Imbianchini per Armageddon

Quando sei una matricola all’università, può accadere che al corso di meccanica ti dicano che dobbiamo escogitare un modo per andarcene dalla terra prima che il sole esploda. Allora ti viene da pensare che – tutto sommato – la vita residua del sole di qualche miliardo di anni sia un tempo più che ragionevole per ideare un piano di fuga. È fin troppo presto per pensare seriamente a come scappare dal sistema solare.

Poi però ti dicono che il nostro pianeta potrebbe anche essere colpito da un asteroide, qualcosa di simile a ciò che ha fatto estinguere i dinosauri 66 milioni di anni fa. E allora capisci che questi corpi vaganti nello spazio potrebbero non lasciarci il tempo per andarcene da qui, perché la minaccia potrebbe spuntare da un giorno all’altro. E al momento non mi pare che ci siano in programma dei piani di evacuazione della popolazione mondiale. Forse allora è il caso di  inventare un modo per deviare gli asteroidi dalla loro traiettoria, nel caso uno di loro dovesse entrare in rotta di collisione con la terra.

15 febbraio 2013: abbastanza vicina come data? L’asteroide 2012 DA14 passerà a tre raggi terrestri e mezzo da noi, cioè a poco più di ventimila chilometri, a metà strada tra la superficie terrestre e i satelliti geostazionari in orbita. È grande appena 45 metri, ma in giro per il sistema solare ci sono molti altri asteroidi, anche molto più grandi di 45 metri.

Ecco perché esiste la conferenza di difesa planetaria, nella quale ingegneri di tutto il mondo espongono le proprie teorie su come sventare la minaccia di impatto di eventuali asteroidi in arrivo sulla terra. Le proposte sono le più varie, dall’esplosione nucleare in perfetto stile Armageddon fino alla sublimazione laser, passando per i propulsori elettrici e per i raggi traenti gravitazionali.

Recentemente è stato ideato un sistema davvero ingegnoso, che consiste nell’alterare l’orbita dell’asteroide semplicemente dipingendolo con una mano di vernice.

L’effetto su cui si basa questa proposta è noto come effetto Yarkovsky, dal nome dell’ingegnere russo che nella seconda metà del 1800 studiò gli effetti meccanici della radiazione termica. Il principio fisico consiste nell’emissione preferenziale dei fotoni termici in certe direzioni da parte dei corpi celesti, e questo può generare una forza in grado di provocare, nel lungo periodo, un’alterazione dell’orbita. Questo effetto è significativo per tutti i corpi celesti di dimensioni comprese tra i 10 cm e i 10 km, fra i quali stanno proprio i meteoriti e gli asteroidi.

Quando un corpo è investito da radiazione elettromagnetica, per esempio quella dei raggi solari, tende progressivamente a scaldarsi. Più un corpo è caldo e più è in grado di emettere radiazione infrarossa. Tuttavia, il riscaldamento e il raffreddamento dei corpi non avvengono istantaneamente, ma richiedono un certo tempo. È lo stesso motivo per cui le temperature massime sulla superficie terrestre si raggiungono nel pomeriggio e non a mezzogiorno, e le temperature minime sono all’alba e non nel cuore della notte.

Anche un asteroide – come qualunque altro corpo del sistema solare – ruota su se stesso, alternando quindi un proprio dì e una propria notte. Esattamente come sul pianeta terra, il punto più caldo della superficie non sarà quello con il sole allo zenit, ma sarà vicino alla zona del tramonto. Analogamente, il punto più freddo non sarà al nadir, ma nella zona dell’alba. Se la zona del tramonto è la più calda e quella dell’alba è la più fredda, allora la zona tramonto emetterà più radiazione infrarossa della zona alba. Questo genera una asimmetria di emissione che è l’elemento caratterizzante dell’effetto Yarkovsky.

L’emissione di radiazione elettromagnetica è, da un punto di vista fisico, del tutto equivalente a una emissione di particelle, i fotoni, che non hanno massa ma possono trasportare quantità di moto, ovvero sono in grado di esercitare una forza. La forza esercitata genera un rinculo, lo stesso effetto che si osserva su una pistola quando spara un proiettile. L’asteroide viene rinculato dalla parte opposta rispetto a quella in cui emette i fotoni infrarossi. Se i fotoni sono emessi nella regione del tramonto, il rinculo sarà dalla parte dell’alba. La forza di rinculo determina un aumento del semiasse maggiore dell’orbita dell’asteroide intorno al sole, facendolo quindi allontanare progressivamente dal sole con un’orbita a spirale. Anche se la forza Yarkovsky è estremamente piccola, paragonabile alla spinta esercitata da una cavalletta, se agisce per molto tempo può influire in modo significativo sulla traiettoria dell’asteroide.

L’idea è quindi di modificare l’effetto Yarkovsky “naturale” per deviare l’asteroide dalla sua orbita, alterando la quantità di radiazione assorbita dal sole e poi riemessa sotto forma di fotoni infrarossi. Questo risultato è ottenibile semplicemente facendo cambiare colore all’asteroide, un gioco da ragazzi!

Non proprio. Per dipingere un asteroide non basta un grande pennello, e non si può nemmeno utilizzare la normale vernice, che esploderebbe nello spazio in assenza di atmosfera. Anche se la vernice adatta è (quasi) stata messa a punto, rimane lo stesso il problema dei tempi molto lunghi richiesti dall’effetto Yarkovsky per alterare l’orbita dell’asteroide. Sarebbe necessario individuare l’asteroide con almeno un secolo di anticipo rispetto al potenziale impatto con la terra, e bisognerebbe conoscerne con precisione le dimensioni, la morfologia e la composizione. Per fortuna spesso questi asteroidi orbitano attorno al sole, quindi la “lontananza” nel tempo non implica necessariamente “lontananza” nello spazio: pianeti e asteroidi potrebbero sfiorarsi molte volte mentre percorrono le loro orbite prima della effettiva collisione.

Niente da fare quindi per tutti gli asteroidi in arrivo nel ventunesimo secolo, per i quali – a quanto pare – potremo fare affidamento solo sui raggi traenti gravitazionali. Tra gli altri,  l’asteroide Apophis potrebbe arrivare già nel 2036. Gli scienziati stimano una probabilità d’impatto complessiva del 10% per i prossimi 100 anni: è il caso di pensare seriamente al problema.

Scienza a parte, poi c’è sempre Roberto Giacobbo che sostiene che “se” e “quando” un asteroide sarà davvero in rotta di collisione con la terra, nessuno ce lo dirà e sentiremo solo il botto un istante prima della nostra estinzione. Poi ci sono anche gli scienziati russi che avevano previsto l’impatto di un asteroide già per il 15 febbraio, ma poi hanno ritrattato.

Forse l’incontro-scontro con un asteroide non è così imminente, ma è meglio iniziare subito ad arruolare imbianchini spaziali: verniciare un sasso gigante in movimento richiede un sacco di tempo.

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