Objetos próximos da Terra
Um objeto próximo da Terra (NEO) é qualquer corpo menor do Sistema Solar cuja órbita o aproxima da Terra. Por convenção, um corpo do Sistema Solar é um NEO se sua aproximação mais próxima do Sol (periélio) for inferior a 1,3 unidades astronômicas (UA). Se a órbita de um NEO cruza a órbita da Terra e o objeto tem mais de 140 metros de diâmetro, é considerado um objeto potencialmente perigoso (PHO). A maioria dos PHOs e NEOs conhecidos são asteroides, mas uma pequena fração são cometas.
Objetos próximos da Terra (NEOs) são, por convenção, tecnicamente definidos como todos os corpos menores do Sistema Solar com órbitas ao redor do Sol que se situam parcialmente entre 0,983 e 1,3 unidades astronômicas (UA) do Sol. Os NEOs, portanto, não estão necessariamente próximos da Terra, mas podem se aproximar da Terra de forma relativamente próxima. O termo também é usado às vezes de forma mais flexível, por exemplo, para objetos em órbita ao redor da Terra ou para quase-satélites, que têm uma relação orbital mais complexa com a Terra. Quando um NEO é detectado, como todos os outros corpos menores do Sistema Solar, suas posições e brilho são submetidos ao Minor Planet Center (MPC) da União Astronômica Internacional (IAU) para catalogação. O MPC mantém listas separadas de NEOs confirmados e NEOs potenciais. As órbitas de alguns NEOs cruzam a da Terra, então eles representam um perigo de colisão. São considerados objetos potencialmente perigosos (PHOs) se seu diâmetro estimado for superior a 140 metros. O MPC mantém uma lista separada para os asteroides entre os PHOs, os asteroides potencialmente perigosos (PHAs). Os NEOs também são catalogados por duas unidades separadas do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da National Aeronautics and Space Administration (NASA): o Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) e o Solar System Dynamics Group.
Os primeiros objetos próximos da Terra a serem observados por humanos foram os cometas. Sua natureza extraterrestre foi reconhecida e confirmada somente depois que Tycho Brahe tentou medir a distância de um cometa através de sua paralaxe em 1577 e o limite inferior que obteve foi bem acima do diâmetro da Terra; a periodicidade de alguns cometas foi reconhecida pela primeira vez em 1705, quando Edmond Halley publicou seus cálculos de órbita para o objeto de retorno agora conhecido como cometa Halley. O retorno do cometa Halley em 1758-1759 foi a primeira aparição de cometa prevista. Foi dito que o cometa Lexell de 1770 foi o primeiro objeto descoberto próximo da Terra. O primeiro asteroide próximo da Terra a ser descoberto foi 433 Eros em 1898. O asteroide foi submetido a várias campanhas de observação extensas, principalmente porque as medições de sua órbita permitiram uma determinação precisa da distância da Terra ao Sol, então imperfeitamente conhecida.
Risco
A partir do final da década de 1990, um quadro de referência típico nas buscas por NEOs tem sido o conceito científico de risco. O risco que qualquer objeto próximo da Terra representa é visto considerando tanto a cultura quanto a tecnologia da sociedade humana. Ao longo da história, os seres humanos associaram os NEOs a riscos de mudança, com base em visões religiosas, filosóficas ou científicas, bem como na capacidade tecnológica ou econômica da humanidade para lidar com esses riscos. Assim, os NEOs têm sido vistos como presságios de desastres naturais ou guerras; espetáculos inofensivos em um universo imutável; a fonte de cataclismos de mudança de era ou vapores potencialmente venenosos (durante a passagem da Terra pela cauda do cometa Halley em 1910) e, finalmente, como uma possível causa de um impacto de formação de cratera que poderia até causar a extinção de humanos e outras formas de vida na Terra.
Projetos para minimizar a ameaça
O primeiro programa astronômico dedicado à descoberta de asteroides próximos da Terra foi o Palomar Planet-Crossing Asteroid Survey. A ligação ao risco de impacto, a necessidade de telescópios de pesquisa dedicados e opções para evitar um eventual impacto foram discutidos pela primeira vez em uma conferência interdisciplinar de 1981 em Snowmass, Colorado, Estados Unidos. Os planos para uma pesquisa mais abrangente, chamada Spaceguard Survey, foram desenvolvidos pela NASA a partir de 1992, sob mandato do Congresso dos Estados Unidos. Para promover a pesquisa em nível internacional, a União Astronômica Internacional (IAU) organizou um workshop em Vulcano, Itália, em 1995, e criou a Spaceguard Foundation também na Itália um ano depois. Em 1998, o Congresso dos Estados Unidos deu à NASA um mandato para detectar 90% dos asteroides próximos da Terra com mais de 1 km de diâmetro (que ameaçam a devastação global) até 2008.
Objetos próximos da Terra são classificados como meteoroides, asteroides ou cometas, dependendo do tamanho, composição e órbita. Aqueles que são asteroides também podem ser membros de uma família de asteroides, e os cometas criam fluxos de meteoroides que podem gerar chuvas de meteoros. Em 4 de novembro de 2021 e de acordo com estatísticas mantidas pelo CNEOS, 27 440 NEOs foram descobertos. Apenas 117 (0,43%) deles são cometas, enquanto 27 323 (99,57%) são asteroides. 2 224 desses NEOs são classificados como asteroides potencialmente perigosos (PHAs). Em novembro de 2021, mais de 1 200 NEAs aparecem na página de risco de impacto do Sentry no site da NASA. Mais de 1 000 desses NEAs têm menos de 50 metros de diâmetro e nenhum dos objetos listados é colocado mesmo na "zona verde" (Torino Scale 1), o que significa que nenhum merece a atenção do público em geral.
Vieses observacionais
O principal problema com a estimativa do número de NEOs é que a probabilidade de detectar um é influenciada por vários aspectos do NEO, começando naturalmente com seu tamanho, mas também incluindo as características de sua órbita e a refletividade de sua superfície. O que for facilmente detectado será mais contado, e esses vieses observacionais precisam ser compensados ao tentar calcular o número de corpos em uma população a partir da lista de seus membros detectados. Asteroides maiores refletem mais luz, e os dois maiores objetos próximos à Terra, 433 Eros e 1036 Ganymed, naturalmente também foram os primeiros a serem detectados. 1036 Ganymed tem cerca de 35 km de diâmetro e 433 Eros tem cerca de 17 km de diâmetro.
Asteroides próximos da Terra (NEAs)
Estes são asteroides em uma órbita próxima à Terra sem a cauda ou coma de um cometa. Em 4 de novembro de 2021, 27 323 asteroides próximos da Terra são conhecidos, 2 224 dos quais são suficientemente grandes e chegam suficientemente perto da Terra para serem considerados potencialmente perigosos. NEAs sobrevivem em suas órbitas por apenas alguns milhões de anos. Eles são eventualmente eliminados por perturbações planetárias, causando a ejeção do Sistema Solar ou uma colisão com o Sol, um planeta ou outro corpo celeste. Com vidas orbitais curtas em comparação com a idade do Sistema Solar, novos asteroides devem ser constantemente movidos para órbitas próximas à Terra para explicar os asteroides observados. A origem aceita desses asteroides é que os asteroides do cinturão principal são movidos para o interior do Sistema Solar através de ressonâncias orbitais com Júpiter. A interação com Júpiter através da ressonância perturba a órbita do asteroide e ele chega ao interior do Sistema Solar. O cinturão de asteroides tem lacunas, conhecidas como lacunas de Kirkwood, onde essas ressonâncias ocorrem à medida que os asteroides nessas ressonâncias foram movidos para outras órbitas. Novos asteroides migram para essas ressonâncias, devido ao efeito de Yarkovsky que fornece um suprimento contínuo de asteroides próximos da Terra. Comparada com toda a massa do cinturão de asteroides, a perda de massa necessária para sustentar a população NEA é relativamente pequena; totalizando menos de 6% nos últimos 3,5 bilhões de anos. A composição dos asteroides próximos da Terra é comparável à dos asteroides do cinturão de asteroides, refletindo uma variedade de classificações espectrais de asteroides.
Meteoroides
Em 1961, a União Astronómica Internacional (IAU) definiu os meteoroides como uma classe de objetos interplanetários sólidos distintos dos asteroides por seu tamanho consideravelmente menor. Essa definição foi útil na época porque, com exceção do evento de Tunguska, todos os meteoros observados historicamente foram produzidos por objetos significativamente menores do que os menores asteroides então observáveis por telescópios. À medida que a distinção começou a se confundir com a descoberta de asteroides cada vez menores e uma maior variedade de impactos NEO observados, definições revisadas com limites de tamanho foram propostas a partir da década de 1990. Em abril de 2017, a IAU adotou uma definição revisada que geralmente limita os meteoroides a um tamanho entre 30 µm e 1 m de diâmetro, mas permite o uso do termo para qualquer objeto de qualquer tamanho que tenha causado um meteoro, deixando assim a distinção entre asteroide e meteoroide turva.
Cometas próximos da Terra (NECs)
Cometas próximos da Terra (NECs) são objetos em uma órbita próxima à Terra com cauda ou coma. Os núcleos dos cometas são tipicamente menos densos que os asteroides, mas passam pela Terra em velocidades relativas mais altas, portanto, a energia de impacto de um núcleo de cometa é ligeiramente maior que a de um asteroide de tamanho semelhante. NECs podem representar um perigo adicional devido à fragmentação: os fluxos de meteoroides que produzem chuvas de meteoros podem incluir grandes fragmentos inativos, efetivamente NEAs. Embora nenhum impacto de um cometa na história da Terra tenha sido confirmado de forma conclusiva, o evento de Tunguska pode ter sido causado por um fragmento do cometa Encke.
Objetos artificiais próximos da Terra
Sondas espaciais extintas e estágios finais de foguetes podem acabar em órbitas próximas à Terra ao redor do Sol e ser redescobertos por pesquisas NEO quando retornarem à vizinhança da Terra. Em setembro de 2002, os astrônomos encontraram um objeto designado J002E3. O objeto estava em uma órbita temporária de satélite ao redor da Terra, partindo para uma órbita solar em junho de 2003. Os cálculos mostraram que também estava em órbita solar antes de 2002, mas estava perto da Terra em 1971. J002E3 foi identificado como o terceiro estágio do foguete Saturn V que levou a Apollo 12 à Lua. Em 2006, mais dois aparentes satélites temporários foram descobertos, suspeitos de serem artificiais. Um deles acabou sendo confirmado como um asteroide e classificado como o satélite temporário 2006 RH120. O outro, 6Q0B44E, foi confirmado como um objeto artificial, mas sua identidade é desconhecida. Outro satélite temporário foi descoberto em 2013 e foi designado 2013 QW1 como um asteroide suspeito. Mais tarde, descobriu-se que era um objeto artificial de origem desconhecida. 2013 QW1 não está mais listado como um asteroide pelo Minor Planet Center.
Quando um objeto próximo da Terra atinge a Terra, objetos de até algumas dezenas de metros de diâmetro normalmente explodem na atmosfera superior (geralmente inofensivamente), com a maioria ou todos os sólidos vaporizados e apenas pequenas quantidades de meteoritos chegando à superfície da Terra, enquanto objetos maiores atingem a superfície da água, formando ondas de tsunami, ou a superfície sólida, formando crateras de impacto. A frequência de impactos de objetos de vários tamanhos é estimada com base em simulações de órbita de populações NEO, a frequência de crateras de impacto na Terra e na Lua e a frequência de encontros próximos. O estudo das crateras de impacto indica que a frequência do impacto tem sido mais ou menos constante nos últimos 3,5 bilhões de anos, o que requer um reabastecimento constante da população NEO do cinturão principal de asteroides. Um modelo de impacto baseado em modelos populacionais NEO amplamente aceitos estima o tempo médio entre o impacto de dois asteroides rochosos com um diâmetro de pelo menos 4 m em cerca de um ano; para asteroides de 7 m de diâmetro (que impacta com tanta energia quanto a bomba atômica lançada em Hiroshima, aproximadamente 15 quilotoneladas de TNT) em cinco anos, para asteroides de 60 m de diâmetro (uma energia de impacto de 10 megatons, comparável ao evento de Tunguska em 1908) em 1 300 anos, para asteroides de 1 km em meio milhão de anos e para asteroides de 5 km em 18 milhões de anos. Alguns outros modelos estimam frequências de impacto semelhantes, enquanto outros calculam frequências mais altas. Para impactos do tamanho de Tunguska (10 megatons), as estimativas variam de um evento a cada 2 000-3 000 anos a um evento a cada 300 anos.
A cada ano, vários NEOs, em sua maioria pequenos, passam pela Terra mais perto do que a distância da Lua. Em 10 de agosto de 1972, um meteoro que ficou conhecido como a Grande Bola de Fogo da Luz do Dia de 1972 foi testemunhado por muitas pessoas; moveu-se para o norte sobre as Montanhas Rochosas do sudoeste dos Estados Unidos para o Canadá. Foi um meteoroide que raspava a Terra que passou a 57 km da superfície da Terra e foi filmado por um turista no Parque Nacional de Grand Teton, em Wyoming, com uma câmera de filme colorida de 8 milímetros. Em 13 de outubro de 1990, o meteoroide EN131090 foi observado acima da Tchecoslováquia e da Polônia, movendo-se a 41,74 km/s ao longo de uma trajetória de 409 km de sul para norte. A aproximação mais próxima da Terra foi de 98,67 km acima da superfície. Foi capturado por duas câmeras da European Fireball Network, que pela primeira vez permitiram cálculos geométricos da órbita de tal corpo.
Alguns NEOs são de interesse especial porque podem ser explorados fisicamente com uma velocidade de missão menor do que a necessária até mesmo para a Lua, devido à combinação de baixa velocidade em relação à Terra e gravidade fraca. Eles podem apresentar oportunidades científicas interessantes tanto para investigação geoquímica e astronômica direta, quanto como fontes potencialmente econômicas de materiais extraterrestres para exploração humana. Isso os torna um alvo atraente para exploração.
Missões para NEAs
A União Astronómica Internacional realizou um workshop sobre planetas menores em Tucson, Arizona, Estados Unidos, em março de 1971. Nesse ponto, o lançamento de uma sonda espacial para asteroides foi considerado prematuro; o workshop apenas inspirou o primeiro levantamento astronômico voltado especificamente para NEAs. As missões para asteroides foram consideradas novamente durante um workshop na Universidade de Chicago realizado pelo Escritório de Ciências Espaciais da NASA em janeiro de 1978. De todos os asteroides próximos da Terra (NEA) que foram descobertos em meados de 1977, estimava-se que a espaçonave poderia se encontrar e retornar de apenas cerca de 1 em cada 10 usando menos energia propulsiva do que o necessário para chegar a Marte. Foi reconhecido que, devido à baixa gravidade superficial de todos os NEAs, mover-se na superfície de um NEA custaria muito pouca energia e, portanto, as sondas espaciais poderiam coletar várias amostras. No geral, estimou-se que cerca de 1% de todas as NEAs podem fornecer oportunidades para missões tripuladas por humanos, ou não mais do que cerca de dez NEAs conhecidas na época. Um aumento de cinco vezes na taxa de descoberta de NEAs foi considerado necessário para fazer uma missão tripulada em dez anos valer a pena.
Missões para NECs
O primeiro cometa próximo da Terra visitado por uma sonda espacial foi 21P/Giacobini-Zinner em 1985, quando a sonda da NASA/ESA International Cometary Explorer (ICE) passou por seu coma. Em março de 1986, o ICE, juntamente com as sondas soviéticas Vega 1 e Vega 2, as sondas Sakigake e Suisei da ISAS e a sonda Giotto da ESA voaram pelo núcleo do cometa Halley. Em 1992, Giotto também visitou outro NEC, 26P/Grigg-Skjellerup. Em novembro de 2010, a sonda Deep Impact da NASA voou pelo cometa próximo à Terra 103P/Hartley. Anteriormente, em julho de 2005, esta sonda voou pelo cometa não-próximo da Terra 9P/Tempel 1, atingindo-o com uma grande massa de cobre.
