Em notícias que não deveriam tranquilizar absolutamente ninguém que já viu um filme de desastre, cientistas confirmaram que uma explosão nuclear poderia, sim, desviar um asteroide em rota de colisão com a Terra — mas somente se mirarmos no lado correto daquilo que, lembremos, é uma pedra gigante e irregular rolando pelo espaço.

Nova pesquisa publicada na Icarus descobriu que o sucesso de tal missão depende fortemente de qual lado do asteroide recebe a explosão. Diferentemente dos objetos lisos e redondos amados pelas simulações computacionais, asteroides reais têm superfícies irregulares e formas irregulares, e essas diferenças influenciam dramaticamente como um asteroide se move quando exposto a radiação intensa.

O estudo, liderado por Nathan Moore, físico do Sandia National Laboratories, simulou a mudança de direção de uma explosão de raios X contra o mesmo asteroide e produziu resultados vastamente diferentes. Em uma simulação, a velocidade do asteroide mudou 3,9 milímetros por segundo quando irradiado de uma direção, em comparação com apenas 0,8 milímetros por segundo de outra — uma diferença de quase cinco vezes na velocidade de deflexão, a mudança na velocidade de avanço do asteroide causada pela explosão. "Esperávamos que a mira importasse", disse Moore. "O que nos surpreendeu foi o quanto."

A rotação mostrou-se ainda mais inconstante. Para outro asteroide simulado, a mudança na taxa de rotação variou por um fator de 17 dependendo da direção dos raios X. Portanto, não apenas poderíamos falhar em desviar a coisa, como poderíamos fazê-la girar de um jeito que deixaria um patinador artístico com inveja.

As descobertas sugerem que entender a forma de um asteroide e selecionar cuidadosamente onde direcionar uma explosão nuclear pode ser essencial para proteger a Terra de um impacto futuro. A pesquisa recebeu financiamento através do programa de Pesquisa e Desenvolvimento Direcionado do Laboratório de Sandia.

Para investigar como diferentes formas de asteroides respondem a explosões nucleares, Moore e seus colegas desenvolveram o que descrevem como o modelo de deflexão de asteroides mais preciso até hoje. Modelos computacionais anteriores forçavam os pesquisadores a escolher entre representar a forma complexa de um asteroide e realizar cálculos altamente detalhados das forças físicas envolvidas — combinar ambos exigia mais poder computacional do que era prático. O novo sistema supera esse obstáculo, permitindo aos cientistas estudar formas realistas de asteroides enquanto mantêm a precisão necessária para calcular sua resposta a uma explosão de raios X. "Nosso novo algoritmo é mais de 1.600 vezes mais rápido, o que foi crítico para este avanço", disse Moore. "Com os modelos antigos, os computadores simplesmente não conseguiam lidar."

O interesse de Moore surgiu de um experimento anterior usando a máquina Z do Sandia, que forneceu a primeira demonstração de que raios X poderiam desviar um pequeno fragmento de material de asteroide. O próximo desafio era ampliar o cálculo para um asteroide em escala real. Um problema importante era a prática generalizada de tratar asteroides como esferas — uma simplificação que ignora cristas, depressões e superfícies irregulares. "Você pode fazer estimativas assim, mas asteroides vêm em todos os tipos de formas estranhas e irregulares", disse ele. "Foi quando me agarrei a um trabalho que um dos meus colegas estava fazendo relacionado à desgaseificação de objetos no espaço. Acho que tivemos um momento de 'eureka' quando percebemos que podíamos fazer isso. Chega de esferas. Seríamos capazes de modelar a deflexão para qualquer asteroide."

A solução envolveu reunir dois sistemas de simulação sofisticados já usados no Sandia para problemas físicos muito diferentes. "O código ALEGRA é normalmente usado para modelar experimentos rápidos de alta energia, como fios implodidos magneticamente na máquina Z, enquanto o SPARTA, um código de simulação direta de Monte Carlo, é geralmente usado para modelar forças comparativamente fracas e de evolução lenta, como o arrasto em um satélite pelo vento solar", explicou Moore. "A inovação chave aqui foi descobrir como combinar as duas abordagens de simulação."

O novo modelo permite aos pesquisadores reconstruir um asteroide usando imagens 3D detalhadas de sobrevoos de espaçonaves, e então simular uma explosão nuclear para ver como ele reagiria. Ainda assim, a mensagem para a humanidade permanece: se um asteroide vier em nossa direção, melhor torcer para que os cientistas acertem o lado certo da pedra irregular — ou então poderemos apenas ter dado ao nosso algoz cósmico um giro digno de patinação artística.