CubeSat és el pioner de la defensa planetària europea

El matemàtic i astrònom Andrea Milani va exercir com a professor de matemàtiques al Universitat de Pisa fins a la seva prematura mort el 2018. Andrea va liderar la creació del primer sistema automatitzat per calcular les probabilitats que un asteroide pugui afectar la Terra en el futur, el conegut NEODYS servei de la Universitat de Pisa.

Això va conduir al seu torn a la creació d’un centre per a l’ESA per supervisar objectes propers a la Terra, que va resultar en el Centre de Coordinació NEO amb seu a l’Agència ESRIN centre a Frascati, Itàlia.

Alarma d’impacte fals

“Vaig conèixer molt bé l’Andrea i vaig treballar amb ell al llarg dels anys en temes com Plutó i la dinàmica dels cossos petits; era un excel·lent científic amb una àmplia gamma d’interessos “, comenta l’investigador Giovanni Valsecchi, retirat de l’Institut Nacional d’Astrofísica d’Itàlia. INAF.

“El que ens va impulsar a l’acció el 1998 va ser la gran esquitxada que envoltava un asteroide anomenat 1997 XF 11, que es va informar falsament als mitjans de comunicació que corria el risc de colpejar la Terra. L’Andrea es va enfadar per això, perquè la reclamació era errònia.

“Però l’incident va deixar clar que no hi havia cap manera sistemàtica d’avaluar el risc de col·lisió d’un asteroide, de manera que va decidir canviar-ho, amb un sistema que controlava automàticament tot el catàleg d’objectes propers a la terra (NEO)”.

Steve Chesley, aleshores estudiant de postdoctorat d’una beca de l’OTAN, va ser reclutat per Andrea per venir a Pisa i treballar en el que es va convertir en NEODyS: “La meva primera impressió va ser que s’indignava pràcticament de tot, però va utilitzar aquest element de la seva personalitat gairebé com a eina per fer les coses; només cal veure la seva impressionant llista de papers. Un cop la gent el va conèixer bé, era com un gran ós de peluix, i vaig aprendre molt a treballar amb ell ”.

“El projecte va ser important perquè, tot i que teníem un programa de cerca d’asteroides bastant bo, el gasoducte es va interrompre quan es va fer un seguiment del risc de seguiment; no hi ha hagut cap control rigorós per protegir la Terra “.

Avaluació de riscos automatitzada

El repte per a Andrea i els seus col·legues era dissenyar un sistema automatitzat que pogués oferir resultats útils en un període de temps pràctic, perquè el punt clau de les òrbites dels asteroides és que evolucionen amb el pas del temps, pertorbats per l’atracció gravitacional del Sol, la Terra i altres planetes. .

“El que volíem fer era modelar les òrbites dels asteroides durant els propers cent anys”, explica Giovanni. “Per tant, el que heu de fer és definir els límits de totes les òrbites potencials de l’asteroide en un espai de sis dimensions, i després fer una” simulació de Monte Carlo “on es comproven els punts a l’atzar. Però el problema era que trigaria setmanes, sobretot amb ordinadors de la dècada dels 90.

“Necessitàvem trobar una estratègia millor. Per tant, representem les òrbites més rellevants pel risc de col·lisió amb una línia 1-dimensió corba. Es basa en observacions al final, a causa del nostre desconeixement de l’òrbita real de l’asteroide. A continuació, a mesura que es reben observacions de seguiment a través de Minor Planet Center el possible espai ocupat per l’òrbita es limita a una regió cada vegada més petita i podem evitar la col·lisió, tot i que més enllà d’un cert punt el caos dinàmic sempre farà que les nostres prediccions siguin boires. També podem marcar aquells objectes que requereixin una observació addicional per part dels astrònoms per reduir la seva incertesa.

“L’important és que això ens va donar una manera d’accelerar els” batecs del cor “del sistema, de manera que quan es descobreix un nou asteroide puguem donar en poques hores una primera estimació del risc de colpejar la Terra”.

Elaboració d’espaguetis a partir d’asteroides

Steve afegeix: “Comparo aquesta” línia de variació “que representa la incertesa de la posició d’un asteroide amb un plàtan, milers de vegades més llarg que el seu ample, que es redueix fins a semblar-se a un cable mitjançant observacions posteriors. Amb el seguiment d’impactes, destaquem les parts d’aquest cable que podrien ser tallades per la Terra.

“I seguim les òrbites d’aquestes línies cap al futur, de manera que acaben semblant un bol d’espaguetis desordenat. Aquest procés bàsic encara s’utilitza, tot i que alguns investigadors estan investigant nous enfocaments ”.

“Llavors, quan vaig anar a Laboratori de Propulsió a raig de la NASA, on em vaig instal·lar Sentinella com a sistema complementari, que utilitza substancialment la mateixa teoria, tot i que s’executa en programari independent. Així, NEODys va entrar en funcionament el 1999 i Sentry el va seguir el 2002 ”.

Giovanni relata: “Al final, NEODys tenia un caràcter acadèmic, de manera que vam començar a fer pressió sobre l’agència espacial italiana ASI i ESA perquè creessin un centre operatiu, cosa que va donar lloc al NEOCC d’ESRIN”.

Avui el NEOCC registra 26 079 asteroides i 113 cometes, dels quals 1190 es troben a la “llista de riscos” (amb una probabilitat no nul·la de colpejar la Terra), tot i que molts són retirats d’aquest estat ja que les observacions posteriors restringeixen els seus possibles camins orbitals .

Tant el sistema europeu com el nord-americà continuen millorant la seva eficiència operativa, per mantenir-se al dia amb l’increment constant dels descobriments NEO, que ha augmentat en un factor de deu fins a prop de 3.000 a l’any. I hi haurà molts nous observatoris, inclòs el primer dels propis de l’ESA Telescopis “Fly-Eye” segur que aquest nombre continuarà creixent.

Com desviar un asteroide entrant?

Però tot el punt d’avaluar el risc de col·lisió no és només un exercici acadèmic, sinó que ens permet fer alguna cosa si cal, i l’Andrea també va estar activa aquí.

“La idea va començar amb Deep Impact de la NASA, que va estavellar una nau espacial de mida rentadora contra el cometa Tempel-1”, diu Giovanni. “No va ser possible mesurar l’efecte sobre el moviment orbital del cometa, però Andrea va treballar amb el Espai Deimos una empresa a Espanya per preguntar-se: quina seria la missió ideal per realitzar aquesta mesura? ”

El resultat que Andrea va batejar com a Don Quijote, a partir del títol de la famosa novel·la escrita per Cervantes. Una sonda espacial anomenada Hidalgo, després del valent cavaller de la història, que molesta el vent, impactaria contra un asteroide mentre que l’altra, Sánchez, pel seu cobard retenció, analitzaria els efectes de la col·lisió.

Don Quijote va ser una de les sis propostes de missió d’asteroides estudiades en detall pel Comitè assessor de la missió d’objectes a la Terra de l’ESA (ESA Near-Earth) de l’ESA el 2004, i es va destacar com una missió que podria proporcionar una baula vital que falta a la cadena, des de la identificació de les amenaces d’asteroides fins a la resolució d’aquesta amenaça.

El problema eren els diners. L’ESA no es podia permetre el luxe de muntar tota la missió de la nau espacial tota sola. En canvi, es va convertir en una escala internacional: la NASA pilotarà la sonda espacial Double Asteroid Redirect Test més tard aquest any, per impactar el més petit dels asteroides binaris Didymos el 2022. Després, l’Hera de l’ESA el seguirà el 2024, arribant dos anys després.

Malauradament, Andrea no podrà veure aquest experiment còsmic a gran escala que va concebre. Va morir sobtadament d’un atac de cor en el camí de visitar un amic.

“Se li troba molt a faltar”, afegeix Steve. “Tenia un intel·lecte massiu i un sentit de la diversió. Crec que li agradaria molt que una nau espacial portés el seu nom ”.

Giovanni està d’acord: “Andrea tenia un asteroide anomenat així, 4701 Milani al cinturó principal d’asteroides, però puc imaginar-lo pensant que molts científics tenen asteroides amb el seu nom, molt pocs tenen una missió espacial!”