I ricercatori della difesa planetaria del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) continuano a convalidare la loro capacità di simulare con precisione come potrebbero deviare un asteroide legato alla Terra in uno studio che sarà pubblicato nel numero di aprile della rivista American Geophysical Union Scienze della Terra e dello Spazio .

Lo studio, guidato dal fisico LLNL Tané Remington, ha anche identificato le sensibilità nei parametri del codice che possono aiutare i ricercatori che lavorano per progettare un piano di modellazione per la missione Double Asteroid Redirection Test (DART) nel 2021, che sarà la prima dimostrazione di deflessione da impatto cinetico su un asteroide vicino alla Terra.

Gli asteroidi hanno il potenziale per avere un impatto sulla Terra e causare danni su scala locale o globale. L'umanità è in grado di deviare o distruggere un oggetto potenzialmente pericoloso. Però, a causa della limitata capacità di eseguire esperimenti direttamente sugli asteroidi, capire come più variabili potrebbero influenzare un tentativo di deflessione cinetica si basa su simulazioni idrodinamiche su larga scala accuratamente verificate rispetto a pertinenti esperimenti su scala di laboratorio.

"Ci stiamo preparando per qualcosa che ha una probabilità molto bassa di accadere nelle nostre vite, ma una conseguenza molto alta se dovesse accadere, " Remington ha detto. "Il tempo sarà il nemico se un giorno vediamo qualcosa che si dirige verso di noi. Potremmo avere una finestra limitata per deviarlo, e vorremo essere certi di sapere come evitare il disastro. Ecco di cosa tratta questo lavoro".

Questo studio ha studiato l'accuratezza dei codici confrontando i risultati della simulazione con i dati di un esperimento di laboratorio del 1991 condotto presso l'Università di Kyoto, dove un proiettile iperveloce ha colpito un bersaglio di una sfera di basalto.

Remington ha utilizzato un codice idrodinamico adattivo a particelle levigate denominato Spheral per produrre risultati di simulazione che assomigliano molto ai risultati sperimentali. Le simulazioni hanno anche aiutato i ricercatori a identificare quali modelli e parametri dei materiali sono più importanti per simulare con precisione scenari di impatto con un fragile, asteroide roccioso.

Hanno scoperto che la selezione del modello di forza e dei suoi parametri ha avuto un effetto sostanziale sulla dimensione prevista del cratere e sulla quantità di quantità di moto trasferita nell'asteroide bersaglio. Oltre al modello di forza, il team ha scoperto che i risultati della simulazione sono anche sensibili ai modelli di deformazione e ai parametri dei materiali.

Questi risultati evidenziano il legame tra avere codici adeguatamente convalidati e avere la fiducia necessaria per pianificare efficacemente una missione di deviazione. Sebbene nessun asteroide rappresenti una minaccia immediata per la Terra, I ricercatori LLNL stanno collaborando con la National Nuclear Security Administration e la NASA nello sviluppo di un piano di modellizzazione per la missione DART. Questi risultati aiuteranno il team ad affinare il proprio piano di modellazione per DART.

La navicella spaziale DART verrà lanciata alla fine di luglio 2021. L'obiettivo è un asteroide binario (due asteroidi in orbita l'uno intorno all'altro) chiamato Didymos che viene intensamente osservato utilizzando i telescopi sulla Terra per misurare con precisione le sue proprietà prima dell'impatto. La navicella spaziale DART si schianterà deliberatamente contro la piccola luna nell'asteroide binario, soprannominato Didymoon, nel settembre 2022 a una velocità di circa 6,6 chilometri al secondo. La collisione cambierà la velocità della luna nella sua orbita attorno al corpo principale di una frazione dell'1%, ma questo cambierà il periodo orbitale della luna di diversi minuti, abbastanza per essere osservato e misurato usando i telescopi sulla Terra.

"Questo studio suggerisce che la missione DART impartirà un trasferimento di slancio minore rispetto a quanto calcolato in precedenza, " ha detto Mike Owen, fisico LLNL, coautore della carta e sviluppatore del codice Spheral. "Se ci fosse un asteroide legato alla Terra, sottovalutare il trasferimento di slancio potrebbe fare la differenza tra una missione di deviazione riuscita e un impatto. È fondamentale ottenere la risposta giusta. Avere dati del mondo reale da confrontare è come avere la risposta alla fine del libro".