mesi o addirittura settimane, diventa necessario trasferire una quantità di energia molto maggiore all'asteroide.

Il piano della missione cinese di difesa planetaria

Sulla Terra, l'enorme potere distruttivo di una testata atomica è dato in gran parte dall'onda d'urto generata dall'aria che viene compressa e surriscaldata. Nello Spazio, però, non c'è atmosfera e l’esplosione di una bomba nucleare sulla superficie di un asteroide non produrrebbe nessuna onda d'urto atmosferica e gran parte dell'energia generata (sotto forma di radiazioni come i raggi X e calore) si disperderebbe semplicemente nel vuoto cosmico. Per trasferire la massima quantità di energia cinetica alla roccia dell’asteroide e riuscire a modificarne la traiettoria orbitale, l'esplosione deve avvenire dentro l'asteroide, così che la cavità di roccia permetta di assorbirne il potenziale cinetico e termico dell’esplosione.

La strategia proposta dal gruppo di ricerca cinese consiste in due fasi e coinvolge due veicoli spaziali. Il primo dovrebbe raggiungere l'asteroide e colpirlo ad alta velocità con un penetratore metallico, creando una cavità nella superficie. Il secondo veicolo arriverebbe successivamente trasportando il dispositivo nucleare, che verrebbe collocato all'interno della cavità prima della detonazione.

Nei modelli utilizzati dai ricercatori, l'asteroide viene rappresentato attraverso un materiale con proprietà meccaniche simili a quelle di un calcestruzzo ad alta resistenza. È una semplificazione importante, perché un asteroide reale potrebbe avere una struttura completamente diversa, per esempio essere molto poroso o addirittura un aggregato di frammenti tenuti insieme principalmente dalla gravità.

Le simulazioni al computer condotte dal gruppo di ricerca hanno rivelato che per massimizzare l'efficacia del trasferimento energetico, l'ordigno nucleare dovrebbe essere sepolto a circa 30 metri di profondità sotto la superficie del bersaglio. Questo specifico spessore di roccia è sufficiente a contenere i primissimi istanti critici della detonazione, sigillando l'esplosione quanto basta prima che la pressione distrugga le cavità del cratere. Detonare la bomba a 30 metri di profondità permette, secondo i risultati, di triplicare la variazione di velocità dell'asteroide rispetto a un'esplosione avvenuta a livello superficiale. Questa variazione di velocità è ciò che permette di modificare la traiettoria dell'orbita, e maggiore è la variazione prodotta più diventa fattibile un intervento all'ultimo minuto prima che un potenziale asteroide in rotta di collisione colpisca la Terra.

200 volte Hiroshima per raggiungere 3000 kiloton: le variabili

Un asteroide di circa 50 metri di diametro può essere completamente disgregato da una detonazione da 300 kilotoni. Per confronto, la bomba atomica sganciata su Hiroshima il 6 agosto 1945 ha generato una potenza stimata di circa 15 kilotoni di tritolo (il tritolo, o TNT, è usato come unità di riferimento per queste scale di energia). Per un asteroide di 100 metri, invece, la stessa esplosione non porta necessariamente alla distruzione completa, ma può produrre una lieve variazione di velocità. Aumentando la potenza a 3000 kilotoni, il modello prevede invece la completa disgregazione del corpo.

Quando si passa a un asteroide di scala chilometrica la situazione cambia radicalmente. Con una detonazione da 3000 kilotoni (pressappoco l'energia rilasciata dalle bombe all'idrogeno attualmente operative negli arsenali delle principali potenze nucleari) la variazione di velocità è di pochi centimetri al secondo. Ma nel contesto della meccanica orbitale anche una variazione di velocità di pochi centimetri al secondo può diventare significativa se applicata con sufficiente anticipo rispetto all'incontro con la Terra. Al contrario, se l'intervento avviene troppo tardi, nemmeno una variazione di velocità molto maggiore potrebbe essere sufficiente a spostare l'asteroide fuori dalla traiettoria d'impatto.

Aumentando il diametro del corpo, la sua massa cresce approssimativamente con il cubo del raggio. Raddoppiare il diametro significa, a parità di densità, moltiplicare per circa otto la massa da modificare. Per questo motivo una soluzione che può distruggere un asteroide di qualche decina di metri diventa progressivamente meno efficace quando si passa alle centinaia di metri o ai chilometri.

È necessario scoprire gli asteroidi il prima possibile

L’asteroide 2019 OK è stato scoperto il 24 luglio 2019, appena ventiquattro ore prima del massimo avvicinamento alla Terra, avvenuto il 25 luglio 2019. Le stime indicano un diametro compreso approssimativamente tra 57 e 130 metri.

Il dato più significativo è la distanza in quanto passò a circa 70.000–72.000 km dalla superficie terrestre, cioè meno di un quinto della distanza media Terra-Luna (la Luna si trova mediamente a circa 384.000 km). L'asteroide proveniva da una regione del cielo vicina alla direzione del Sole, rendendolo molto difficile da individuare con i telescopi terrestri che osservano il cielo notturno.

Non si trattava però di un oggetto piccolo che è passato inosservato finché non è arrivato nelle vicinanze della Terra. Con un diametro nell'ordine dei 100 metri, 2019 OK aveva dimensioni comparabili a quelle di un grattacielo, molto ben individuabili dai telescopi di difesa planetaria. Per la difesa planetaria la soglia di riferimento internazionale è circa 140 metri di diametro. La NASA ha come obiettivo trovare e catalogare almeno il 90% dei NEO (dall'inglese Near Earth Objects, ovvero asteroidi e comete la cui orbita li porta vicini alla Terra) di questa dimensione o maggiori. Sono oggetti abbastanza grandi da poter provocare danni regionali molto importanti in caso di impatto. Per gli asteroidi con diametri maggiori di 1 km invece oltre il 90% è già stato scoperto. Mentre nella fascia tra i 50 e i 140 metri moltissimi sono ancora da scoprire e alcuni possono essere individuati solo poco prima del passaggio.

Per questo una bomba nucleare usata in una missione come quella concepita dallo studio dei ricercatori cinesi rappresenterebbe soprattutto una sorta di ultima risorsa della difesa planetaria da prendere in considerazione nei casi in cui le tecniche convenzionali non siano sufficienti. La soluzione migliore rimane comunque quella di scoprire gli asteroidi pericolosi il più presto possibile, quando anche una variazione minuscola della loro velocità può essere sufficiente a cambiare completamente il loro futuro.

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