Investigating the tidal response of 99942 Apophis during its 2029 Earth encounter using a discrete element method

Asteroid 99942 Apophis’ close approach to Earth on April 13, 2029, presents a unique opportunity to study the tidal interactions in rubble-pile asteroids. This work investigates Apophis' tidal response using a Discrete Element Method (DEM) simulation framework, specifically the GRAINS software, to model its internal structure and dynamical evolution. The study explores the asteroid's rotational state alterations and tidal dissipation processes induced by Earth's gravitational field during the encounter. The research aims to constrain the Q/k2 parameter, a key metric in understanding energy dissipation in tidal interaction, by simulating different bulk density scenarios and initial orientation configurations. Results indicate that while Apophis is unlikely to undergo catastrophic disruption or major reconfiguration, it may experience significant spin state modifications. These findings contribute to a better understanding of asteroid rheology, tidal mechanics, and potential planetary defense strategies.

L'asteroide 99942 Apophis, nel suo incontro ravvicinato con la Terra il 13 aprile 2029, offre un'opportunità unica per studiare le interazioni mareali negli asteroidi di tipo rubble-pile. Questo lavoro investiga la risposta mareale di Apophis utilizzando una simulazione basata sul metodo degli elementi discreti (DEM), sfruttando il software GRAINS, al fine di modellarne la struttura interna e l'evoluzione della sua dinamica. Lo studio analizza le variazioni dello stato rotazionale dell'asteroide e i processi di dissipazione mareale indotti dal campo gravitazionale terrestre durante l'incontro. Simulando diversi scenari di densità apparente e differenti orientazioni iniziali, la ricerca mira a stimare il parametro Q/k2, una metrica chiave per catturare la dissipazione di energia nelle interazioni mareali. I risultati indicano che, sebbene Apophis non sia destinato a subire una distruzione catastrofica né rilevanti riconfigurazioni, potrebbe comunque sperimentare modifiche significative nel proprio stato di rotazione. Questi risultati contribuiscono a una migliore comprensione della reologia asteroidale, della meccanica mareale e delle strategie di difesa planetaria.