Con quanto tempo in anticipo è possibile sapere se un asteroide o addirittura una cometa è in rotta di collisione con la Terra, e con che precisione è possibile sapere dove va a cadere?

In generale,
la previsione accurata della posizione futura di un asteroide è possibile
anche con molti anni (o addirittura decine di anni) di anticipo, purché
si disponga di un insieme sufficiente di posizioni astrometriche accurate
(cioè, misurazioni della posizione apparente sulla volta celeste, ascensione
retta e declinazione, per intenderci) dell’asteroide stesso.

Infatti
il moto di un asteroide è regolato quasi esclusivamente da forze gravitazionali
(attrazione gravitazionale del Sole e dei pianeti), che possono essere
calcolate con grande precisione. Quindi il problema della precisione della
previsione della posizione futura dell’asteroide (e quindi anche di eventuali
collisioni con la Terra) sta unicamente nella determinazione dei suoi
elementi orbitali a partire dalle osservazioni; perché tale determinazione
sia precisa occorre avere a disposizione un numero sufficiente di osservazioni
accurate, che siano distribuite su un intervallo di tempo sufficientemente
lungo.

Per capire
questo punto, bisogna tener conto del fatto che le osservazioni astrometriche
sono soprattutto osservazioni ottiche e consistono quindi in osservazioni
angolari: non si misura cioè la posizione tridimensionale dell’oggetto,
ma solo la direzione in cui si trova rispetto all’osservatore (alla Terra).
E` vero che, ultimamente, esiste anche la possibilità di misurare la distanza
di pianeti e pianetini con tecniche radar, ma queste richiedono l’uso
di potenti radiotelescopi che sono molto costosi, pochi, e molto richiesti:
di conseguenza, esistono osservazioni radar solo per una piccola minoranza
degli asteroidi conosciuti.

Di conseguenza,
la misurazione astrometrica fornisce direttamente indicazioni sulla forma
dell’orbita, ma non sulle sue dimensioni (semiasse maggiore); quindi,
l’unico modo di misurare il periodo orbitale dell’asteroide è quello di
aspettare un tempo abbastanza lungo perché l’asteroide abbia il tempo
di percorrere la sua orbita (cioè, diversi anni).

Per chiarire
le idee, faccio un esempio semplice: supponiamo di avere due sole osservazioni
di un asteroide, a distanza di un anno, aventi una precisione di circa
un secondo d’arco. Quindi il moto apparente dell’oggetto è` noto con una
precisione di circa un secondo (d’arco) all’anno. Se voglio prevedere
in base a queste osservazioni dove l’asteroide sarà tra 20 anni, avrò
quindi un errore di previsione (in anomalia media) dell’ordine di 20 secondi
d’arco che, alla distanza di 1 Unità Astronomica, corrisponde a 15.000
km (più del doppio del raggio terrestre).

Ovviamente
un calcolo eseguito in questo modo è eccessivamente semplificato e non
tiene conto di molti fattori; tuttavia, fornisce un ordine di grandezza
approssimato e spiega perché, per avere una buona conoscenza dell’orbita
di un oggetto, occorrano non solo osservazioni accurate, ma anche distribuite
su un arco di tempo il più lungo possibile. Spiega inoltre che, una volta
che siano disponibili parecchi anni di osservazioni, la previsione della
posizione dell’oggetto può essere estrapolata per parecchi anni nel futuro,
senza una eccessiva perdita di precisione.

Per questo
motivo, dovrebbe essere chiaro che non ha alcun senso la domanda che a
volte si sente porre: “Come si deve/può comportare un astronomo quando
scopre un asteroide in rotta di collisione con la Terra? deve divulgare
la notizia o tenerla riservata ecc.”. Infatti, le osservazioni astrometriche
(pur precise) di un asteroide scoperto da pochi giorni non sono assolutamente
sufficienti a determinare un’orbita attendibile, tanto che, se il pianetino
non viene osservato nuovamente nei giorni successivi, può addirittura
essere “perso” (l’errore di previsione della sua posizione apparente diventa
così grande che non si sa più dove puntare il telescopio per osservarlo).
Quindi un eventuale asteroide “killer” potrebbe essere riconosciuto come
tale solo dopo parecchi mesi o anni di osservazione, dopo che è stato
incluso nei cataloghi esistenti, osservato da diversi osservatori (e la
sua orbita calcolata da parecchi astronomi); in altre parole, la pericolosità
di un asteroide sarebbe riconosciuta quasi contemporaneamente da tutta
la comunità degli astronomi che si occupano del problema, e sarebbe automaticamente
di dominio pubblico (vedi la recente vicenda di 1997 XF11).

Nel caso
delle comete, invece, il discorso è abbastanza diverso. Infatti la maggior
parte delle comete ha orbite così allungate e periodi orbitali così lunghi
che, quando entrano nella regione del Sistema Solare accessibile ai nostri
telescopi, sono “nuove” (non si dispongono osservazioni relative a passaggi
precedenti). In questo caso, prevedere una possibile collisione con la
Terra con sufficiente anticipo può essere molto difficile o addirittura
impossibile. Problemi di previsione esistono anche per le comete “a corto
periodo” (che hanno orbite chiuse, della durata di pochi anni, simili
a quelle di molti asteroidi): queste possono essere osservate per parecchie
rivoluzioni, ma la loro dinamica è soggetta a forze di tipo non gravitazionale,
generate dai getti gassosi da esse emessi. Tali forze non possono essere
modellate con precisione, e limitano l’accuratezza del calcolo orbitale.
Si stima che comunque le comete rappresentino solo il 10% circa del rischio
di collisione a cui è sottoposto il nostro pianeta.