DART: a missão da NASA que mudou a órbita de um asteroide - e também a sua trajectória heliocêntrica

Em 2022, a NASA entrou para a história ao provocar, de forma intencional, a colisão de uma sonda com um asteroide, com o objectivo de testar se seria possível alterar a sua órbita em torno do seu corpo companheiro.

Já se sabia que a missão Double Asteroid Redirection Test (DART) tinha superado as expectativas: o período orbital do par de asteroides Didymos e Dimorphos encurtou 33 minutos, um resultado muito acima do previsto.

O que agora se apurou é ainda mais marcante: medições recentes mostram que o impacto não se limitou a mexer na “dança” de Dimorphos à volta de Didymos - também modificou a trajetória orbital do sistema Didymos–Dimorphos através do espaço, ao longo da sua órbita em torno do Sol.

Este feito assinala a primeira vez que a humanidade alterou, de forma directa, a órbita de um objecto natural em torno do Sol.

O que a DART demonstrou para a defesa planetária

A missão DART foi concebida com um propósito claro: defesa planetária. Existem inúmeros corpos rochosos de grandes dimensões no Sistema Solar e, embora nenhum seja actualmente considerado um risco iminente para a Terra, é prudente preparar respostas para cenários futuros.

A ideia por detrás da DART era simples e pragmática: testar a técnica do impacto cinético, isto é, usar uma colisão controlada para transferir quantidade de movimento e desviar um alvo. Em termos de protecção do planeta, a lógica é directa: com anos ou décadas de aviso prévio (quando a detecção é atempada), até um desvio minúsculo pode, ao longo do tempo, traduzir-se numa diferença enorme na posição final do objecto.

A par da tecnologia, há ainda uma dimensão frequentemente menos visível mas decisiva: a capacidade de acompanhar e medir alterações orbitais com precisão, combinando observações a partir da Terra com dados de navegação espacial. Sem esse “rasto” de medições, não há como comprovar se um desvio funcionou nem como prever a evolução futura da órbita.

Didymos e Dimorphos: porquê este sistema binário?

O alvo escolhido era um sistema de dois asteroides gravitacionalmente ligados:

• Didymos, o maior, com cerca de 780 metros de diâmetro;
• Dimorphos, o menor, com cerca de 160 metros de diâmetro.

Por ser o mais pequeno, Dimorphos seria, em princípio, mais fácil de deslocar. Além disso, este sistema foi seleccionado também porque o seu período orbital estava muito bem caracterizado, o que tornava qualquer alteração particularmente fácil de detectar e quantificar.

Para que a missão fosse considerada bem-sucedida, a colisão teria de alterar o movimento de Dimorphos o suficiente para mudar o tempo que este demora a completar uma órbita em torno de Didymos. A equipa científica esperava um encurtamento de cerca de 7 minutos - pelo que os 33 minutos medidos foram um resultado extraordinariamente entusiasmante.

Para além do período orbital: a órbita heliocêntrica do sistema Didymos–Dimorphos

Apesar do foco mediático ter recaído no encurtamento do período orbital, esse é apenas um nível do problema. O sistema Didymos–Dimorphos faz parte de um conjunto maior: todo o Sistema Solar. A questão seguinte era inevitável: será que a DART alterou apenas a órbita de Dimorphos em torno de Didymos, ou mexeu também no caminho macroscópico do par em torno do Sol?

Uma equipa liderada pelo engenheiro aeroespacial Rahil Makadia, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, descreve o avanço da seguinte forma: este trabalho acrescenta à lista de tecnologias demonstradas pela DART a capacidade de desviar um sistema binário de asteroides na sua órbita heliocêntrica.

O papel do baricentro e dos detritos ejectados

Como Didymos e Dimorphos estão gravitacionalmente ligados, ambos orbitam um centro de massa comum, conhecido como baricentro. Quando a DART embateu em Dimorphos, não foi apenas um “empurrão” directo no asteroide mais pequeno: a colisão ejectou também uma quantidade significativa de material para o espaço.

Esse material, ao escapar, transportou consigo quantidade de movimento, retirando-a ao sistema. Os cientistas já previam que esse efeito funcionaria como um recuo (um “contragolpe”) capaz de alterar, ainda que muito ligeiramente, o movimento global do par Didymos–Dimorphos em torno do Sol.

As medições: ocultações estelares e milhares de observações a partir do solo

Desde a colisão, em Setembro de 2022, o sistema tem sido acompanhado com cuidado. A equipa de Makadia analisou:

• dados de 22 ocultações estelares;
• 5 955 medições, a partir da Terra, da posição do sistema;
• três medições de navegação obtidas pela própria nave DART;
• nove medições, a partir do solo, de distância.

O conjunto destes dados indica que o impacto deu, de facto, um impulso global ao sistema Didymos–Dimorphos, reduzindo a sua velocidade orbital em cerca de 11,7 micrómetros por segundo - o que corresponde a aproximadamente 42 milímetros por hora, uma largura semelhante à de um relógio de pulso.

Um empurrão ínfimo que, com o tempo, se torna enorme

No espaço, pequenas alterações podem acumular efeitos muito grandes. Uma variação de 11,7 micrómetros por segundo pode parecer negligenciável, mas ao longo de 10 anos esse desvio acumula cerca de 3,69 quilómetros de diferença na posição.

Isto reforça um ponto crucial para a defesa planetária: em escalas temporais relevantes - anos ou décadas, quando existe aviso prévio e capacidade de intervenção - um ajuste mínimo pode bastar para afastar um objecto potencialmente perigoso de uma trajectória de colisão com a Terra.

A próxima peça do puzzle: a missão Hera da Agência Espacial Europeia

Missões futuras deverão clarificar ainda melhor o que aconteceu durante o impacto. A nave Hera, da Agência Espacial Europeia, com chegada prevista ao sistema Didymos mais para o final desta década, vai:

• estudar a cratera deixada pela DART;
• medir com detalhe as massas dos asteroides;
• caracterizar a sua estrutura e propriedades físicas.

Essas medições serão essenciais para ligar observações orbitais a parâmetros físicos (como densidade, coesão e distribuição de material), refinando a forma como se prevê a eficácia de impactos cinéticos em diferentes tipos de asteroides.

Um marco: alterar a órbita heliocêntrica de um corpo celeste

O que já foi demonstrado é, por si só, notável: pela primeira vez, a humanidade conseguiu modificar a trajectória de um objecto natural no Sistema Solar.

Nas palavras dos investigadores, ao mostrar que missões de desvio de asteroides como a DART podem produzir alterações na órbita heliocêntrica de um corpo celeste, este estudo representa um avanço relevante na capacidade de prevenir impactos de asteroides na Terra.

A investigação foi publicada na revista Science Advances.