Kuna asteroid 2005 YU55 möödus eile Maa lähedalt, on see üsna rahutult kärbse lähedal paljud inimesed mõelnud, kas me suudaksime suunata kõrvale asteroidi, mis suundub ristumispunktile Maa orbiidil.
Muidugi, kui loodusõnnetused lähevad, oleks asteroidide streik Maal äärmiselt halb. Isegi suhteliselt väikesed kosmosekivimid võivad miljonid inimesed planeedi pinnalt pühkida ja tõeliselt suurte asteroidide jaoks - näiteks see, mis põhjustas Chicxulubi sündmuse 65 miljonit aastat tagasi - on ebatõenäoline, et inimkond ellu jääks. Ja ikkagi pakuvad asteroidid kogu nende laastamisele lootuse. Asteroidide streik on välditav, kuna meil on aega sellega tegeleda.
"Täna ei ole ükski teadaolev asteroid Maaga kokkupõrkekursil," ütles dr David Morrison NASA programmist "Maa lähedal asuvate objektide (NEO) programm" mõne aasta taguses kosmosevalvurite uuringu raportis, mis otsib lähedalt mööduvaid objekte. “Kosmosevalvurite uuring ei eelda, et leitakse ühtegi suurt asteroidi, mis meid otseselt ohustaks. Kui aga selline kivi leitakse kokkupõrkekursil, siis eeldame, et rakendaksime selle kallamiseks enne selle kokkupõrget sobivat tehnoloogiat. Asteroidi mõjud on ainus looduslik oht, mille me põhimõtteliselt täielikult suudame kõrvaldada. ”
Asteroidi orbitaaltee muutmiseks on mõned erinevad viisid, kuid mis on parim viis seda teha?
Kõigepealt räägime natuke sellest, millega me tegeleme. Maa lähedal asuv objekt on asteroid või komeet, mille orbiit siseneb Maa naabrusesse - kõike, mis tiirleb Maa orbiidi läheduses asuva 195 miljoni kilomeetri (120 miljoni miili) kaugusel. Mõned objektid on meiega rännanud miljonite aastate jooksul, kududes meie orbitaalteelt sisse ja välja. Lõpuks on üks neist objektidest valel ajal vales kohas ja mõjutab Maad.
Kõikjal astronoomid on sellest probleemist teadlikud ning kõigi võimalike Maad ületavate asteroidide avastamiseks ja kataloogimiseks on käimas mitu uuringut, näiteks Kosmosevalvuri uuring, mille eesmärk on leida Maa lähedastest asteroididest, mille läbimõõt on suurem kui 1 km. Sellest suuremad kivimid võivad tsivilisatsiooni lõpetada sellisena, nagu me seda teame, nii et oleks hea teada, kas mõni neist suundub meie teed.
Kuid nii väikesed kui 140 meetri läbimõõduga objektid põhjustavad piirkondlikku kahju ja isegi miljonite surma, kui juhtub, et mõni suurlinn lööb. Ka need väiksemad kivimid on prioriteet.
3. novembri 2011 seisuga on avastatud 8421 Maa-lähedast objekti. Umbes 830 neist NEOdest on asteroidid läbimõõduga umbes 1 kilomeeter või rohkem. Samuti on 1 262 neist NEOdest klassifitseeritud potentsiaalselt ohtlikeks asteroidideks, millel on potentsiaal läheneda Maale lähedalt ja mille suurus on piisavalt suur, et mõju korral tekitada olulist piirkondlikku kahju.
Lisaks on NASA laiuvälja infrapunauuringute uurija ehk WISE kosmoseaparaadi hiljutised tulemused - mis koos teiste uuringutega on aidanud leida umbes 90 protsenti Maa-lähedastest asteroididest - astronoomide hinnangul leidub Maa lähedal lähiümbruses umbes 19 500 keskmise suurusega asteroidi seal enamus neist keskmise suurusega asteroididest on alles avastamata. Need on objektid laiusega 100 kuni 1000 meetrit (330 ja 3300 jalga).
Astronoomid töötavad selle nimel, et koostada põhjalik loetelu kõigist seal asuvatest ohtlikest kosmosekivimitest. Mis siis saab, kui sellel on meie nimega asteroid? Mida saaksime teha selle saavutamiseks ja hävitamiseks või vähemalt selle trajektoori muutmiseks kokkupõrkest Maaga?
Me ei räägi siin Armageddonist või Deep Impact stsenaariumist; pole võimalust peatada asteroidi, mis mõjub meile vaid mõne kuu pärast - me ei tea, kuidas seda tehnoloogiat on, ja meil pole seda. Kuid oletame, et meil on paar aastakümmet hoiatus.
Kuidas saaksime selle peatada?
Endine Apollo astronaut Rusty Schweickart on Space Magazine'iga mitu korda vestelnud ja rõhutab, et asteroidi kõrvalekaldumiseks vajalik tehnoloogia on tänapäeval olemas. "See tähendab, et me ei pea minema suuresse tehnoloogiaarendusprogrammi, et suunata kõrvale enamik asteroide, mis võiksid tekitada mõjuohtu," ütles ta. “Kuid seda tehnoloogiat ei ole süsteemi kujunduses kokku pandud ja seda pole kontrollitud, katsetatud ega tõestatud, et see võib asteroidi tõepoolest kõrvale kalduda. Niisiis, peame katsetama kõike - katsetama sama järjestust, mida kasutaksime läbipaindekampaanias. ”
Parim viis testida oleks see, kui NASA või võib-olla kosmoseagentuuride konsortsium teeks reaalse missiooni kogu süsteemi testimiseks.
"Mitte asteroidiga, mis ähvardab lööki," ütles Schweickart, "aga asteroidiga, mis tegeleb vaid oma äriga ja meil oleks võimalus näidata, et suudame selle orbiiti veidi kontrollitud viisil muuta."
Schweickart kirjeldas kahte tüüpi „läbipaindekampaaniaid” ähvardava asteroidi jaoks: a kineetiline mõju järsult “suruks” asteroidi teisele orbiidile (suurem versioon sellest, mis juhtus kosmoselaevaga Deep Impact) ja gravitatsioonitraktor või kosmosepuksiir tõmbaks aeglaselt asteroidi, et saadud muutuste rada täpselt trügida, kasutades vaid rohke gravitatsioonilist külgetõmmet kahe keha vahel. Need kaks meetodit koosnevad täieliku läbipainde kampaania, kasutades olemasolevat tehnoloogiat.
Millised on veel mõned võimalused?
Puhutage see nukkudega
Iga Hollywoodi asteroididega seotud lugu hõlmab tuumalõhkepeade pakkimist kosmoselaeva pardale ja lendamist siis välja, et asteroidi õhku lasta. Kaboom! Probleem lahendatud? Mitte just. Nende filmide teadus on parimal juhul eksitav ja ilmselt lihtsalt vale.
Lisaks, nagu Schweickart rõhutab, on see tõenäoliselt tõesti halb idee. Ta usub, et paljude asteroidide õhku laskmise teel on probleemiks paljude väiksemate ja sama surmavate kivimite tekitamine (ja see võib tegelikult selle hävitavat jõudu suurendada.) Kuid riikliku teadusnõukogu 2010. aastal avaldatud aruandes tunnistavad teadlased et tuumaplahvatused on ainus praegune praktiline vahend suurte NEO-dega (läbimõõt üle 1 kilomeetri) käsitlemiseks või väiksemate jaoks, kui muud meetodid ebaõnnestuvad, varukoopiateks.
Seal on veel üks seaduslik saak. Euroopa Ühenduse asutamislepingu IV artikkel Riikide kosmose, sealhulgas Kuu ja muude taevakehade uurimise ja kasutamise põhimõtteid reguleerivate põhimõtete leping keelab riikidel kosmoses nukkude kasutamise. Tavapärased lõhkeained on lubatud, kuid need pole lihtsalt nii tõhusad. Kuid Schweickart muretseb, et NASA võib olla avatud manipuleerimisele, et esitada kosmosepõhiste tuumarelvade levik rahvusvahelise "ohutuse" varjus.
* Uuendus: öeldud, teine leevendamiskava hõlmab ka tuumarelvi ja seda kutsutakse Tuumaablatsioon. See hõlmaks südamiku detoneerimist asteroidi vahetus läheduses ja kiirgus aurustaks selle pinda, tekitades plahvatusliku tõukejõu ja reageerimisel kiiruse muutuse.
2007. aasta NEO töörühma aruandes leidis NASA programmi analüüs ja hindamine, et selline lähenemisviis oleks 100 korda tõhusam kui kineetiline löökkatsekeha.
Kasutage päikesepurje
Elegantsema idee saamiseks selle asemel, et seda õhku lasta, on füüsik Gregory Matloff uurinud kontseptsiooni, kuidas kasutada kontsentreeritud päikeseenergiat kasutavat kahe purjega päikesepuudrit. Üks neist purjedest, suur paraboolne kollektorpurje, oleks pidevalt päikese poole suunatud ja suunaks peegeldunud päikesevalguse väiksemale, teisaldatavale teisele tõukejõu purjele, mis suunaks kontsentreeritud päikesevalgust asteroidi pinnale. Teoreetiliselt aurustaks tala pinda pinnal, et tekiks materjalide aerojet, mis toimiks tõukejõusüsteemina NEO trajektoori muutmiseks.
Seo need kinni
2009. aastal Põhja-Carolina osariigi ülikooli kosmosetehnika doktorikandidaadil David Frenchil oli idee kinnitada ballast asteroidiga testriga. Seda tehes selgitab prantslane: "muudate objekti massikeskust, muutes efektiivselt objekti orbiiti ja lastes sellel Maa peal mööda minna, mitte seda mõjutada."
Peegelmesilased
Veel üks elegantsem tehnika kasutab kontsentreeritud valgust asteroidi õrnalt liigutamiseks. See Planetaaride Ühingu sponsoreeritud projekt kannab nime “Peegelmesilased”. Selleks kasutatakse ohtlikke asteroide ümber kubisevaid väikeseid kosmoselaevu, millest igaüks kannab peeglit. Kosmoseaparaat võis täpselt peegleid kallutada, et fokusseerida päikesevalgus asteroidi pisikesele kohale, aurustades kivi ja metalli ning tekitades ülekuumendatud gaaside ja prahi juga. Teise võimalusena võivad satelliidid sisaldada päikesevalguse poolt pumbatavaid võimsaid lasereid ja neid saab kasutada kivimi aurustamiseks. Asteroid muutuks enda raketi kütuseks - ja aeglaselt liiguks asteroid uuele trajektoorile.
Laserid
Veel üks huvitav tehnika Huntsville'is Alabama ülikoolist hõlmaks lasersüsteemi paigutamist kosmosesse või tulevasse Kuu baasi. Kui avastatakse potentsiaalne Maad ristav asteroid, suunaks laser selle ja tulekahju pikaks ajaks. Asteroidi pinnalt koputatakse ära väike kogus materjali, mis selle orbiidi veidi ümber suunaks. Pika aja jooksul liidaks asteroidi kursi parandus, muutes otsese löögi peaaegu missiks.
Plastist ümbris
Üks äärmiselt leidlik kontseptsioon hõlmab satelliidi kasutamist asteroidi mähkimiseks peegeldava Mylari lehega. Ainult poole asteroidi katmine muudaks selle pinna tuhmiks peegelduvaks, võimalusel piisavalt, et päikese rõhk saaks muuta asteroidi trajektoori.
Massijuhid
See idee hõlmab mitme maanduri kasutamist kohtumiseks ja ähvardava asteroidi külge kinnitumiseks, selle pinnale puurimiseks ja väikeste koguste asteroidimaterjali suure kiirusega eemaleviimiseks massijuhi (rööpmepüstoli või elektromagnetilise kanderaketi) abil. Mõju, kui seda rakendatakse nädalate või kuude jooksul, muudab lõpuks siht-asteroidi heliotsentrilist kiirust ja muudab selle lähimat lähenemist Maale.
Muud ideed hõlmavad tavalise rakettmootori kinnitamist asteroidi külge; asteroidi värvimine tumedamaks või heledamaks muutmiseks, nii et see neelab ja kiirgab enam-vähem päikesevalgust, mõjutades selle spinni ja lõpuks ka tema orbiiti; ja karjase ioonkiir.
Tsiviilkaitse (evakueerimine, varjualused paigas, hädaolukorra infrastruktuuri tagamine) on kulutõhus leevendusmeede inimelude päästmiseks väikseimatest NEO mõjuga sündmustest ning oleks vajalik ka leevendamiseks suuremate sündmuste korral.
Ohtliku asteroidi kõrvalekalde võti on nende varajane leidmine, et saaks plaani välja töötada. Schweickart ütles, et otsuste tegemine, kuidas ohtu juba leevendava kosmosekivimi korral leevendada, on liiga hilja ning kõik otsused selle kohta, mida ja kuidas teha, tuleb teha nüüd. "Tegelik probleem on siin rahvusvahelise koostöö saamine, nii et saame kooskõlastatult otsustada, mida teha, ja tegutseda enne, kui on liiga hilja," sõnas ta. "Kui me viivitame ja vaidleme selle üle, siis asume teele mööda seda punkti, kus on liiga hilja, ja võtame löögi."
Lisateabe saamiseks lugege kosmoseuurijate ühingu rahvusvahelise paneeli (esimees Schweickart) aruannet: Asteroidi ohud: üleskutse globaalseks reageerimiseks.
Riikliku teadusnõukogu aruanne: Maakera kaitsmine: Maa lähedal asuvate objektide uuringud ja ohtude leevendamise strateegiad. Lõplik aruanne.
Fraser Cain aitas selle artikli jaoks tohutult kaasa.
