Περιεχόμενο
Μπορούμε να κάνουμε κάτι για έναν αστεροειδή που προορίζεται να χτυπήσει τη Γη; Η απάντηση είναι, ναι, εφόσον είναι αρκετά μικρή και έχουμε αρκετό χρόνο για να στείλουμε ένα διαστημικό σκάφος για να το ξεπεράσουμε. Όπως θα δούμε, όσο περισσότερο είναι ο προειδοποιητικός χρόνος που έχουμε, τόσο μεγαλύτερος θα είναι ο αστεροειδής που θα μπορέσουμε να διαχειριστούμε. Πολλές από τις πτυχές του μετριασμού των επιπτώσεων των αστεροειδών συνοψίστηκαν στην Έκθεση Διαστήματος. Πιο πρόσφατα, η NASA ολοκλήρωσε επίσης μια μελέτη και χρησιμοποιείται από το συνέδριο για να αποφασίσει ποια μέτρα μπορούν και πρέπει να λάβουν οι ΗΠΑ και άλλα έθνη.
Οι αστρονόμοι έχουν περάσει πολύ χρόνο προσπαθώντας να καταλάβουν πώς να σώσουν τη Γη από την επίδραση αστεροειδών. Πρώτα πρέπει να βρείτε όλους τους αστεροειδείς, να υπολογίσετε τις τροχιές τους και να δείτε ποιοι έρχονται επικίνδυνα κοντά στη Γη. Μόλις γνωρίσετε την τροχιά, μπορείτε να υπολογίσετε πότε θα χτυπήσει. Αυτό σας λέει πόσο χρόνο προειδοποίησης έχετε. Και τέλος, αν μπορείτε να υπολογίσετε τη μάζα του αστεροειδούς, μπορείτε να υπολογίσετε πόσο σκληρά πρέπει να τον ωθήσετε για να αλλάξετε την τροχιά του αρκετά ώστε να χάσετε τη Γη. Η ιδέα του Χόλιγουντ να στείλει μια βόμβα για να "ανατινάξει" είναι εξωπραγματική, διότι τα σημερινά οχήματα εκτόξευσης δεν μπορούν να μεταφέρουν μια αρκετά μεγάλη βόμβα. Εκτός αυτού, αντί για ένα μεγάλο σώμα, μπορεί να καταλήξετε με πολλά μικρά κομμάτια που κατευθύνονται προς τη Γη.
Εύρεση τους
Η εύρεση αστεροειδών είναι σχετικά εύκολη. Το πρώτο βρέθηκε από τον Giuseppe Piazzi το 1801. Αρκετά παρατηρητήρια είναι αφιερωμένα στην εύρεση αστεροειδών και εντοπισμού τους (Spacewatch, NEAT, Pan-STARRS, LONEOS κ.α.). Επί του παρόντος, περίπου 80% των αστεροειδών με διάμετρο μεγαλύτερη από 1 km έχουν βρεθεί. Κανένα από αυτά δεν έχει τροχιές που θα έφερναν τη μεταφορά τους σε γήινο ταύρο. Το 2004, ένας αστεροειδής μεγέθους 250 μ. Ανακαλύφθηκε ότι αναμένεται να περάσει κοντά στη Γη στις 13 Απριλίου 2029 (Παρασκευή 13η!). Ονομάστηκε Apophis, η πιθανότητα επίπτωσης του αστεροειδούς είναι 1 στα 45000 και αναμένεται να μειωθεί καθώς η τροχιά εξευγενίζεται τα επόμενα χρόνια. Ο αστεροειδής 1950 DA θα έρθει πολύ κοντά στη Γη το 2880. Λόγω των αβεβαιοτήτων της τροχιάς του, η επίπτωση παραμένει μια πιθανότητα.
Όταν πρόκειται για επιπτώσεις αστεροειδών, το μέγεθος έχει σημασία. Αστεροειδείς μικρότεροι από περίπου 10 μέτρα σε διάμετρο είναι μικρή απειλή επειδή θα διασπαστούν ή θα καούν στις ατμόσφαιρες. Όσοι είναι μεγαλύτεροι από περίπου 5 χιλιόμετρα σε διάμετρο είναι πολύ μεγάλοι για να κάνουμε κάτι. Αυτές είναι μόνο εκτιμήσεις επειδή είναι μάζα, όχι διάμετρος που είναι σημαντική. Ορισμένοι αστεροειδείς είναι "πασσάλους συσσωρευτών", χαλαρά ενοποιημένες συλλογές μικρότερων σωμάτων που συγκρατούνται από την αδύναμη βαρύτητα του αστεροειδή. Άλλοι είναι σκληροί, πυκνοί βράχοι όπως χοντρίτες και σίδερα. Αλλά κατά προσέγγιση, το εύρος μεγέθους που έχει σημασία έχει διάμετρο μεταξύ 10 και 5000 μέτρων. Έτσι σκεφτείτε από την άποψη των βράχων μεταξύ του μεγέθους του σπιτιού σας και Mt. Ρούσμορ.
Αν βρεθεί ένας αστεροειδής που έχει γράψει το όνομα της Γης, πρέπει να γίνουν πολλά. Οι τροχιές δεν είναι γνωστές για απεριόριστη ακρίβεια, υπάρχουν πάντα μικρές αβεβαιότητες. Θα χτυπήσει πραγματικά τη Γη ή θα φτάσει με ασφάλεια με τα πόδια με μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα για να χάσει; (μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα είναι πολύ, πολύ κοντά!) Ενώ ορισμένοι αστρονόμοι εργάζονται για να σφίξουν την ακρίβεια της τροχιάς, άλλοι θα προσπαθήσουν να μετρήσουν τη μάζα του αστεροειδή.
Μέτρησή τους
Αυτό είναι δύσκολο. Ακόμα και στο μεγαλύτερο τηλεσκόπιο, οι περισσότεροι αστεροειδείς δεν είναι τίποτα άλλο παρά σημεία φωτός στο νυχτερινό ουρανό. Δεν μπορούμε να δούμε το πραγματικό τους μέγεθος και δομή, μόνο το χρώμα και τη φωτεινότητα τους. Από αυτά και μια εικασία ως προς την πυκνότητα του αστεροειδούς, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα. Αλλά οι αβεβαιότητες είναι πολύ μεγάλες για να φτιάξουμε μια αξιόπιστη αποστολή εκτροπής. Έτσι, το επόμενο βήμα θα είναι να στείλετε ένα διαστημόπλοιο στον αστεροειδή για να μετρήσετε τη μάζα του και άλλες ιδιότητες όπως το σχήμα, η πυκνότητα, η σύνθεση, οι ρυθμοί περιστροφής και η συνοχή. Αυτό θα μπορούσε να είναι είτε ένα fly-by ή ένα lander. Μια τέτοια αποστολή θα παρέχει επίσης εξαιρετικά ακριβείς πληροφορίες σχετικά με την τροχιά, διότι το διαστημικό σκάφος θα μπορούσε να λειτουργήσει ως φάρος ή να εγκαταστήσει έναν ραδιοφωνικό αναμεταδότη στον αστεροειδή.
Η εκτροπή του αστεροειδούς είναι το δύσκολο μέρος, αν και η φυσική είναι αρκετά απλή. Η ιδέα είναι να ωθήσει τον αστεροειδή και να αλλάξει την τροχιά του με ένα μικρό ποσό. Θα χτυπούσε συνήθως τη Γη σε περίπου 30 χλμ / δευτερόλεπτα, αν και αυτό θα εξαρτιόταν από το αν ήρθε στο πλάι, στο κεφάλι ή από πίσω. Ας πάρουμε, για παράδειγμα, 30 km / s.
Γνωρίζουμε την ακτίνα της Γης: 6375 χλμ. Εάν γνωρίζουμε πόσο χρόνο προειδοποίησης πρέπει να επιδράσουμε - πούμε 10 χρόνια - τότε το μόνο που πρέπει να κάνουμε είναι να επιταχύνουμε ή να επιβραδύνουμε τον αστεροειδή κατά 6375 km / 10 χρόνια ή περίπου 2 cm / sec. Ένας αστεροειδής 1 χλμ. Σε διάμετρο ζυγίζει περίπου 1,6 εκατομμύρια τόνους. Για να αλλάξετε την ταχύτητά του κατά 2 cm / s απαιτεί περισσότερους από 3 megatons ενέργειας.
Η ασφάλεια εξαρτάται από την εύρεση των αστεροειδών όσο το δυνατόν νωρίτερα. Προφανώς, όσο πιο προειδοποιητικός χρόνος έχετε, τόσο πιο εύκολο είναι να κάνετε την αλλαγή επειδή δεν χρειάζεται να πιέσετε τόσο σκληρά. Ή μπορείτε να καθυστερήσετε την ώθηση ενώ βελτιώνετε την τροχιά ή αναπτύσσετε την τεχνολογία. Εναλλακτικά, ένας σύντομος χρόνος προειδοποίησης σημαίνει ότι πρέπει να ασχοληθείτε και να ωθήσετε όσο πιο σκληρά μπορείτε. Η έγκαιρη προειδοποίηση είναι η καλύτερη προσέγγιση. Όπως λέει και η παροιμία, "Μια βελονιά εξοικονομεί χρόνο εννέα".
Οι κομήτες είναι η άγρια κάρτα του επίγεια παιχνίδι κρούσης. Ανακαλύπτονται συνήθως λίγους μόνο μήνες πριν πλησιάσουν το εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Με διαμέτρους λίγων χιλιομέτρων και ταχύτητες έως και 72 χλμ / δευτερόλεπτα, αντιπροσωπεύουν μια πιθανώς αδύνατη απειλή. Με λιγότερο από μερικά χρόνια προειδοποίησης, πιθανότατα δεν θα υπήρχε αρκετός χρόνος για να πραγματοποιηθεί αποστολή εκτροπής.
Το διαστημικό σκάφος συνελήφθη σκοπίμως στον πυρήνα του κομήτη Tempel 1 σε περίπου 10 km / s. Αυτό ήταν το αποτέλεσμα. 4 Ιουλίου 2005. Εικόνα της NASA.
Την εκτροπή
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να απομακρυνθούν οι αστεροειδείς, αν και κανένας δεν έχει δοκιμαστεί ποτέ. Οι προσεγγίσεις εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες - παρορμητικές εκτροπείς που ωθούν τον αστεροειδή στιγμιαία ή μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, και εκτροπείς "αργής ώθησης" που ασκούν ισχυρή δύναμη στον αστεροειδή για πολλά χρόνια.
Οι παρορμητικοί εκτροπείς έρχονται σε δύο ποικιλίες: βόμβες και σφαίρες. Και οι δύο βρίσκονται εντός των σημερινών τεχνολογικών δυνατοτήτων. Με την εκτόξευση μιας βόμβας πάνω ή κοντά στον αστεροειδή, το υλικό εκτοξεύεται από την επιφάνεια. Ο αστεροειδής επαναφέρει την αντίθετη κατεύθυνση. Μόλις γίνει γνωστή η μάζα του αστεροειδούς, είναι εύκολο να καταλάβουμε πόσο μεγάλη είναι μια βόμβα για χρήση. Οι μεγαλύτερες εκρηκτικές συσκευές που έχουμε είναι πυρηνικές βόμβες. Είναι το πιο ενεργητικό και αξιόπιστο μέσο για την παροχή ενέργειας και επομένως η προτιμώμενη προσέγγιση είναι η εκτροπή της πυρηνικής ενέργειας. Οι πυρηνικές βόμβες είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές ισχυρότερες από την επόμενη καλύτερη προσέγγιση. σφαίρες.
Η προσέγγιση "σφαίρα" είναι επίσης απλή. Ένα βλήμα υψηλής ταχύτητας είναι τυλιγμένο στον αστεροειδή. Προς το παρόν έχουμε την τεχνολογία να στείλουμε μια σφαίρα που ζυγίζει μερικούς τόνους σε έναν αστεροειδή. Εάν η ταχύτητα ήταν αρκετά υψηλή, αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να οδηγήσει σε ωθήσεις αρκετές φορές μεγαλύτερες από ό, τι θα προέκυπτε από την απλή πρόσκρουση, επειδή το υλικό θα εκτοξεύτηκε από τον αστεροειδή με τους ίδιους τρόπους που κάνει και μια βόμβα. Στην πραγματικότητα, η προσέγγιση των σφαίρων - η "κινητική εκτροπή" όπως ονομάζεται - έχει δοκιμαστεί με έμμεσο τρόπο. Το 2005, το διαστημικό σκάφος Deep Impact της NASA εσκεμμένα ελιγίστηκε στο μονοπάτι του κομήτη Tempel 1. Ο σκοπός ήταν να γροθιά μια τρύπα στον κομήτη και να δούμε τι βγήκε. Και λειτούργησε. Ενώ η αλλαγή στην ταχύτητα του κομήτη ήταν πολύ μικρή για να μετρηθεί, η τεχνική απέδειξε ότι μπορούμε να εντοπίσουμε και να στοχεύσουμε επιτυχώς έναν αστεροειδή.
Οι αργά ωστήρες είναι σε μεγάλο βαθμό εννοιολογικές αυτή τη στιγμή. Περιλαμβάνουν: κινητήρες ιόντων, ελκυστήρες με βαρύτητα και μαζικούς οδηγούς. Η ιδέα είναι η μεταφορά της συσκευής στον αστεροειδή, η προσγείωση και η προσάρτηση σε αυτήν, και στη συνέχεια να ωθήσουμε ή να τραβήξουμε συνεχώς για πολλά χρόνια. Οι ιονικοί κινητήρες και οι μαζικοί οδηγοί πυροβόλησαν υλικό με μεγάλη ταχύτητα από την επιφάνεια. Όπως και πριν, ο αστεροειδής υποχωρεί. Ένας ελκυστήρας βαρύτητας είναι μια ελεγχόμενη μάζα που ξεκινάει από τον αστεροειδή χρησιμοποιώντας κάτι σαν ιόντα. Η μάζα του ελκυστήρα τραβάει τον αστεροειδή χρησιμοποιώντας τη δική του βαρύτητα. Το πλεονέκτημα όλων των αργών ωθητών είναι ότι καθώς ο αστεροειδής μετακινείται, η θέση και η ταχύτητά του μπορούν να παρακολουθούνται συνεχώς και έτσι μπορούν να γίνουν διορθώσεις εάν είναι απαραίτητο.
Εικόνα της NASA με επεξηγηματικές τροποποιήσεις.
Η προσάρτηση κάτι σε έναν αστεροειδή είναι δύσκολη, επειδή η βαρύτητα είναι εξαιρετικά αδύναμη και οι επιφανειακές ιδιότητες μπορεί να μην είναι γνωστές. Πώς θα συνδέσετε μια μηχανή σε ένα σωρό άμμο; Οι περισσότεροι αστεροειδείς περιστρέφονται και έτσι ο ωθητής θα χτυπήσει γύρω και σπάνια θα είναι στραμμένος προς τη σωστή κατεύθυνση. Θα πρέπει επίσης να περιστρέφεται με τον αστεροειδή και αυτό παίρνει ενέργεια, πολλά από αυτά. Ενώ ο ελκυστήρας βαρύτητας δεν υποφέρει από αυτά τα μειονεκτήματα, χρειάζεται μια σταθερή πηγή ενέργειας. Όλες αυτές οι συσκευές είναι περίπλοκες. Πρέπει να τροφοδοτούνται, να ελέγχονται και να γίνονται για να λειτουργούν εξ αποστάσεως στο διάστημα συνεχώς για πολλά χρόνια, μια πολύ ψηλή τάξη.
Έχουμε αποδείξει ότι οι κινητήρες ιόντων μπορούν να λειτουργήσουν για διάστημα τουλάχιστον μερικών ετών στο διάστημα, αλλά μέχρι στιγμής οι ιόντες δεν έχουν αρκετή δύναμη για να εκτρέψουν έναν απειλητικό αστεροειδή αν δεν υπάρχει ένας εξαιρετικά μεγάλος χρόνος προειδοποίησης. Η κάτω πλευρά των μακρών προειδοποιητικών χρόνων είναι ότι οι αβεβαιότητες στην τροχιά του αστεροειδούς καθιστούν αδύνατο να είναι σίγουροι ότι θα χτυπήσει τη Γη. Υπάρχουν μερικές έντονες εξελίξεις χαμηλής ώθησης: η ζωγραφική του λευκού αστεροειδούς και η αφήγηση του ηλιακού φωτός ασκούν πίεση ακτινοβολίας. βάζοντας ένα λέιζερ σε τροχιά και το zapping πολλές φορές. πιέζοντας έναν μικρότερο αστεροειδή αρκετά κοντά ώστε να τον εκτρέψει βαρυτικά. Όταν όμως οι αστρονόμοι διαχειρίζονται τους αριθμούς, οι ιδέες υπολείπονται οποιουδήποτε πρακτικού συστήματος.
Οι αστρονόμοι δεν είναι οι μόνοι που ανησυχούν για τις επιπτώσεις των αστεροειδών. Οι πολιτικοί, οι οργανώσεις αντιμετώπισης καταστάσεων έκτακτης ανάγκης και τα Ηνωμένα Έθνη ενδιαφέρονται όλοι. Αν πρέπει να εκτρέψουμε έναν αστεροειδή, ποιος θα το πληρώσει; Ποιος θα ξεκινήσει πραγματικά το διαστημικό σκάφος; Εάν οι πυρηνικές βόμβες είναι ο πιο σίγουρος τρόπος εκτροπής του αστεροειδούς, πρέπει να κρατήσουμε πυρηνικές βόμβες στο χέρι; Θα εμπιστευθούν και άλλα έθνη οι ΗΠΑ, το Ισραήλ, η Ρωσία ή η Ινδία να τοποθετήσουν πυρηνικά όπλα στο διάστημα, ακόμη και για ανθρωπιστική αποστολή; Τι γίνεται αν ο αστεροειδής κατευθύνεται προς τη Γενεύη και έχουμε μόνο τα μέσα να μετατοπίσουμε τη θέση κρούσης κατά 1000 χλμ. Σε ποια κατεύθυνση επιλέγουμε και ποιος αποφασίζει; Μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι θα κάνουμε μια ακριβή στροφή με τις μη δοκιμασμένες τεχνολογίες παραμόρφωσης;
Αν το χτύπημα των αστεροειδών είναι αναπόφευκτο, τι κάνουμε; Αν ξέρουμε πού θα χτυπήσει, εκκενώνουμε ανθρώπους από την περιοχή; Πόσο μακριά τα μεταφέρουμε; Εάν τα υπολείμματα κρούσης παραμείνουν στην ατμόσφαιρα, μπορεί να υπάρξει παγκόσμια ψύξη. Ποιος είναι υπεύθυνος για την παγκόσμια προμήθεια τροφίμων; Εάν θα χτυπήσει στον ωκεανό, πόσο μεγάλο θα είναι το τσουνάμι; Πώς μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι η καταστροφή που προβλέπουμε είναι σωστή ή ότι δεν έχουμε παραβλέψει κάτι; Ίσως οι πιο ενοχλητικές από όλες τις επιπτώσεις του αστεροειδούς είναι μια εντελώς νέα καταστροφή: πώς προετοιμαζόμαστε για την καταστροφή (πχ.) Των ανατολικών ΗΠΑ όταν έχουμε 20 χρόνια προειδοποίησης;
Αυτά και άλλα ερωτήματα συζητούνται σήμερα σε επιστημονικές συναντήσεις σε όλο τον κόσμο. Ευτυχώς, οι πιθανότητες ακόμη και ενός μικρού αστεροειδούς να χτυπήσει τη Γη στο προσεχές μέλλον είναι πολύ μικρές.
Μάθε περισσότερα: Αστεροειδείς της Γης: Τι είναι και από πού προέρχονται;
Ο David K. Lynch, PhD, είναι ένας αστρονόμος και πλανητικός επιστήμονας που ζει στο Topanga, CA. Όταν δεν κρέμεται γύρω από το σφάλμα του Σαν Αντρέας ή χρησιμοποιώντας τα μεγάλα τηλεσκόπια της Mauna Kea, παίζει βιολί, συλλέγει κροταλίες, δίνει δημόσιες διαλέξεις για ουράνια τόξα και γράφει βιβλία (Color and Light in Nature, Cambridge University Press) και δοκίμια. Το τελευταίο βιβλίο του Dr. Lynchs είναι ο οδηγός πεδίου για το σφάλμα του San Andreas. Το βιβλίο περιέχει δώδεκα μονοήμερες διαδρομές οδήγησης κατά μήκος διαφορετικών τμημάτων του σφάλματος και περιλαμβάνει οδικά αρχεία καταγραφής μιλίων ανά μίλι και συντεταγμένες GPS για εκατοντάδες χαρακτηριστικά σφάλματος. Όπως συμβαίνει, το σπίτι του Daves καταστράφηκε το 1994 από τον σεισμό μεγέθους 6.7 Northridge.