Gli asteroidi in arrivo hanno sfregiato il nostro pianeta natale per miliardi di anni. Questo mese l'umanità ha lasciato il proprio segno su un asteroide per la prima volta:la navicella spaziale giapponese Hayabusa2 ha lanciato un proiettile di rame ad altissima velocità nel tentativo di formare un cratere sull'asteroide Ryugu. Un impatto di asteroidi molto più grande è previsto per il prossimo decennio, coinvolgendo una missione internazionale a doppio veicolo spaziale.

Il 5 aprile, Hayabusa2 ha rilasciato un esperimento chiamato "Small Carry-on Impactor" o SCI in breve, trasportando una carica esplosiva al plastico che ha sparato un proiettile di rame di 2,5 kg sulla superficie dell'asteroide Ryugu di 900 m di diametro a una velocità di circa 2 km al secondo. L'obiettivo è scoprire materiale del sottosuolo da riportare sulla Terra per un'analisi dettagliata.

"Ci aspettiamo che formi un cratere caratteristico, " commenta Patrizio Michel, Direttore della ricerca del CNRS dell'Osservatorio francese della Costa Azzurra, servendo come co-investigatore e scienziato interdisciplinare nella missione giapponese. "Ma non lo sappiamo ancora per certo, perché Hayabusa2 è stato spostato dall'altra parte di Ryugu, per la massima sicurezza.

"La bassa gravità dell'asteroide significa che ha una velocità di fuga di poche decine di centimetri al secondo, quindi la maggior parte del materiale espulso dall'impatto sarebbe andato direttamente nello spazio. Ma allo stesso tempo è possibile che l'ejecta a bassa velocità possa essere entrato in orbita attorno a Ryugu e possa rappresentare un pericolo per la navicella spaziale Hayabusa2.

"Quindi il piano è aspettare fino a questo giovedì, 25 aprile, per tornare indietro e immaginare il cratere. Prevediamo che nel frattempo frammenti molto piccoli avranno le loro orbite interrotte dalla pressione della radiazione solare, la lenta ma persistente spinta della luce solare stessa. Nel frattempo abbiamo anche scaricato immagini da una telecamera chiamata DCAM3 che ha accompagnato il carico utile SCI per vedere se ha intravisto il cratere e la prima evoluzione del materiale espulso".

Secondo le simulazioni, si prevede che il cratere abbia un diametro di circa 2 m, sebbene la modellizzazione degli impatti in un ambiente a gravità così bassa sia estremamente impegnativa. Dovrebbe apparire più scuro della superficie circostante, basato su un'operazione di campionamento touch-and-go di febbraio quando i propulsori di Hayabusa2 hanno rimosso la polvere dalla superficie per esporre il materiale più nero sottostante.

"Per noi questo è un primo punto di dati entusiasmante da confrontare con le simulazioni, "aggiunge Patrizio, "ma abbiamo un impatto molto più grande da aspettarci in futuro, come parte della prossima missione Asteroid Impact &Deflection Assessment (AIDA) a doppio veicolo spaziale.

"Alla fine del 2022 il Double Asteroid Redirect Test o la navicella spaziale DART degli Stati Uniti si schianterà contro il più piccolo dei due asteroidi Didymos. Come con il test SCI di Hayabusa2, dovrebbe formare un cratere molto distinto ed esporre il materiale del sottosuolo in un ambiente a gravità ancora più bassa, ma il suo scopo principale è quello di deviare effettivamente l'orbita dell'asteroide "Didymoon" di 160 m di diametro in modo misurabile."

La navicella DART avrà una massa di 550 kg, e colpirà Didymoon a 6 km/s. Colpire un asteroide cinque volte più piccolo con un veicolo spaziale più di 200 volte più grande e muoversi tre volte più velocemente dovrebbe fornire energia d'impatto sufficiente per realizzare il primo esperimento di deflessione di un asteroide per la difesa planetaria.

Una proposta missione dell'ESA chiamata Hera visiterebbe quindi Didymos per esaminare l'asteroide deviato, misurare la sua massa ed eseguire la mappatura ad alta risoluzione del cratere lasciato dall'impatto del DART.

"La relazione effettiva tra le dimensioni del proiettile, la velocità e le dimensioni del cratere in ambienti a bassa gravità sono ancora poco conosciute, "aggiunge Patrizio, servendo anche come scienziato principale di Hera. "Avere sia i dati SCI che Hera sulle dimensioni dei crateri in due diversi regimi di velocità d'impatto offrirà spunti cruciali.

"These scaling laws are also crucial on a practical basis, because they underpin how our calculations estimating the efficiency of asteroid deflection are made, taking account the properties of the asteroid material as well as the impact velocity involved.

"This is why Hera is so important; not only will we have DART's full-scale test of asteroid deflection in space, but also Hera's detailed follow-up survey to discover Didymoon's composition and structure. Hera will also record the precise shape of the DART crater, right down to centimetre scale.

"Così, building on this Hayabusa2 impact experiment, DART and Hera between them will go on to close the gap in asteroid deflection techniques, bringing us to a point where such a method might be used for real."

Didymoon will also be by far the smallest asteroid ever explored, so will offer insights into the cohesion of material in an environment whose gravity is more than a million times weaker than our own – an alien situation extremely challenging to simulate.

Nel 2004, NASA's Deep Impact spacecraft launched an impactor into comet Tempel 1. The body was subsequently revisited, but the artificial crater was hard to pinpoint – largely because the comet had flown close to the Sun in the meantime, and its heating would have modified the surface.

Hera will visit Didymoon around four years after DART's impact, but because it is an inactive asteroid in deep space, no such modification will occur. "The crater will still be 'fresh' for Hera, " Patrick concludes.