The Great Impact Debate


 

La pagina è tratta da AstroBiology Magazine.
Periodicamente vengono proposti ai lettori dibattiti tra esperti su varie tematiche. Ultimamente è stato pubblicato (in più puntate) il Great Impact Debate relativo agli impatti di comete e asteroidi.
Qui riporto la traduzione della quinta puntata: la sua struttura a domande e risposte è l'ideale per questa sezione dedicata alle FAQ.
Ringrazio di cuore Helen Matsos (Chief Editor di Astrobio.net) che cortesemente mi ha concesso di pubblicare la pagina nel mio sito.

Chi fosse interessato alle versione originali (in inglese) di questa e delle precedenti puntate del dibattito, le può trovare integralmente nel sito di AstroBiology Magazine.

 

Partecipanti al dibattito

Clark Chapman - ricercatore al Dipartimento di Studi Spaziali del Southwest Research Institute (Boulder - Colorado). Membro del team della missione Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) verso Eros.

Alan Harris - senior research scientist allo Space Science Institute, affiliato all’Università del Colorado di Boulder.

Benny Peiser - antropologo alla Liverpool John Moores University in Inghilterra. Si occupa dei NEO e dell’influenza degli impatti sull’evoluzione umana e della società.

Don Yeomans (moderatore del dibattito) - senior research scientist al Jet Propulsion Laboratory (Pasadena - California) e manager del Near-Earth Object Program Office della NASA.



      Ricordo di aver sentito che un asteroide è passato accanto alla Terra, ma noi siamo venuti a conoscenza del fatto soltanto dopo il suo passaggio. Come è possibile che un asteroide come questo non appaia da nessuna parte nonostante si stia continuamente tenendo sotto controllo il cielo?

Don Yeomans - Ritengo ti riferisca all’asteroide 2002 EM7, un oggetto transitato a 1,2 distanze lunari dalla Terra il giorno 8 marzo 2002 e che è stato individuato solamente quattro giorni più tardi. In questo caso specifico si è trattato di un oggetto molto piccolo (una cinquantina di metri) che è passato accanto alla Terra provenendo dalla direzione del Sole. Si trovava perciò nella parte diurna del cielo e pertanto non poteva essere avvistato dagli strumenti sulla Terra.
Oggetti di questo tipo transitano inosservati entro alcune distanze lunari dalla Terra abbastanza frequentemente (una volta ogni pochi mesi). Molti non vengono rilevati perché molto piccoli e di debole luminosità. I telescopi attualmente impiegati non possono individuarli se non quando sono molto vicini e pertanto la finestra utile per la loro scoperta è relativamente ristretta. L’asteroide 2002 EM7 è stato scoperto nel momento in cui è diventato visibile nel cielo notturno.
Nel loro avvicinamento alla Terra, questi oggetti sono caratterizzati da un moto apparente rispetto allo sfondo del cielo stellato, ed è proprio questo moto che permette di individuarli attraverso i telescopi che lavorano a grande campo. Una volta scoperti, questi oggetti vengono tenuti sotto controllo per un tempo sufficiente lungo da consentire di determinare accuratamente le loro orbite e poter così prevedere il loro comportamento futuro. Solo allora siamo in grado di determinare se quell’oggetto transiterà nuovamente nei pressi della Terra.

Alan Harris - Asteroidi di questo tipo transitano accanto alla Terra molte volte prima di colpirla. L’obiettivo della Spaceguard Survey è quello di scoprire gli asteroidi in occasione di questi passaggi iniziali, ed è proprio quanto è accaduto con 2002 EM7. Il fatto che un asteroide venga individuato quando si sta avvicinando o quando si sta allontanando non è il problema più grande.



     In film come "Armageddon" e "Deep Impact" vengono impiegate esplosioni nucleari per tentare di deviare gli oggetti vicini alla Terra. Ma ho sentito che in realtà non si tratterebbe di una buona scelta dato che l’esplosione frammenterebbe l’asteroide in molti pezzi aumentando in tal modo le probabilità di essere colpiti. Qual è il vostro parere?

Clark Chapman - Il vantaggio nell’uso di armi nucleari per distruggere gli asteroidi sta nel fatto che sono le armi più potenti in nostro possesso. Ci sono, però, anche molti svantaggi. In particolare, più aumentano le nostre conoscenze degli asteroidi e delle comete più comprendiamo che si tratta di oggetti incredibilmente fragili. Si ritiene che gran parte degli asteroidi più grandi di qualche centinaio di metri abbiano una struttura a "mucchio di ghiaia", un cumulo di rocce, massi e "montagne" che stanno uno a contatto dell’altro, tenuti insieme dal debolissimo campo gravitazionale dell’insieme.
Qualsiasi forza applicata improvvisamente ad un oggetto di questo tipo avrebbe come risultato la sua dispersione in una nuvola di detriti. L’energia totale associata a questa "nuvola" sarebbe la stessa dell’asteroide originario, ma verrebbe però dispersa sulla superficie della Terra. In ogni caso, una volta ridotto in mille pezzi un asteroide o una cometa avremmo perduto ogni possibilità di intervenire in seguito. In altre parole, si tratta proprio di una cattiva idea.



     Quale potrebbe essere la differenza tra un impatto di una cometa e quello di un asteroide? Oppure non ci sarebbe molta differenza tra oggetti che hanno le stesse dimensioni e la stessa velocità?

Alan Harris - Una simile differenza si può applicare a oggetti che sono appena un po’ più grandi di quanto basta a penetrare l’atmosfera terrestre, come è successo con l’evento Tunguska. Noi possiamo concludere che l’oggetto cosmico che ha causato Tunguska era un oggetto asteroidale di natura rocciosa. Se fosse stato più soffice e meno compatto sarebbe esploso ad una altezza di gran lunga superiore a quella in cui si è in effetti distrutto. Se, invece, si fosse trattato di un oggetto metallico avrebbe colpito il suolo e prodotto un cratere più o meno simile al Meteor Crater dell'Arizona.
Per oggetti più grandi, però, ha davvero poca importanza la natura del proiettile. Un oggetto con diametro di un chilometro perforerà completamente l’atmosfera qualunque sia la sua velocità o composizione. Perciò, se è così grande, non c’è grande differenza negli effetti nel caso si tratti di un oggetto ferroso, roccioso o a palla di neve di identica massa.



     Tra le strategie proposte per deviare un asteroide troviamo un dispositivo elettromagnetico che lancia materiale dalla superficie, uno specchio parabolico orbitante in grado di scaldare la superficie e creare un getto di materiali vaporizzati, o anche una strategia più elementare che prevede di dipingere di nero la superficie dell’asteroide in modo che sia il calore del Sole a spingere l’oggetto. (In alternativa si potrebbe eliminare un sottile strato superficiale: il colore dello strato appena esposto farebbe cambiare le proprietà termiche della superficie e questo potrebbe far muovere l’asteroide.)
Cosa ne pensate di queste idee, e quale potrebbe essere la strategia migliore se avessimo a disposizione soltanto da tre a cinque anni di preavviso?

Clark Chapman - Tutti e tre i metodi proposti sono potenzialmente validi. Vedo qualche problema nell’applicazione pratica del concetto di "lanciatore di massa" elettromagnetico, ma ulteriori ricerche potrebbero certamente sviluppare progetti concreti. Ritengo che un periodo di tre-cinque anni sia troppo breve e non ci sarebbe tempo di sviluppare tecnologie che attualmente non esistono.
Sono molto dubbioso sul risultato ottenibile dipingendo di nero l’asteroide, specialmente in un contesto di breve preavviso. Il cosiddetto effetto-Yarkovsky (secondo il quale un oggetto in rotazione è lentamente accelerato a causa della ri-emissione asimmetrica della radiazione solare che colpisce la sua superficie) è molto debole e probabilmente avrebbe effetto solamente su tempi molto più lunghi. Avendo poi appena sperimentato, proprio lo scorso anno, l’avventura di dipingere casa mia, sono davvero molto scettico riguardo alla possibilità di "dipingere" o "scorticare" la superficie di un asteroide.
La scelta della tecnica migliore dipende dalla natura e dalle dimensioni dell’oggetto che ci minaccia. Mi piace l’idea presentata dal Progetto B612: agganciare all’asteroide un razzo di bassa potenza (un motore al plasma alimentato da una sorgente nucleare), fermare la sua rotazione e successivamente trascinarlo fuori dall’orbita di impatto con la Terra. Per questo, però, è necessario ancora molto lavoro di sviluppo da parte degli ingegneri.



     Potremmo ridurre il pericolo di un asteroide-killer individuando tutti gli oggetti pericolosi e trasformandoli in miniere fino alla loro completa eliminazione? Riusciremmo così a recuperare materiali preziosi e, nello stesso tempo, a salvare il pianeta.

Alan Harris: In ciò che è stato espresso ci sono due problemi. Anzitutto il numero di "tutti gli oggetti pericolosi" è attualmente zero, ed è probabile che rimarrà tale. Non ci aspettiamo di trovare nessun asteroide in rotta di collisione con la Terra. Secondariamente, ammesso di trovarne uno, "trasformarlo in una miniera" fino ad eliminarlo potrebbe essere un'impresa ancora più ardua di quella di deviarlo dalla sua orbita.
C'è un comune malinteso riguardo all'utilità delle risorse spaziali. Con la tecnologia attuale diventa un non senso andare nello spazio per portare sulla Terra delle risorse. L'unica ragionevole utilità della trasformazione di asteroidi in miniere è quella di utilizzare le risorse nello spazio - tutto finalizzato a ridurre la quantità di massa che deve essere lanciata verso lo spazio vincendo la gravità terrestre. Dobbiamo prevedere di estrarre materiale dagli asteroidi per procurarci carburante per la sua deflessione, oppure per alimentare un lanciatore di massa, non certamente per portarci quei materiali qui a casa.



     Quante volte nella storia che ci è stata tramandata si è verificato un impatto significativo di un asteroide o di una cometa? Si è parlato di un evento accaduto in Cina nel quale 10 mila persone sarebbero morte a causa di un asteroide. Si tratta dell'avvenimento più micidiale che ha interessato il genere umano?

Benny Peiser - Noi non abbiamo alcuna idea di quanti impatti di una certa rilevanza siano avvenuti negli ultimi 10 mila anni. Abbiamo numerose testimonianze storiche che sembrano riferirsi ad impatti cosmici, ma molti di questi racconti sono troppo ambigui per fornirci informazioni attendibili. Anche per i racconti riguardanti il cosiddetto disastro da impatto cinese del XV secolo siamo nelle stesse condizioni.

Clark Chapman - Circa sei anni fa è stato pubblicato un saggio nel quale si interpretavano gli antichi racconti cinesi in termini di impatti meteoritici. Ritengo che gli esempi riportati in quel saggio siano essenzialmente*in*credibili.
Un caso di pietre piovute dal cielo su un esercito contraddice uno dei più caratteristici aspetti delle cadute di meteoroidi. Si racconta che tutte le pietre fossero state della medesima grandezza; al contrario, i detriti che provengono dallo spazio - non importa che si siano prodotti nello spazio o durante l'entrata nell'atmosfera - sono caratterizzati da una distribuzione di dimensioni che segue una "legge di potenza". Ci sono pochi oggetti di grandi dimensioni ed un numero sempre crescente di oggetti man mano che calano le loro dimensioni.
I racconti di testimoni del nostro tempo sono notoriamente inaffidabili, ma i racconti provenienti da differenti culture in epoche remote lo sono ancora di più. Probabilmente questi racconti storici si riferiscono a qualcosa, ma dubito che la maggior parte (o anche qualcuno) sia collegato agli impatti.

Benny Peiser - Se non c'è la possibilità di verificare l'esistenza di un cratere datato senza alcuna ombra di dubbio, le testimonianze storiche e i racconti di testimoni sono considerati una prova insufficiente per un impatto. Talvolta per noi è difficile persino credere alle descrizioni di astronomi esperti, come ad esempio Leon Stuart, che dichiarò di aver visto - e per giunta fotografato - un impatto lunare nel 1953.
Questo è un autentico dilemma dato che solamente circa il 5 per cento degli impatti terrestri produce un tipico cratere da impatto. Per ciascun impatto di molti megatoni in grado di produrre un cratere, ci possiamo aspettare circa 10 impatti atmosferici o oceanici che non riescono a produrre la classica "pistola fumante".
In altre parole, la stragrande maggioranza dei piccoli asteroidi che colpiscono la Terra esplode in atmosfera. In rare occasioni, come è capitato a Tunguska, l'impatto atmosferico può causare notevole distruzione sulla superficie terrestre senza tuttavia lasciare nessuna traccia convincente (quale può essere un cratere da impatto).
E' innegabile, d'altra parte, che i crateri esistenti a cominciare dall'Olocene (gli ultimi 10 mila anni) sono significativamente più numerosi di quanto venga riportato dai racconti storici. Sembra che la grande maggioranza degli impatti storici sia passata inosservata. Un'altra possibilità è che i racconti di questi impatti possano essere stati censurati dalle autorità religiose, preoccupate che questi "interventi divini" potessero recare troppo turbamento e possibile scadimento morale.



      Ho letto di un asteroide il cui passaggio nei pressi della Terra, più o meno intorno all'anno 2016, farebbe innalzare di 50 gradi centigradi la temperatura del pianeta. E' una cosa possibile?

Alan Harris - No. L'argomento degli impatti cosmici fa emergere un gran numero di chiacchere da parte di persone eccentriche, e questo è uno di quei casi. Persino un asteroide "grande come il Texas" (come si dichiara con il fiato sospeso nel film Armageddon) non innescherebbe alcun effetto nel suo passaggio ravvicinato - purchè non ci colpisca.



     Una proposta recentemente presentata all' Agenzia Spaziale Europea prevede una flotta di cinque mini-sonde indirizzate verso un asteroide ritenuto potenzialmente pericoloso. Una volta nello spazio, le sonde utilizzerebbero motori a propulsione ionica ottenuta espellendo un flusso di particelle elettricamente cariche. Quanto efficiente sarebbe, secondo voi, il suo funzionamento?

Don Yeomans - L'Agenzia Spaziale Europea ha ricevuto recentemente molte proposte per l'utilizzo di sonde sia per la scoperta di NEO (= oggetti vicini alla Terra) sia per studiarne la composizione e la struttura. Nessuno di questi progetti prevede di provare a utilizzare la debole spinta di un motore a ioni per tentare di deflettere un asteroide.
Una di queste proposte, chiamata SIMONE, utilizzerebbe cinque sonde di basso costo per sorvolare o posarsi su un certo numero di NEO in modo da ampliare le nostre conoscenze sulla loro natura fisica. Queste informazioni potrebbero risultare davvero preziose nel giorno in cui dovessimo deviare un oggetto pericoloso per la Terra.
Il metodo da impiegare in un futuro tentativo di deviazione di un asteroide potrebbe dipendere dalla conoscenza dettagliata della composizione, della massa, della rotazione e della struttura di quel minaccioso oggetto celeste.
Benchè, probabilmente, non siano adatte per deflettere un NEO, le sonde spaziali equipaggiate con motori ionici a bassa spinta sono molto efficienti in termini di propulsione. E sono anche decisamente affidabili. La sonda Deep Space 1, spinta da un motore di questo tipo, ha funzionato con successo nello spazio dall'ottobre 1998.



     Potreste descrivere quale è stata la reazione della gente all'epoca dell'impatto di Tunguska nel 1908? Secondo voi oggi la gente potrebbe reagire in modo differente?

Benny Peiser: L'impatto atmosferico sulla regione di Tunguska in Siberia fu testimoniato da molte migliaia di persone e interessò un'area di oltre 1600 chilometri di raggio. Molti cacciatori Tungus nativi del luogo si trovavano abbastanza vicini all'epicentro ed alcuni di essi furono testimoni della macellazione su larga scala delle loro mandrie di renne operata dall'onda d'urto. A quanto pare anche uno o due cacciatori furono uccisi dall'esplosione. Proprio come i leader religiosi che danno la colpa dei disastri naturali a divinità vendicative, gli sciamani Tungus raccontarono al loro popolo che la disobbedienza aveva attirato su loro stessi la divina calamità.
Anche lontano dall'epicentro il disastro ebbe trepidanti spettatori. Pochi giorni dopo l'impatto la maggioranza dei giornali russi riportava la notizia della smisurata esplosione. Un giornale di Irkutsk, per esempio, descriveva come gli abitanti del villaggio di Nizhne-Karelinsk (oltre 300 chilometri da ground-zero) "videro un oggetto estremamente brillante che splendeva di una luce bianco azzurrognola. Quando il corpo lucente fu vicino al suolo sembrò che si polverizzasse, e al suo posto si formò una smisurata nuvola di fumo nero e si udì un enorme fragore - non come un tuono, ma come se provenisse dalla caduta di grandi pietre o da colpi d'arma da fuoco. Tutte le costruzioni furono scosse e nello stesso istante una lingua di fuoco biforcuta attraversò la nuvola da parte a parte. Tutti pensarono che si stesse avvicinando la fine del mondo."
Nonostante molte descrizioni come questa e i racconti di testimoni, giornali e scienziati accantonarono l'intera vicenda, sostenendo che queste storie così bizzarre fossero inaffidabili e infondate. Il risultato di questa incredulità generale fu che ci vollero circa 20 anni prima che una spedizione scientifica raggiungesse l'epicentro per investigare sulle cause di quella catastrofe.
Che cosa possiamo dire per i nostri giorni? E' improbabile che succeda un altro evento Tunguska nel prossimo futuro. Gli impatti dell'ordine di grandezza di 10 megaton si verificano probabilmente ogni 5000-10000 anni.
Ma, per amore del dibattito, potremmo riflettere su come la gente potrebbe rispondere se domani dovesse verificarsi un altro impatto tipo-Tunguska.
Tanto per cominciare, la reazione del pubblico dipenderebbe fondamentalmente dalla località in cui si è verificato l'evento, dalla sua estensione e dal grado di distruzione dell'impatto. Con molta probabilità un altro evento Tunguska si verificherebbe in una zona del pianeta disabitata o scarsamente popolata. Tuttavia, nell'inverosimile eventualità che si dovessero registrare conseguenze mortali, il clamore a livello mondiale sarebbe considerevole. Al confronto, ciò che è successo l'11 settembre sarebbe considererato una banale leggerezza degli apparati di difesa. Il gioco della caccia ai responsabili sarebbe brutale e certamente non mi piacerebbe essere nei panni di chi ha consigliato al governo che i piccoli impatti sono irrilevanti.


AstroBiology Magazine - 10 Marzo 2003
( Traduzione di Claudio Elidoro )

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