Sadržaj
Možemo li išta poduzeti o asteroidu kojem je suđeno da pogodi Zemlju? Odgovor je, da, pod uvjetom da je dovoljno mali i da imamo dovoljno vremena da pošaljemo svemirsku letjelicu da ga odbije. Kao što ćemo vidjeti, što duže vrijeme upozorenja imamo, veći ćemo asteroid moći upravljati. Mnogi su aspekti ublažavanja udara asteroida sažeti u Izvješću svemirske straže. U novije vrijeme NASA je također dovršila studiju i kongres ga koristi da odluči koje korake SAD i druge nacije mogu i trebaju poduzeti.
Astronomi su proveli puno vremena pokušavajući smisliti kako spasiti Zemlju od udara asteroida. Prvo morate pronaći sve asteroide, izračunati njihove orbite i vidjeti koji se oni opasno približavaju Zemlji. Jednom kada spoznate orbitu, možete shvatiti kada će pogoditi. Ovo vam govori koliko imate vremena za upozorenje. I na kraju, ako možete shvatiti masu asteroida, možete izračunati koliko teško morate to pritisnuti da biste promijenili njegovu orbitu upravo toliko da biste propustili Zemlju. Holivudska ideja slanja bombe kako bi je "raznijela" nerealna je jer današnja lansirna vozila ne mogu nositi dovoljno veliku bombu. Osim toga, umjesto jednog velikog tijela, mogli biste završiti s mnogim malim fragmentima usmjerenim prema Zemlji.
Pronalazeći ih
Pronalaženje asteroida relativno je jednostavno. Prvi ga je pronašao Giuseppe Piazzi 1801. godine. Nekoliko je opservatorija trenutno posvećeno pronalaženju asteroida i njihovom praćenju (Spacewatch, NEAT, Pan-STARRS, LONEOS i drugi). Trenutno je pronađeno oko 80% asteroida većeg promjera od 1 km. Ništa od toga nema orbite koje bi ih dovele do zemaljskih bikova. 2004. godine otkriven je asteroid veličine 250 mi koji bi trebao proći blizu Zemlje 13. travnja 2029. (petak 13.!). Nazvani Apophis, vjerojatnost udara asteroida je 1 na 45000 i očekuje se da će se smanjivati kako se orbita usavršava u narednim godinama. Asteroid 1950 DA će se 2880. godine vrlo blizu Zemlji dogoditi. S obzirom na nesigurnosti u njegovoj orbiti, utjecaj ostaje mogućnost.
Kada je u pitanju udar asteroida, veličina je bitna. Asteroidi promjera manjih od oko 10 metara mala su prijetnja jer će se raspasti ili izgorjeti u atmosferi. Oni s promjerom većim od oko 5 km preveliki su da bismo mogli išta poduzeti. To su samo procjene jer je bitna masa, a ne promjer. Neki asteroidi su "hrpe od ruševina", lagano konsolidirane zbirke manjih tijela koja su spojena pomoću slabe gravitacije asteroida. Ostale su žilave, guste stijene poput hondrita i pegle. Ali grubo govoreći, raspon veličina koji je važan je promjera između 10 m i 5000 metara. Zato razmislite o stijenama između veličine vaše kuće i planine. Rushmore.
Ako se nađe asteroid na kojem je na njemu napisano Zemljino ime, treba mnogo toga učiniti. Orbita nije poznata do beskonačne preciznosti, uvijek postoje male neizvjesnosti. Hoće li to stvarno pogoditi Zemlju ili će sigurno zašutjeti kraj nas s nekoliko tisuća kilometara da je poštedimo? (nekoliko tisuća km je vrlo, vrlo blizu!) Dok neki astronomi rade na pooštravanju točnosti orbite, drugi će pokušati izmjeriti masu asteroida.
Mjeriti ih
Ovo je lukavo. Čak i u najvećem teleskopu, većina asteroida nije ništa drugo do pin točke svjetlosti na noćnom nebu. Ne možemo vidjeti njihovu stvarnu veličinu i strukturu, samo njihovu boju i svjetlinu. Iz njih i nagađanja o gustoći asteroida možemo procijeniti masu. Ali nesigurnosti su prevelike da bi se postavila pouzdana misija otklona. Dakle, sljedeći korak bit će slanje svemirskog broda asteroidu za mjerenje njegove mase i drugih svojstava poput oblika, gustoće, sastava, brzine rotacije i kohezivnosti. Ovo bi mogla biti ili letjeti ili slijetati. Takva misija također bi dala izuzetno točne informacije u orbiti jer bi svemirski brod mogao djelovati kao svjetionik ili postaviti radio transponder na asteroid.
Odbijanje asteroida teško je, iako je fizika prilično jednostavna. Ideja je gurnuti asteroid i promijeniti njegovu orbitu u maloj količini. Obično bi pogodio Zemlju pri brzini od oko 30 km / s, mada bi to ovisilo da li će doći bočno, glavom ili odostraga. No, uzmimo 30 km / s kao primjer.
Znamo polumjer Zemlje: 6375 km. Ako znamo koliko vremena upozorenja na udar - recimo 10 godina - onda sve što trebamo učiniti je ubrzati ili usporiti asteroid za 6375 km / 10 godina, odnosno oko 2 cm / sek. Asteroid promjera 1 km težak je oko 1,6 milijuna tona. Za promjenu njegove brzine za 2 cm / s potrebno je više od 3 megatona energije.
Sigurnost ovisi o pronalasku asteroida što je ranije moguće. Očito, da imate više vremena za upozorenje, lakše ćete izvršiti promjenu, jer vas ne treba toliko gurati. Ili možete odgoditi guranje dok pročišćavate orbitu ili razvijate tehnologiju. Alternativno, kratko vrijeme upozorenja znači da se morate zauzeti i gurati koliko god možete. Rano upozorenje je najbolji pristup. Kao što izreka kaže, "ubod u vrijeme štedi devet".
Kometi su glavna karta zemaljske udarne igre. Obično se otkriju samo nekoliko mjeseci prije nego što se približe unutarnjem sunčevom sustavu. Promjer od nekoliko kilometara i brzina do 72 km / s predstavljaju potencijalno neizvodljivu prijetnju. Uz manje od nekoliko godina upozorenja, vjerojatno ne bi bilo dovoljno vremena za uspostavljanje misije progiba.
Svemirska letjelica namjerno se srušila u jezgru kometa Tempel 1 brzinom oko 10 km / s. To je bio rezultat. 4. srpnja 2005. NASA Image.
Odbijajući ih
Postoji nekoliko načina odbacivanja asteroida, no niti jedan se nikada nije pokušao. Pristupi se svrstavaju u dvije kategorije - impulzivni deflektori koji asteroid stiskuju trenutačno ili u roku od nekoliko sekundi, te deflektori s „sporim guranjem“ koji na asteroid primjenjuju slabu silu dugi niz godina.
Impulzivni deflektori dolaze u dvije vrste: bombe i metci. Oboje su u okviru trenutnih tehnoloških mogućnosti. Postavljanjem bombe na ili u blizini asteroida, materijal se raznosi sa površine. Asteroid se povlači u suprotnom smjeru. Jednom kada se sazna masa asteroida, lako je shvatiti koliko bombe možete koristiti. Najveće eksplozivne naprave koje imamo su nuklearne bombe. Oni su najenergičnije i najpouzdanije sredstvo za isporuku energije, pa je zato nuklearni progib najprikladniji. Nuklearne su bombe stotine tisuća puta jače od sljedećeg najboljeg pristupa; metaka.
Pristup „mecima“ je također jednostavan. Projektil velike brzine ubacuje se u asteroid. Trenutno imamo tehnologiju da metak težak nekoliko tona pošalje u asteroid. Ako bi brzina bila dovoljno velika, ovaj pristup bi mogao rezultirati guranjem nekoliko puta većim od onog koji bi bio posljedica samog udara, jer bi se materijal ispuhao iz asteroida na gotovo isti način kao što to čini bomba. Zapravo, pokušaj metaka - „kinetički otklon“ kako ga nazivaju - zapravo je pokušao na neizravni način. 2005. godine, NASA-in svemirski brod Deep Impact namjerno je manevriran putom komete Tempel 1. Cilj je bio probušiti rupu u kometi i vidjeti što je izašlo. I uspjelo je. Iako je promjena u brzini kometa bila premala za mjerenje, tehnika je dokazala da možemo pratiti i uspješno ciljati asteroid.
Spori potisnici u ovom su trenutku uglavnom konceptualni. Uključuju: ionske motore, gravitacijske traktore i pogonske mase. Ideja je prenijeti uređaj na asteroid, sletjeti na njega i pričvrstiti ga, a zatim kontinuirano gurati ili povlačiti dugi niz godina. Ionski motori i masovni vozači materijal su velikom brzinom gađali s površine. Kao i prije, asteroid se oporavlja. Gravitacijski traktor je kontrolirana masa koja se odvaja od asteroida koristeći nešto poput ionskog potisnika. Masa traktora povlači asteroid koristeći svoju gravitaciju. Prednost svih sporih potiskivača je u tome što se asteroid pomiče, njegov položaj i brzina mogu se neprekidno nadzirati, a samim tim i po potrebi se mogu izvršiti ispravke.
NASA slika s ilustrativnim uređivanjima.
Pričvršćivanje nečega na asteroid teško je jer je gravitacija izuzetno slaba i površinska svojstva možda nisu poznata. Kako biste pričvrstili stroj na hrpu pijeska? Većina asteroida se okreće, pa bi se gurač tukao naokolo i rijetko bi ga usmjerio u pravom smjeru. Također bi se trebao okretati s asteroidom i za to je potrebna energija, puno toga. Iako gravitacijski traktor ne trpi ove nedostatke, ipak mu treba stalni izvor snage. Svi su ti uređaji komplicirani. Moraju ih napajati, kontrolirati i raditi na daljinsko upravljanje u svemiru dugi niz godina, što je vrlo visok redoslijed.
Pokazali smo da ionski motori mogu raditi najmanje nekoliko godina u svemiru, ali dosad ionski motori nemaju dovoljno snage da odbiju prijeteći asteroid, osim ako nema izuzetno dugog vremena upozorenja. Manje duga vremena upozorenja je da neizvjesnosti u orbiti asteroida onemogućavaju biti sigurni da će pogoditi Zemlju. Postoji nekoliko dalekih koncepata sporog pritiska: oslikavanje asteroida bijelim i puštanje sunčeve svjetlosti da vrši pritisak zračenja; stavljanje lasera u orbitu i zalijetanje više puta; gurajući manji asteroid dovoljno blizu da ga gravitacijski odbije. Međutim, kada astronomi iznose brojeve, ideje nisu u skladu s bilo kojim praktičnim sustavom.
Astronomi nisu jedini ljudi zabrinuti zbog udara asteroida. Zabrinuti su političari, organizacije za reagiranje u kriznim situacijama i Ujedinjene nacije. Ako moramo odbiti asteroid, tko će to platiti? Tko će zapravo lansirati svemirski brod? Ako su nuklearne bombe najsigurniji način odbijanja asteroida, moramo li držati nuklearne bombe u ruci? Hoće li druge nacije vjerovati SAD-u, Izraelu, Rusiji ili Indiji da će nuklearno oružje staviti u svemir, čak i za humanitarnu misiju? Što ako asteroid krene prema Ženevi i imamo samo sredstva za pomicanje mjesta udara za 1000 km. Koji smjer odabiremo i tko odlučuje? Možemo li biti sigurni da ćemo izvršiti precizni pomak s neprovjerenim tehnologijama otklona?
Ako je pogodak asteroida neizbježan, što ćemo učiniti? Ako znamo gdje će se napasti, evakuiramo li ljude iz tog područja? Koliko ih daleko premještamo? Ako udarne krhotine ostanu u atmosferi, moglo bi doći do globalnog hlađenja. Tko je zadužen za svjetsku opskrbu hranom? Ako će pogoditi ocean, koliko će veliki biti tsunami? Kako možemo biti sigurni da je pustošenje za koje predvidimo da je ispravno ili da nešto nismo previdjeli? Možda najviše zabrinjava, udarci asteroida posve su nove vrste katastrofa: kako se pripremamo za uništenje (recimo) istoka SAD-a kad imamo 20 godina upozorenja?
Ova i druga pitanja danas se raspravljaju na znanstvenim skupovima širom svijeta. Srećom, šanse da čak i mali asteroid u dogledno vrijeme pogodi Zemlju vrlo su malene.
Saznajte više: Asteroidi blizu zemlje: Što su oni i odakle dolaze?
David K. Lynch, doktor znanosti, astronom je i planetarni znanstvenik koji živi u Topangi u Kaliforniji. Kad se ne druži oko greške San Andreasa ili koristi velike teleskope na Mauna Kea, on igra zagonetku, skuplja zvečke, drži javna predavanja o mavricama i piše knjige (Colour and Light in Nature, Cambridge University Press) i eseje. Najnovija knjiga dr. Lynchsa je Terenski vodič za rasjed San Andreasa. Knjiga sadrži dvanaest jednodnevnih vožnji vožnjom po različitim dijelovima greške, a uključuje zapise sa cestovnim kilometrima i GPS koordinate za stotine značajki greške. Kako se to događa, Davesova kuća uništena je 1994. godine magnitudom 6.7 u Northridgeu.