Conţinut
Putem face ceva despre un asteroid care este destinat să lovească Pământul? Răspunsul este, da, cu condiția să fie suficient de mic și că avem suficient timp pentru a trimite o navă spațială pentru a o devia. După cum vom vedea, cu cât timpul de avertizare va fi mai lung, cu atât asteroidul va fi mai mare. Multe dintre aspectele atenuării impactului asteroizilor au fost rezumate în Raportul Spaceguard. Mai recent, NASA a finalizat, de asemenea, un studiu și este utilizat de congres pentru a decide ce măsuri pot SUA și alte națiuni.
Astronomii au petrecut mult timp încercând să-și dea seama cum să salveze Pământul de un impact al asteroizilor. Mai întâi trebuie să găsiți toți asteroizii, să calculați orbitele lor și să vedeți care sunt apropiați periculos de Pământ. După ce cunoașteți orbita, vă puteți da seama când va lovi. Acest lucru vă spune cât timp aveți avertizare. Și în sfârșit, dacă vă dați seama de masa asteroidului, puteți calcula cât de greu trebuie să o împingeți pentru a schimba orbita lui suficient pentru a lipsi Pământul. Noțiunea de la Hollywood de a trimite o bombă pentru a „arunca bomba” nu este realistă, deoarece vehiculele de lansare din prezent nu pot purta o bombă suficient de mare. În plus, în loc de un corp mare, s-ar putea ajunge cu multe fragmente mici îndreptate către Pământ.
Găsirea lor
Găsirea asteroizilor este relativ ușoară. Primul a fost găsit de Giuseppe Piazzi în 1801. În prezent, mai multe observatorii sunt dedicate găsirii asteroizilor și urmăririi acestora (Spacewatch, NEAT, Pan-STARRS, LONEOS și altele). În prezent, au fost găsite aproximativ 80% dintre asteroizi cu diametrul mai mare de 1 km. Niciunul dintre acestea nu are orbite care să le ducă la un ochi de taur terestru. În 2004, a fost descoperit un asteroid cu dimensiunea de 250 m, care se preconizează să treacă aproape de Pământ pe 13 aprilie 2029 (vineri 13!). Numit Apophis, probabilitatea de impact a asteroidului este de 1 la 45000 și este de așteptat să scadă pe măsură ce orbita se va rafina în anii următori. Asteroid 1950 DA va veni foarte aproape de Pământ în 2880. Având în vedere incertitudinile de pe orbita sa, impactul rămâne o posibilitate.
Când vine vorba de impactul asteroizilor, dimensiunea contează. Asteroizii mai mici de aproximativ 10 metri în diametru sunt mici amenințări, deoarece se vor despica sau se vor arde în atmosfere. Cei mai mari de aproximativ 5 km în diametru sunt prea mari pentru a face ceva. Acestea sunt doar estimări, deoarece este importantă masa, nu diametrul. Unii asteroizi sunt „mormane de moloz”, colecții de corpuri mai mici consolidate, ținute împreună de gravitatea gravă a asteroidului. Altele sunt roci dure, dense, precum condritele și fierul de călcat. Dar aproximativ vorbind, dimensiunea care contează este cuprinsă între 10 m și 5000 de metri în diametru. Așadar, gândiți-vă în ceea ce privește rocile dintre dimensiunea casei dvs. și Mt. Rushmore.
Dacă se găsește un asteroid care are numele Pământului scris pe el, mai sunt multe de făcut. Orbitele nu sunt cunoscute de o precizie infinită, există întotdeauna mici incertitudini. Va lovi cu adevărat Pământul sau va trece cu siguranță pe lângă noi, cu câteva mii de km pe care să-i păstrăm? (câteva mii de km sunt foarte, foarte apropiați!) În timp ce unii astronomi lucrează pentru a strânge precizia orbitei, alții vor încerca să măsoare masa asteroidului.
Măsurarea lor
Acest lucru este complicat. Chiar și în cel mai mare telescop, majoritatea asteroizilor nu sunt decât niște puncte de lumină pe cerul nopții. Nu le putem vedea dimensiunea și structura reală, doar culoarea și luminozitatea lor. Din acestea și o presupunere a densității asteroidului, putem estima masa. Dar incertitudinile sunt prea mari pentru a-și monta o misiune de deviere fiabilă. Așadar, următorul pas va fi trimiterea unei nave spațiale către asteroid pentru a măsura masa și alte proprietăți precum forma, densitatea, compoziția, ratele de rotație și coeziunea. Acesta ar putea fi fie un fly-by, fie un lander. O astfel de misiune ar furniza, de asemenea, informații despre orbite extrem de exacte, deoarece nava spațială ar putea acționa ca un far sau să planteze un transponder radio pe asteroid.
Apararea asteroidului este partea grea, deși fizica este destul de simplă. Ideea este să dărâme asteroidul și să-i schimbi orbita cu o cantitate minusculă. În mod obișnuit, acesta ar lovi Pământul cu aproximativ 30 km / s, deși acest lucru ar depinde dacă ar veni în lateral, cu capul sau cu spatele. Dar să luăm un exemplu de 30 km / s.
Știm raza Pământului: 6375 km. Dacă știm cât timp de avertizare pentru a avea impact - să zicem 10 ani - atunci tot ce trebuie să facem este să accelerăm sau să încetinim asteroidul cu 6375 km / 10 ani, sau aproximativ 2 cm / sec. Un asteroid cu diametrul de 1 km cântărește aproximativ 1,6 milioane de tone. Pentru a-și schimba viteza cu 2 cm / s este nevoie de mai mult de 3 megatoni de energie.
Siguranța depinde de găsirea asteroizilor cât mai devreme. Evident, cu cât aveți mai mult timp de avertizare, cu atât este mai ușor să efectuați schimbarea, deoarece nu este necesar să apăsați la fel de tare. Sau puteți întârzia apăsarea în timp ce rafinați orbita sau dezvoltați tehnologia. În mod alternativ, un timp scurt de avertizare înseamnă că trebuie să fii ocupat și să apese cât mai tare. Avertizarea timpurie este cea mai bună abordare. După cum se spune, „O cusătură în timp salvează nouă”.
Cometele sunt cărțile sălbatice ale jocului de impact terestru. De obicei sunt descoperite doar cu câteva luni înainte de a se apropia de sistemul solar interior. Cu diametre de câțiva kilometri și viteze de până la 72 km / s, acestea reprezintă o amenințare potențial de neevitat. Cu mai puțin de câțiva ani de avertizare, probabil că nu ar fi suficient timp pentru a realiza o misiune de deviere.
Nava spațială a fost prăbușită în mod intenționat în nucleul cometei Tempel 1 la aproximativ 10 km / s. Acesta a fost rezultatul. 4 iulie 2005. NASA Image.
Îi devin
Există mai multe modalități de a devia asteroizii, deși niciunul nu a fost încercat vreodată. Abordările se încadrează în două categorii - deflectoare impulsive care aruncă asteroidul instantaneu sau în câteva secunde și deflectoarele „slow push” care aplică o forță slabă asteroidului de mai mulți ani.
Deflectoarele impulsive vin în două soiuri: bombe și gloanțe. Ambele se încadrează în capacitățile tehnologice actuale. Punând o bombă pe asteroid sau în apropierea acestuia, materialul este aruncat de la suprafață. Asteroidul se reface în direcția opusă. După ce masa asteroidului este cunoscută, este ușor să-ți dai seama cât de mare este de folosit o bombă. Cele mai mari dispozitive explozive pe care le avem sunt bombele nucleare. Ele sunt cele mai energice și mai fiabile mijloace de furnizare a energiei și, prin urmare, abordarea preferată este devierea nucleară. Bombele nucleare sunt de sute de mii de ori mai puternice decât următoarea cea mai bună abordare; gloanțe.
Abordarea „glonțului” este, de asemenea, simplă. Un proiectil de mare viteză este aruncat în asteroid. În prezent avem tehnologia pentru a trimite o gloanță care cântărește câteva tone într-un asteroid. Dacă viteza ar fi suficient de mare, această abordare ar putea produce împingeri de câteva ori mai mari decât ceea ce ar rezulta doar din impact, deoarece materialul ar fi aruncat de pe asteroid în același mod în care o face o bombă. De fapt, abordarea glonț - „deviere cinetică” așa cum este numită - a fost de fapt încercată într-un mod indirect. În 2005, nava spațială Deep Impact a NASA a fost manevrată intenționat pe calea cometei Tempel 1. Scopul era să găsească o gaură în cometă și să vadă ce a ieșit. Și a funcționat. Deși schimbarea vitezei cometei a fost prea mică pentru a fi măsurată, tehnica a dovedit că putem urmări și viza cu succes un asteroid.
Împingerile lente sunt în mare parte conceptuale în acest moment. Acestea includ: motoare cu ioni, tractoare gravitaționale și șoferi de masă. Ideea este să transportați dispozitivul la asteroid, să aterizați și să îl atașați de acesta, apoi să împingeți sau trageți continuu mulți ani. Motoarele ionice și șoferii de masă au filmat materialul la viteză mare de la suprafață. Ca și înainte, asteroidul se reface. Un tractor gravitațional este o masă controlată care se află în largul asteroidului folosind ceva ca un propulsor cu ioni. Masa tractorului trage asteroidul folosind propria sa gravitație. Avantajul tuturor apăsătorilor lenti este că pe măsură ce asteroidul este mișcat, locația și viteza acestuia pot fi monitorizate continuu și astfel pot fi făcute corecții dacă este necesar.
Imagine NASA cu modificări ilustrative.
Atașarea a ceva de un asteroid este dificilă deoarece gravitația este extrem de slabă și este posibil ca proprietățile suprafeței să nu fie cunoscute. Cum ați atașa o mașină la o grămadă de nisip? Majoritatea asteroizilor se rotesc și astfel împinsul ar fi bătut în jurul și rareori ar fi îndreptat în direcția corectă. De asemenea, ar trebui să se rotească cu asteroidul și acest lucru necesită energie, o mulțime de ele. În timp ce tractorul gravitațional nu suferă de aceste dezavantaje, are nevoie de o sursă constantă de energie. Toate aceste dispozitive sunt complicate. Acestea trebuie să fie alimentate, controlate și făcute să funcționeze de la distanță în spațiu continuu timp de mai mulți ani, o comandă foarte înaltă.
Am demonstrat că motoarele cu ioni pot funcționa cel puțin câțiva ani în spațiu, însă până acum motoarele cu ioni nu au suficientă forță pentru a devia un asteroid amenințător decât dacă există un timp de avertizare extraordinar de lung. Partea de jos a timpilor lungi de avertizare este că incertitudinile de pe orbita asteroidului fac imposibil de sigur că va lovi Pământul. Există câteva concepte de împingere lentă: zugrăvirea albă a asteroidului și lăsarea luminii solare să exercite presiunea radiațiilor; punerea unui laser în orbită și zappingul acestuia de mai multe ori; împingând un asteroid mai mic suficient de aproape pentru a-l devia gravitațional. Cu toate acestea, atunci când astronomii rulează numerele, ideile se încadrează în orice sistem practic.
Astronomii nu sunt singurii oameni îngrijorați de impactul asteroizilor. Politicienii, organizațiile de intervenție în situații de urgență și Națiunile Unite sunt cu toții preocupați. Dacă trebuie să deviem un asteroid, cine îl va plăti? Cine va lansa de fapt nava spațială? Dacă bombele nucleare sunt cel mai sigur mod de a devia asteroidul, trebuie să ținem bombe nucleare la îndemână? Vor avea alte națiuni încredere în SUA, Israel, Rusia sau India pentru a pune arme nucleare în spațiu, chiar și pentru o misiune umanitară? Ce se întâmplă dacă asteroidul se îndreaptă spre Geneva și avem doar mijloacele de a schimba locația impactului cu 1000 km. Ce direcție alegem și cine decide? Putem fi siguri că efectuăm o schimbare precisă cu tehnologii de deviere testate?
Dacă lovitura asteroidului este inevitabilă, ce facem? Dacă știm unde se va lovi, evacuăm oamenii din zonă? Cât de departe le mutăm? Dacă resturile de impact rămân în atmosferă, ar putea apărea răcire globală. Cine este responsabil de aprovizionarea cu produse alimentare mondiale? Dacă va lovi în ocean, cât de mare va fi tsunamiul? Cum putem fi siguri că devastarea pe care o prezicem este corectă sau că nu am trecut cu vederea ceva? Poate cel mai tulburător dintre toate, impactul asteroizilor este un tip cu totul nou de dezastru: cum ne pregătim pentru distrugerea (să zicem) estul SUA atunci când avem 20 de ani de avertizare?
Aceste și alte întrebări sunt discutate astăzi în cadrul întâlnirilor științifice din întreaga lume. Din fericire, șansele ca și un asteroid mic să lovească Pământul în viitorul apropiat sunt foarte mici.
Aflați mai multe: Asteroizi din apropierea Pământului: Ce sunt și de unde provin?
David K. Lynch, doctor, este un astronom și om de știință planetar care trăiește în Topanga, CA. Când nu atârnă în jurul defectului de la San Andreas sau folosește telescoapele mari de pe Mauna Kea, el joacă vioi, colectează zmeuri, dă prelegeri publice despre curcubee și scrie cărți (Color and Light in Nature, Cambridge University Press) și eseuri. Cea mai recentă carte a Dr. Lynchs este Ghidul de câmp al defecțiunii San Andreas. Cartea conține douăsprezece deplasări de conducere de o zi de-a lungul diferitelor părți ale defecțiunii și include jurnale rutiere mile pe mile și coordonate GPS pentru sute de caracteristici de defect. După cum se întâmplă, casa lui Daves a fost distrusă în 1994 de cutremurul cu magnitudinea 6,7 Northridge.