Vzhledem k tomu, že asteroid 2005 YU55 včera prolétl blízko Země, tento poněkud znepokojivě blízký průlet přiměl mnoho lidí k přemýšlení, zda bychom byli schopni odklonit asteroid, který směřoval ke křižovatce se Zemí na své oběžné dráze.
Vzhledem k přírodním katastrofám by samozřejmě úder asteroidu na Zemi byl extrémně špatný. Dokonce i relativně malé vesmírné kameny by mohly vymazat miliony lidí z povrchu planety a u skutečně velkých asteroidů – jako je ten, který způsobil událost Chicxulub před 65 miliony let – je nepravděpodobné, že by lidstvo přežilo. A přesto, přes veškerou svou devastaci, asteroidy nabízejí záblesk naděje. Úderu asteroidu se dá předejít, protože máme čas se s tím vypořádat.
'Dnes není žádný známý asteroid na kolizi se Zemí,' řekl Dr. David Morrison z NASA's Near Earth Object (NEO) Program. zpráva před několika lety z průzkumu Spaceguard Survey, který hledá blízko procházející objekty. 'Spaceguard Survey neočekává, že najde nějaký velký asteroid, který by nás přímo ohrožoval.' Pokud je však taková skála objevena na srážkové dráze, pak předpokládáme, že bychom použili vhodnou technologii, abychom ji odchýlili před dopadem. Dopady asteroidů jsou jediným přírodním nebezpečím, které můžeme v zásadě zcela eliminovat.“
Existuje několik různých způsobů, jak změnit oběžnou dráhu asteroidu, ale jaký je nejlepší způsob, jak to udělat?
Nejprve si řekněme trochu o tom, s čím máme co do činění. Objekt v blízkosti Země je asteroid nebo kometa, jejíž oběžná dráha vstupuje do sousedství Země – cokoli, co obíhá do 195 milionů kilometrů (120 milionů mil) od oběžného okolí Země. Některé předměty s námi putují miliony let a vplétají se do naší orbitální dráhy a zase z ní. Nakonec se jeden z těchto objektů ocitne ve špatný čas na nesprávném místě a zasáhne Zemi.
Tento graf ukazuje, jak data z NASA Wide-field Infrared Survey Explorer nebo WISE vedla k revizím odhadované populace blízkozemních asteroidů. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Astronomové na celém světě si jsou tohoto problému vědomi a probíhá několik průzkumů, které mají objevit a katalogizovat všechny potenciální asteroidy křižující Zemi, jako je Spaceguard Survey, která se snaží objevit všechny blízké asteroidy o průměru větší než 1 km. Skály nad touto velikostí mají potenciál ukončit civilizaci, jak ji známe, takže by bylo dobré vědět, zda některá z nich míří k nám.
Ale předměty o průměru pouhých 140 metrů způsobí regionální škody a dokonce i smrt milionů, pokud jeden náhodou zasáhne velké město. Tyto menší kameny jsou také prioritou.
Ke 3. listopadu 2011 bylo objeveno 8 421 objektů Blízké Země. Asi 830 z těchto NEO jsou asteroidy o průměru přibližně 1 kilometr nebo větším. Také 1 262 z těchto NEO bylo klasifikováno jako potenciálně nebezpečné asteroidy, které mají potenciál přiblížit se k Zemi blízko, s dostatečně velkou velikostí, aby v případě dopadu způsobily významné regionální škody.
Navíc nedávné výsledky ze sondy NASA Wide-field Infrared Survey Explorer nebo WISE – která spolu s dalšími průzkumy pomohla najít asi 90 procent největších blízkozemských asteroidů – astronomové nyní odhadují, že existuje zhruba 19 500 středně velkých blízkozemních asteroidů. tam venku, což znamená, že většinu těchto středně velkých asteroidů zbývá objevit. Jedná se o objekty široké 100 až 1 000 metrů (330 až 3 300 stop).
Astronomové pracují na vytvoření komplexního seznamu všech nebezpečných vesmírných kamenů. Co když je asteroid s naším jménem? Jakou akci můžeme podniknout, abychom ji natáhli a zničili, nebo alespoň změnili její trajektorii mimo srážku se Zemí?
Nemluvíme zde o scénáři Armageddon nebo Deep Impact; neexistuje způsob, jak zastavit asteroid, který nás zasáhne během několika měsíců - nevíme jak a nemáme technologii. Ale řekněme, že máme několik desetiletí varování.
Jak jsme to mohli zastavit?
Sonda NASA Deep Impact zasáhla kometu Temple 1 (NASA)
Bývalý astronaut Apolla Rusty Schweickart mnohokrát hovořil s Universe Today a zdůrazňuje, že technologie potřebná k odklonění asteroidu dnes existuje. 'To znamená, že se nemusíme pouštět do velkého technologického vývojového programu, abychom odchýlili většinu asteroidů, které by představovaly hrozbu dopadu,' řekl. 'Tato technologie však nebyla sestavena do návrhu systému a nebyla ověřena, testována ani prokázána, že by skutečně mohla odchýlit asteroid.' Takže musíme otestovat všechno – otestovat samotnou sekvenci, kterou bychom použili pro kampaň odklonu.“
Nejlepší způsob, jak to otestovat, by bylo nechat NASA, nebo možná konsorcium vesmírných agentur, provést skutečnou misi k otestování celého systému.
'Ne s asteroidem, který ohrožuje dopad,' řekl Schweickart, 'ale s asteroidem, který se jen stará o své věci, a my bychom měli příležitost ukázat, že můžeme jeho dráhu mírně změnit kontrolovaným způsobem.'
Schweickart popsal dva typy „vychylovacích kampaní“ pro ohrožující asteroid: akinetický dopadby zhruba „vytlačil“ asteroid na jinou oběžnou dráhu (větší verze toho, co se stalo s kosmickou lodí Deep Impact) agravitační tahač nebo vesmírný remorkérby pomalu přitahoval asteroid, aby přesně upravil výsledný kurz změny použitím ničeho jiného než gravitační přitažlivosti mezi dvěma tělesy. Společně tyto dvě metody zahrnují kompletní kampaň na vychylování s využitím stávající technologie.
Jaké jsou další možnosti?
Rozstřelte to atomovkami
Každý hollywoodský příběh pojednávající o asteroidech vždy zahrnuje zabalení jaderných hlavic na palubu vesmírné lodi a následné odletění asteroidu vyhodit do povětří. Kaboom! Problém je vyřešen? Nepřesně. Věda v těchto filmech je přinejlepším zavádějící a pravděpodobně prostě špatná.
Navíc, jak zdůrazňuje Schweickart, to je asi opravdu špatný nápad . Domnívá se, že existuje problém vytvoření mnoha menších a stejně smrtících kusů skály vyhozením velkého asteroidu do vzduchu (a to by ve skutečnosti mohlo zvýšit jeho ničivou sílu.) Ale ve zprávě zveřejněné Národní rada pro výzkum v roce 2010, vědci připouštějí, že jaderné výbuchy jsou jediným současným praktickým prostředkem pro řešení velkých NEO (průměr větší než 1 kilometr) nebo jako záloha pro menší, pokud by jiné metody selhaly.
Je tu ještě jeden právní háček. článek IVSmlouva o zásadách, jimiž se řídí činnost států při průzkumu a využívání vesmíru, včetně Měsíce a dalších nebeských těleszakazuje zemím používat jaderné zbraně ve vesmíru. Konvenční výbušniny jsou povoleny, ale nejsou tak účinné. Schweickart se však obává, že NASA může být otevřena manipulaci s cílem prosadit šíření vesmírných jaderných zbraní pod rouškou mezinárodní „bezpečnosti“.
*Aktualizace: To znamená, že další plán zmírnění také zahrnuje jaderné zbraně a je nazývánNukleární ablace. To by zahrnovalo odpálení atomovky v těsné blízkosti asteroidu a záření vypařuje jeho povrch a vytváří explozivní tah a změnu rychlosti v reakci.
V jejich Zpráva z workshopu NEO za rok 2007 Analýza a hodnocení programu NASA určila, že takový přístup by byl 100krát účinnější než kinetický impaktor.
Použijte solární plachtu
Fyzik Gregory Matloff má spíše elegantnější nápad, než aby to vyhodil do vzduchu studoval koncept použití dvouplachtového solárního fotonového tryskáče, který využívá koncentrovanou sluneční energii. Jedna z plachet, velká parabolická kolektorová plachta, by neustále směřovala ke slunci a nasměrovala odražené sluneční světlo na menší, pohyblivou druhou tryskovou plachtu, která by vyzařovala koncentrované sluneční světlo na povrch asteroidu. Teoreticky by paprsek odpařil oblast na povrchu a vytvořil by aerojet materiálů, který by sloužil jako pohonný systém ke změně trajektorie NEO.
Svažte je
V roce 2009 David French, doktorand v oboru leteckého inženýrství na Státní univerzitě v Severní Karolíně měl nápad připevnit balast k asteroidu pomocí lana. French vysvětluje: „Tímto způsobem změníte těžiště objektu, čímž účinně změníte oběžnou dráhu objektu a umožníte mu projít kolem Země, místo abyste na ni dopadli.
Zrcadlové včely
Další elegantnější technika také používá koncentrované světlo k jemnému pohybu asteroidu. Tento projekt, který byl sponzorován společností Planetární společnost, se nazývá „zrcadlové včely“. To využívá mnoho malých kosmických lodí – každá nese zrcadlo – rojící se kolem nebezpečného asteroidu. Kosmická loď mohla přesně naklonit svá zrcadla, aby zaostřila sluneční světlo na malé místo na asteroidu, odpařilo kámen a kov a vytvořilo proudový oblak přehřátých plynů a úlomků. Alternativně by satelity mohly obsahovat výkonné lasery čerpané slunečním světlem a lasery by mohly být použity k odpařování horniny. Asteroid by se stal palivem pro vlastní raketu – a asteroid by se pomalu pohyboval po nové trajektorii.
Umělecký koncept zrcadlových včel. Kredit: The Planetary Society
Lasery
Další zajímavá technika z University of Alabama v Huntsville by zahrnoval umístění laserového systému do vesmíru nebo na budoucí základnu na Měsíci. Když je objeven potenciální asteroid křižující Zemi, laser by na něj zamířil a pálil by po dlouhou dobu. Z povrchu asteroidu by bylo odraženo malé množství materiálu, což by mírně vychýlilo jeho dráhu. Po dlouhém časovém období by se korekce kurzu asteroidu sčítala a proměnila přímý zásah v téměř neúspěch.
Plastový obal
Jeden extrémně invenční koncept zahrnuje použití satelitu k obalení asteroidu pruhy reflexní fólie Mylar. Pokrytí pouhé poloviny asteroidu by změnilo jeho povrch z matného na reflexní, což je možná dost na to, aby sluneční tlak mohl změnit trajektorii asteroidu.
Hromadné ovladače
Tato myšlenka zahrnuje použití více landerů k setkání a připojení k ohrožujícímu asteroidu, vrtání do jeho povrchu a vymrštění malého množství materiálu asteroidu vysokou rychlostí pryč. pomocí hromadného ovladače (kolejnicové dělo nebo elektromagnetické odpalovací zařízení). Efekt, pokud by byl aplikován po dobu týdnů nebo měsíců, by nakonec změnil heliocentrickou rychlost cílového asteroidu a tím by změnil jeho nejbližší přiblížení k Zemi.
Mezi další nápady patří připojení běžného raketového motoru k asteroidu ; malování asteroidu, aby byl tmavší nebo světlejší, aby absorboval a znovu vyzařoval více či méně slunečního světla, což ovlivňuje jeho rotaci a nakonec i jeho oběžnou dráhu; a pastýřský iontový paprsek .
Civilní obrana (evakuace, ukrytí na místě, zajištění nouzové infrastruktury) je nákladově efektivním zmírňujícím opatřením pro záchranu životů při nejmenších událostech s dopadem NEO a byla by také nezbytnou součástí zmírňování u větších událostí.
Klíčem k odchýlení nebezpečného asteroidu je najít je brzy aby bylo možné vypracovat plán. Schweickart řekl, že rozhodování o tom, jak zmírnit hrozbu, jakmile je vesmírná skála již na cestě, je příliš pozdě a že všechna rozhodnutí o tom, co a jak se bude dělat, musí být učiněna nyní. „Skutečným problémem je získání mezinárodní spolupráce, takže se můžeme – koordinovaným způsobem – rozhodnout, co dělat a jednat, než bude příliš pozdě,“ řekl. 'Pokud budeme otálet a hádat se o tom, budeme se hádat až za bod, kdy je příliš pozdě, a dostaneme ránu.'
Pro více informací si přečtěte zprávu Mezinárodního panelu Asociace vesmírných průzkumníků (předsedá Schweickart): Asteroid Threats: Call for Global Response.
Zpráva Národní výzkumné rady: Obrana planety Země: Průzkumy objektů v blízkosti Země a strategie zmírnění nebezpečí. Konečná zpráva.
2006 Near Earth Asteroid Survey and Deflection Study
Fraser Cain přispěl k tomuto článku nesmírně.