Quando un CubeSat incontra un asteroide

Dentro gli asteroidi: macigni compatti o cumuli di macerie?

In generale, un corpo roccioso può essere:

·        Monolitico, ossia privo (o quasi) di rilevanti cavità interne. Essendo un “blocco unico”, esso può essere molto resistente e efficace nella trasmissione delle onde d’urto;

·        Fratturato, ossia caratterizzato da numerosi impatti, ma senza grandi vuoti;

·        “Rubble pile” (cumulo di macerie), cioè formato da tante parti tenute insieme soprattutto dalla gravità, con vuoti particolarmente rilevanti tra un frammento e l’altro.

Può sembrare controintuitivo, ma un grande asteroide monolitico può essere più facile da distruggere rispetto a un Rubble pile della stessa dimensione. In un corpo compatto, infatti, l’energia di un impatto si trasmette più efficacemente attraverso il materiale; in un cumulo di macerie, invece, parte dell’energia viene “assorbita” compattando i vuoti interni

Impatti: piccoli ma frequenti

Nel Sistema Solare gli impatti seguono una legge statistica: gli oggetti piccoli sono molto più numerosi di quelli grandi. Anche se un asteroide non viene distrutto da un impatto catastrofico, può essere progressivamente frantumato da molti urti minori. Con il tempo, un corpo inizialmente compatto può perdere quasi tutta la sua resistenza. Se poi avviene un impatto più energetico, si può formare una struttura porosa e poco coesa: nasce così un asteroide “rubble pile”, con pochissima resistenza alla trazione e scarsa capacità di trasmettere onde d’urto.

Famiglie di asteroidi: frammenti di antichi scontri

Quando un grande proto pianeta viene distrutto (o non si forma completamente), i suoi frammenti possono riaggregarsi lentamente per effetto della gravità o altri fenomeni, formando una famiglia di asteroidi con composizione simile, anche senza compattazione completa. Molti asteroidi con raggio equivalente inferiore a circa 155km mostrano macro porosità elevatissime, fino al 70%. Questo significa che una grande frazione del loro volume è costituita da vuoti interni.

Asteroidi differenziati: non tutti uguali

Non tutti gli asteroidi, però, sono semplici cumuli di macerie. L’esistenza di meteoriti ignee dimostra che alcuni piccoli corpi primitivi si sono fusi e differenziati, formando un nucleo e un mantello. Le missioni spaziali hanno fornito prove dirette di strutture interne complesse: Dawn ha mostrato che Vesta presenta caratteristiche compatibili con una struttura differenziata (mantello e nucleo); Ceres, pur avendo bassa densità, mostra una forma in equilibrio gravitazionale che suggerisce differenziazione interna; anche Lutetia sembra parzialmente differenziato. Questo indica che gli asteroidi più grandi possono avere interni molto diversi rispetto ai piccoli corpi porosi.

Conclusioni

Paradossalmente, un asteroide molto poroso può essere più resistente rispetto a uno compatto, perché l’energia di un impatto viene prima assorbita nel compattare i vuoti interni. In altre parole, dietro l’apparente semplicità di un impatto, si nascondono numerose varietà di strutture. Gli asteroidi non sono tutti uguali: studiarli significa leggere le prime pagine della storia del Sistema Solare.