La missione di prova di salvare la Terra Don Quijote, commissionata dall'Agenzia spaziale europea, è progettata per testare il potenziale di una vera missione di vita o morte per deviare un asteroide che induce l'estinzione di massa da un percorso di collisione con la Terra.
Attualmente in fase di "concetto", la missione di mitigazione dell'impatto con asteroidi vicino alla terra di Don Quijote - è stata modellata su un volo proposto per il 2002 AT4 o il 1989 ML, entrambi essendo asteroidi vicini alla Terra, sebbene nessuno dei due rappresenti un evidente rischio di collisione. Tuttavia, studi successivi hanno suggerito che Amor 2003 SM84 o addirittura 99942 Apophis potrebbero essere obiettivi più adatti. Dopotutto, 99942 Apophis comporta un rischio marginale (1 su 250.000) di impatto sulla Terra nel 2036.
Qualunque sia l'obiettivo, viene proposto un doppio lancio di due veicoli spaziali: un Impactor chiamato Hidalgo (un titolo che Cervantes ha dato al Don Chisciotte originale) e un Orbiter chiamato Sancho (che era il fedele compagno del Don).
Mentre il ruolo dell'Impactor è autoesplicativo, l'Orbiter svolge un ruolo chiave nell'interpretazione dell'impatto: l'idea è quella di raccogliere dati sull'impatto e sul cambiamento della traiettoria che poi informerebbero le missioni future, in cui il destino della Terra potrebbe davvero essere in gioco .
L'entità del trasferimento della quantità di moto dall'impattatore all'asteroide dipende dalla massa dell'impattatore (poco più di 500 chilogrammi) e dalla sua velocità (circa 10 chilometri al secondo), nonché dalla composizione e dalla densità dell'asteroide. Il cambiamento di momento più grande sarà raggiunto se l'impatto genera ejecta che raggiungono la velocità di fuga. Se invece l'Impactor si seppellisce all'interno dell'asteroide, non si otterrà molto, dal momento che la sua massa sarà sostanzialmente inferiore a qualsiasi asteroide che induca l'estinzione di massa. Ad esempio, l'oggetto che ha creato il cratere Chicxulub e spazzato via i dinosauri (sì, va bene - tranne che per gli uccelli) si pensa che abbia un diametro di circa 10 chilometri.
Quindi, prima dell'impatto, per aiutare il targeting futuro e i calcoli della velocità di impatto richiesti, l'Orbiter farà un'analisi dettagliata della massa complessiva dell'asteroide bersaglio e della sua densità e granularità vicine alla superficie. Quindi, dopo l'impatto, l'Orbiter valuterà la velocità e la distribuzione dell'ejecta di collisione tramite la sua Impact Camera.
Tuttavia, misurare accuratamente il grado di deflessione raggiunto dall'impatto rappresenta una sfida sostanziale per la missione. Avremo bisogno di dati molto migliori sulla massa e sulla velocità dell'asteroide bersaglio di quanto possiamo stabilire dalla Terra. Quindi, l'Orbiter eseguirà una serie di sorvoli e poi andrà in orbita attorno all'asteroide per valutare quanto l'asteroide è influenzato dalla vicinanza del veicolo spaziale.
Una precisa determinazione della distanza dell'Orbiter dall'asteroide sarà raggiunta dal suo Altimetro laser, mentre un esperimento di Radio Science determinerà con precisione la posizione dell'Orbiter (e quindi la posizione dell'asteroide) rispetto alla Terra.
Avendo quindi stabilito l'Orbiter come punto di riferimento, verrà valutato l'effetto della collisione dell'Impactor. Tuttavia, un significativo fattore di confondimento è l'effetto Yarkovsky - l'effetto del riscaldamento solare dell'asteroide, che induce l'emissione di fotoni termici e quindi genera una piccola quantità di spinta. L'effetto Yarkovsky spinge naturalmente verso l'esterno l'orbita di un asteroide se ha una rotazione progrado (nella direzione della sua orbita) - o verso l'interno se ha una rotazione retrograda. Quindi, l'Orbiter avrà anche bisogno di uno spettrometro a infrarossi termici per separare l'effetto Yarkovsky dall'effetto dell'impatto.
E, naturalmente, data l'importanza dell'Orbiter come punto di riferimento, anche l'effetto della radiazione solare su di esso deve essere misurato. In effetti, dovremo anche considerare che questo effetto cambierà man mano che le superfici altamente riflettenti della nuova astronave spaziale perdono la loro lucentezza. Le superfici altamente riflettenti emettono radiazioni, quasi immediatamente, a livelli di energia (cioè momento elevato) quasi equivalenti alla radiazione incidente. Tuttavia, le superfici a basso contenuto di albedo possono rilasciare solo radiazioni termiche a bassa energia (ovvero un momento inferiore) e lo faranno più lentamente.
Per dirla in altro modo, una superficie a specchio rende una vela solare molto migliore di una superficie nera.
Quindi, in poche parole, la missione di mitigazione dell'impatto di Don Quijote richiederà un Impactor con una telecamera di targeting - e un Orbiter con una telecamera di osservazione dell'impatto, un altimetro laser, un esperimento di scienze radio e uno spettrometro a infrarossi termici - e dovresti ricordare di misurare il effetto della pressione della radiazione solare sul veicolo spaziale all'inizio della missione, quando è brillante - e più tardi, quando non lo è.
Ulteriori letture: Wolters et al. Requisiti di misurazione per una missione dimostrativa di mitigazione dell'impatto con un asteroide vicino alla Terra.
