Il confuso e poco finanziato piano per salvare la terra dai meteoriti

E`una fredda sera di gennaio sulla cima del monte Bigelow, un'ora di auto a nord di Tucson. Il vento mi sferza il viso mentre osservo i colori del tramonto nel deserto sciogliersi ai piedi delle montagne di Catalina.

Questa è la sede della University of Arizona's Catalina Sky Survey, un osservatorio astronomico la cui missione è scoprire e monitorare i Near Earth Objects (NEO): comete ed asteroidi che nonostante transitino a circa 200 milioni di chilometri dalla nostra orbita hanno il potenziale di cancellarci dalla faccia della Terra.

Sono arrivato qui con Eric Christensen, scienziato della University of Arizona e direttore dell'impianto che mi ha permesso di partecipare all'osservazione. Christensen ha 37 anni: pacato e alla mano, grandi soppracciglia scure accentuate dalla testa rasata. Scarichiamo le provviste dal suo furgone e le sistemiamo nella piccola stanza adibita a camera da letto e cucina in cui ci stabiliremo per le prossime tre notti a scandagliare il cielo in cerca di NEO; condizioni metereologiche permettendo, ovviamente.

Finita l'operazione, io e Christensen guardiamo il tramonto e le nubi da temporale ammassate all'orizzonte. "Non promettono nulla di buono" dice.

In Arizona ci sono circa 300 giorni di cielo limpido all'anno ed io, fortunato come sono, capito qui proprio durante una delle rarissime notti di temporale.

Il telefono di Christensen squilla: è sua figlia di quattro anni che lo chiama per augurargli la buona notte. Sparisce dentro l'osservatorio per qualche minuto e poi torna da me. Dà un'altra occhiata al cielo e mi invita all'interno nella speranza che riusciremo a condurre qualche osservazione prima che la vista venga completamente oscurata dalle nubi.

Per essere un avamposto dedicato a prevenire l'estinzione di massa, l'atmosfera qui al Catalina è sicuramente rilassata.

Fino a qualche decennio fa i poteri che contano non avevano preso seriamente in considerazione il pericolo costituito dagli asteroidi. La situazione è cambiata il 23 marzo 1989, quando un asteroide di 300 metri di diametro noto come 1989FC è passato a 800.000 chilometri dalla terra. Per come l'ha messa giù il New York Times "in termini cosmici ce la siamo cavata per un pelo".

Se il 1989FC avesse colpito la Terra, è improbabile che saremmo sopravvissuti in molti. Più inquietante ancora, il fatto che non avevamo nessuna idea della sua venuta. L'esistenza dell'asteroide è stata scoperta solo otto giorni dopo che sfrecciò nei nostri pressi a circa 20.500 metri al secondo.

Dopo questi avvenimenti, il Congresso ha chiesto alla NASA di prepare un report sui pericoli connessi agli asteroidi. Il documento del 1992 "The Spaceguard Survey: Report of the NASA International Near-Earth-Object Detection Workshop," era, inutile dirlo, piuttosto sconfortante.

Se un NEO gigante colpisse la Terra, spiega il report, i suoi abitanti dovrebbero fronteggiare piogge acide, tempeste di fuoco e i rigori di un inverno causato dalla polvere sollevata fino alla stratosfera dall'impatto.

Nei momenti direttamente successivi allo scontro, il sito dello scontro, esteso dalle 10 alle 15 volte la misura dell'asteroide, verrebbe vaporizzato, le piante e gli animali carbonizzate e si svilupperebbe "una tempesta di fuoco ampia quanto un continente". Il pianeta intero resterebbe immerso nell'oscurità, spesse nubi di polvere oscurerebbero il sole per mesi. Le temperature aumenterebbero di decine di gradi, e a nube dispersa, l'effetto serra causato dal vapore intrappolato nell'aria farebbe innalzare le temperature superficiali anche di 10 gradi rispetto alla media.

Per scampare ad una fine così orribile, la NASA ha promosso un'alleanza tra università e osservatori nominata informalmente "Spaceguard", in onore di Star Trek, dedicata all'identificazione di asteroidi che rischiano di sfiorare l'orbita terrestre.

Un oggetto capasce di casuare un disastro apocalittico del genere avrebbe una magnitudine di diversi chilometri, il che è coerente con le stime dell'asteroide che si crede aver provocato l'estinzione dei dinosauri circa 65 milioni di anni fa: 9,6 km di diametro. Il suo impatto ha provocato un cratere di 177 km nella penisola dello Yucatan e generato un'esplosione dell'equivalente da circa un milione di megatoni equivalenti in TNT di energia.

Nonostante le prospettive terribili di una collisione, la NASA non ha formalmente messo in pratica le sue stesse raccomandazioni sino al 1998. Solo allora, allarmati dalle predizioni rivelatesi errate di un astronomo di Harvard del passaggio di un asteroide a 50.000 chilometri dalla Terra nel 2028, ha annunciato la formazione del programma Near Earth Object Observation program (NEOO), allo scopo di individuare il 90 percento dei NEO con diametro maggiore di un chilometro.

Sebbene il nome ufficiale del programma sia NEOO, molti dei suoi membri continuano a chiamare l'alleanza Spaceguard. Ad oggi include diversi osservatori inclusi il Catalina Sky Survey con Christensen e il suo team quattro persone, il Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) delle Hawaii, lo University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory SpaceWatch a Kitt Peak e l'osservatorio Near Earth Asteroid Tracking (NEAT) in California.

Nel 2005, il Congresso ha esteso l'obiettivo dello Spaceguard all'individuazione del 90 per cento di tutti i NEO con diametro superiore ai 140 metri entro il 2020, impresa non facile considerato che nel nostro sistema solare ne sono presenti circa mezzo milione.

Nonostante queste dimensioni siano significativamente più piccole di quelle dei target originali del programma, sono sufficenti a causare danni a livello locale o regionale.

"Ogni giorno la Terra, rotando semplicemente lungo il suo stesso asse, viene esposta al pericolo di comete e asteroidi" ha detto Dan Mazanek ingegnere capo dei sistemi spaziali al Langley Research Center della NASA. "Gli effetti di un impatto di una cometa o asteroide anche di dimensioni modeste, sarebbero devastanti".

Circa due anni fa, il nostro pianeta ha sperimentato in prima persona le conseguenze procurate da un piccolo NEO che non ha neanche toccato terra.

Il 13 Febbraio 2013 gli abitanti di Chelyabinsk, una città russa da 1 milione di abitanti prossima al confine kazako, hanno ricevuto una visita inaspettata dallo spazio. Alle nove e mezza circa di mattina, davanti agli occhi pieni di stupore della popolazione è comparsa una palla di fuoco luminosa seguita da una fitta scia di fumo che sfrecciava attraverso il cielo. Impattando con l'atmosfera ad una velocità approssimativa di 19.000 metri al secondo, la meteora è esplosa a un altitudine di 30 chilometri e rilasciato circa 25 volte l'energia della bomba atomica su Hiroshima.

Non solo l'arrivo della meteora è stato una sorpresa per scienziati e civili, ma rischiava anche di danneggiare 1200 persone come conseguenza dell'onda d'urto.

Si sarà trattato di un meteorite piuttosto grande, giusto? No. Aveva un diametro di soli 20 metri circa.

Video of fallout from the Chelyabinsk collision.

L'evento ha sottolineato l'importanza pratica del catalogare e controllare i NEO più piccoli, specialmente perché la meteora aveva dimensioni ben al di sotto della soglia stabilita per il monitoraggio dalla NASA.

"Credo che molta gente sia più conscia dei rischi" ha detto Mazanek, "ma se questi eventi si verificano ogni centinaio, migliaio, dieci mila o un milione di anni, diventa sempre più difficile razionalizzare ed interiorizzare la minaccia che rappresentano. I fatti di Chelybinsk, però, hanno di sicuro modificato le vite delle persone che abitano quell'area e credo che abbiano elevato la consapevolezza generale di queste problematiche".

Chelyabinsk ci ha fatto percepire i rischi reali di un impatto con un NEO, ma molti ricercatori mettono in guardia dal sensazionalizzare l'incidente. "Alla gente piace prendere il caso di Chelyabinsk e dire che se il meteorite ci avesse raggiunti con un'angolazione leggermente differente gli effetti sarebbero stati ben peggiori ma non puoi pensare sempre in negativo" ha detto Christensen. "Se avessimo saputo dell'oggetto di Chelyabinsk in anticipo, diciamo dieci anni prima, dubito fortemente che avremmo preso provvedimenti molto diversi da studiarlo attentamente e curarci di evacuare la popolazione. E`una sottile linea di confine da varcare: non vorresti esagerare ma allo stesso tempo neanche minimizzare quello che potrebbe costituire un rischio reale".

Tornando alla Catalina sembra proprio che io e Christensen non contribuiremo ad alcuna scoperta di NEO questa sera. Nel momento in cui ci sarebbe oscurità sufficente per le osservazioni, le nubi coprono tutto. Forse percependo il mio disappunto, Christensen suggerisce di eseguire come alternativa qualche simulazione. "Non ti perdi davvero nulla di eccitante", dice mentre avvia il programma dal computer "non credere che ci arrivino foto in alta definzione degli asteroidi, ecco, guarda…".

Lo schermo si anima di tantissimi quadratini, ognuno è numerato e corrisponde ad un quadrante di cielo. Quando Christensen ci clicca sopra, un blob nero pixelato compare su sfondo statico. "Questo è quello che vedi quando scopri un asteroide".

Ogni volta che il team rileva uno di questi blob, lo segue per circa un'ora, fotografandolo ad intervalli regolari per misurarne i movimenti e cercare di determinare la sua traiettoria attraverso analisi successive.

Il processo di scoperta dei NEO è dolorosamente lento, il che ha senso date le dimensioni del campo di osservazione (il cielo intero) comparate alla taglia degli oggetti ricercati (asteroidi tra i 140 e 1000 metri di diametro).

Alla Catalina, il telescopio principale copre approsimativamente un campo di un quadrante di cielo per volta. Per fare un paragone: il raggio della luna piena è circa metà quadrante e pensate che questo è uno dei telescopi con campo di visibilità più ampio.

Non sappiamo dove si trovino precisamente i Near Earth Objects anche se in base all'esperienza conosciamo in quali direzioni puntare con buone probabilità di trovarli" dice Christensen. "Alcuni amano paragonare la nostra ricerca a quella delle chiavi sotto la luce di un lampione, ma l'analogia non è così efficace, per essere corretta, dovremmo dire che noi cerchiamo l'equivalente di un migliaio di mazzi di chiavi".

Nonostante le difficoltà, il centro del Catalina scopriva circa 600 nuovi NEO all'anno, il che lo rendeva il più efficiente al mondo, fino a quando non è stato superato dal Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS), il membro di Spaceguard delle Hawaii, l'anno scorso. Dei 1,477 NEO scoperti il Catalina ne ha trovati 617 e Pan-STARRS 620.

Nonostante i successi della Catalina, ci sono molti dati che non possono essere ottenuti dalla superficie terrestre. Ecco perché molti spingono per sistemi di rilevamento basati nello spazio.

"Con una missione dedicata esclusivamente ai NEO, potremmo scoprire oggetti di difficile identificazione dalla Terra" spiega Christensen.

I telescopi in orbita non sono disturbati dal clima terrestre, dall'inquinamento luminoso, possono sorvegliare costantemente i cieli e utilizzare lo scanning ad infrarossi che qui ha un efficacia limitata causa calore dell'atmosfera.

La Fondazione B612, una NGO statunitense dedicata alla protezione dall'impatto con gli asteroidi, indipendente dal programma NEOO della NASA, è coinvolta nella costruzione del Sentinel Space Telescope. Nei piani della Fondazione, Sentinel sarà lanciato a bordo di un razzo Falcon 9 della SpaceX e una volta operativo scoverà il 90 per cento di tutti i NEO con diametro maggiore di 140 metri.

Progetti simili sono in corso anche sotto la NASA, incluso il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) rimesso in funzione nel 2013 dopo due anni di inattività, e NEOcam una progetto di telescopio ad infrarossi che consentirebbe la ricerca di oggetti interni ed esterni all'orbita terrestre.

I sistemi spaziali sono particolarmente adatti a scoprire le comete a lungo periodo o quelle con orbite attorno al Sole di 200 anni.

"Le comete di lungo periodo provengono, per natura, dallo spazio esterno" dice Mazanek. "Rappresentano una piccola percentuale, ma prendere rimedi nei loro confronti sarebbe più problematico, perché disporremmo solo di un preavviso dell'ordine di mesi o al massimo di anni in confronto a quello di decenni nel caso degli asteroidi".

Parlare con Mazanek trasmette un senso di urgenza totalmente alieno alla persona di Christensen. Sebbene eviti di sensazionalizzare i pericoli, l'aver calcolato scientificamente le conseguenze di una collisione lo ha reso, a ragione, più ansioso di conoscere quali provvedimenti verrano presi.

Fino ad ora, sono stati scoperti e catalogati più di 12.700 NEO: una cifra sicuramente impressionante. Anche se il solo conoscere le traiettorie dei corpi non è di grande aiuto se non si trova un modo per deviarle nel caso puntino verso di noi.

"Il pericolo è reale" dice Mazanek "siamo stati colpiti in passato e lo saremo in futuro".

Nel film del 1998 Armageddon, un team di scienziati della NASA decide di fare esplodere una bomba nucleare su un asteroide frantumandolo prima che raggiunga la Terra. Non è una opzione così campata per aria.

Il primo maggio del 1995, una manipolo di scienziati nucleari e ingegneri spaziali statunitensi e dell'ex Unione Sovietica hanno tenuto un convegno al Lawrence Livermore National Laboratory appena fuori San Francisco all'interno del Planetary Defense Workshop, un ciclo di conferenze dedicato alle più grandi minacce per il pianeta e ai metodi per evitarle.

Uno dei prestigiosi relatori era Edward Teller, il padre della bomba all'idrogeno. Teller ha sostenuto la fattibilità di mandare in orbita una bomba nucleare da un gigatone per distruggere NEO di un chilometro di diametro o deviare il percorso di quelli che superano i dieci chilometri.

Nonostante la natura controintuitiva di evitare una catastrofe attraverso un'arma nucleare, il suggerimento di Teller, almeno sulla carta, ha molto senso. Secondo uno studio della NASA sarebbe dalle 10 alle 100 volte più efficace delle soluzioni alternative.

Eppure comprensibilmente si tratta di una questione controversa. Le Nazioni Unite hanno bandito l'uso di armi nucleari nello spazio e sebbene in questa ipotesi verrebbero utilizzate a scopi pacifici si tratterebbe pur sempre di bombe.

Oltre a benefici, l'utilizzo di ordigni nucleari per deviare asteroidi comporta anche svantaggi. Ad esempio molti NEO sono semplici conglomerati composti da frammenti minerali tenuti insieme a mala pena dalla forza di gravità. Nel loro caso, un'esplosione nucleare potrebbe mandarli in frantumi, causando una pioggia di proiettili radioattivi diretta sulla Terra.

Al di là dei rischi, utilizzare armi nucleari per deviare gli asteroidi è un'opzione ancora accettata.

Alla Innovative Advanced Concepts Conference della NASA all'inizio del 2014, Bong Wie del Iowa State University's Asteroid Deflection Research Center ha presentato il progetto di una navicella che utilizzi un kinetic impactor per produrre un buco nell'asteroide e spedire una testata nucleare sul sito dell'impatto. Wie ha ricevuto un finanziamento di 600.000 dollari dalla NASA per sviluppare questo "veicolo iperveloce per l'intercettazione di asteroidi" dimostrando che c'è ancora grande interesse per le strategie nucleari.

Eppure i metodi di deviazione non-nucleari superano di gran lunga in numero le loro controparti nucelari.

Nel 2010, lo US National Research Council (NRC) ha commisionato un report sulle conoscenze attuali dei NEO ed eventuali strategie per evitare impatti futuri .

Le tecniche promosse dallo studio e quelle proposte indipendentemente da altri scienziati spaziano dallo straordinariamente banale all'estremamente futuristico: partendo dalle nubi di vapore dirette sulle traiettorie dei corpi all'uso di solenoidi grazie ai quali NEO ricchi di metallo possano trasformarsi in magneti giganti e così arrestare la loro avanzata.

Molte agenzie spaziali raccomandano l'uso di energia cinetica per deviare un NEO usando una navicella di grande massa o adirittura un altro NEO per colpirlo. In un report del 2007 la NASA ha valutato la strategia non nucleare come "l'approccio più maturo al problema" nonostante la maggiore efficienza dell'opzione nucleare.

La Deep Impact mission, lanciata nel 2005, è stato un primo esempio di strategia cinetica. La NASA ha spedito un "impactor delle dimensioni di un tavolino per caffé contro una cometa grande come una città" aiutando a determinare la composizione chimica e la porosità delle comete. E`stato anche il primo test di questo tipo concluso con successo, il che potrebbe rivelarsi fondamentale per le ricerche future.

Un'altra tecnica è la rimozione di superficie che utilizza energia concentrata per produrre un fascio per surrriscaldare il NEO, sino a vaporizzarlo.

Il tutto può essere ottenuto in due modi: con l'utilizzo di laser o di energia solare concentrata in maniera simile a una lente che appicca un incendio.

Al di là delle difficoltà di realizzazione esiste un altro risvolto negativo comune ad entrambe le tecniche di ablazione: il pericolo che vengano puntate contro la Terra per carbonizzare intere popolazioni civili con i laser spaziali.

Un altro strumento all'interno della potenziale scatola degli attrezzi NASA è il mass driver, un sistema di propulsione avveniristico che potremmo ribatezzare "catapulta magnetica"

Essenzialmente i mass driver sono metodi per il lancio di navicelle che adoperano un motore lineare al posto dei razzi. Potrebbero raggiungere gli asteroidi, prelevarne delle parti e proiettarle nello spazio lungo traiettore predeterminate. La diminuzione della massa e l'effetto di contraccolpo causato dall'espulsione altererebbero il percoso orbitale del corpo celeste.