Kun asteroidi 2005 YU55 ohitti eilen maapallon läheisyydessä, monet melko hämmentävästi lähellä lentää olevat ihmiset ihmettelevät, pystyisimmekö kääntämään asteroidin, joka oli menossa risteykseen maapallon kiertoradallaan.
Luonnonkatastrofien myötä asteroidi-isku maan päälle olisi tietysti erittäin huono. Jopa suhteellisen pienet avaruuskivet voisivat pyyhkiä miljoonia ihmisiä pois planeetan kasvoilta, ja todella isoille asteroideille - kuten sellaisille, jotka aiheuttivat Chicxulub-tapahtuman 65 miljoonaa vuotta sitten - on epätodennäköistä, että ihmiskunta selviäisi. Ja silti, kaikille tuhoilleen, asteroidit tarjoavat kimaltelevan toivoa. Asteroidilakko on vältettävissä, koska meillä on aikaa käsitellä sitä.
"Nykyään mikään tunnettu asteroidi ei ole törmäyskurssilla maan kanssa", kertoi tohtori David Morrison NASA: n Lähellä maaobjektiohjelmasta (NEO) -ohjelmasta muutama vuosi sitten Spaceguard Survey -raportissa, joka etsii läheisiä kulkevia esineitä. ”Spaceguard Survey ei odota löytävänsä mitään suurta asteroidia, joka uhkaa meitä suoraan. Jos tällainen kallio kuitenkin löydetään törmäyskurssilla, odotamme, että käytämme sopivaa tekniikkaa sen ohjaamiseen ennen kuin se osuu. Asteroidivaikutukset ovat ainoa luonnollinen vaara, jonka pystymme periaatteessa poistamaan kokonaan. ”
Asteroidin kiertoradalla voidaan muuttaa muutama tapa, mutta mikä on paras tapa tehdä se?
Ensin puhutaan vähän siitä, mistä olemme tekemisissä. Lähellä maata oleva esine on asteroidi tai komeetta, jonka kiertorata saapuu Maan naapurustoon - mitä tahansa, joka kiertää 195 miljoonan kilometrin (120 miljoonaa mailia) päässä Maan kiertoradan läheisyydestä. Jotkut esineet ovat matkustaneet kanssamme miljoonien vuosien ajan, kutomalla kiertoradallamme ja ulos. Lopulta yksi näistä esineistä tulee väärässä paikassa väärään aikaan ja vaikuttaa maahan.
Tähtitieteilijät ovat tietoisia ongelmasta kaikkialla, ja parhaillaan on käynnissä useita tutkimuksia kaikkien mahdollisten Maan ylittävien asteroidien löytämiseksi ja luetteloimiseksi, kuten Spaceguard Survey, joka pyrkii löytämään kaikki lähellä Maata sijaitsevat asteroidit, joiden halkaisija on yli 1 km. Tätä kokoa suuremmalla kallioilla on mahdollisuus lopettaa sivilisaatio sellaisena kuin me sen tiedämme, joten olisi hyvä tietää, jos jokin niistä menee tiellemme.
Mutta pienet, yli 140 metrin mittaiset esineet aiheuttavat alueellisia vahinkoja ja jopa miljoonien kuoleman, jos joku törmää suurkaupunkiin. Myös nämä pienet kivet ovat etusijalla.
Marraskuun 3. päivästä 2011 alkaen on löydetty 8 421 Maan lähellä olevaa kohdetta. Noin 830 näistä NEO: sta on asteroideja, joiden halkaisija on noin 1 km tai suurempi. Lisäksi 1 262 näistä NEO: sta on luokiteltu potentiaalisesti vaarallisiksi asteroideiksi, joilla on potentiaalia lähestyä maapalloa ja joiden koko on riittävän suuri aiheuttamaan merkittäviä alueellisia vahinkoja vaikutusten yhteydessä.
Lisäksi äskettäiset tulokset NASA: n laaja-alaisesta infrapuna-tutkimuksesta tai WISE-avaruusaluksesta - joka on muiden tutkimusten avulla auttanut löytämään noin 90 prosenttia suurimmista maanläheisistä asteroideista - tähtitieteilijöiden arvioiden mukaan tällä hetkellä maan päällä on noin 19 500 keskikokoista asteroidia siellä, mikä tarkoittaa, että suurin osa näistä keskikokoisista asteroideista on vielä löytämättä. Nämä ovat esineitä, joiden leveys on 100–1000 metriä (330–300 jalkaa).
Astronomit pyrkivät luomaan kattavan luettelon jokaisesta vaarallisesta avaruuskivistä. Entä jos siellä on asteroidi nimellämme? Mihin toimiin voimme päästä käsiksi ja tuhota sen tai ainakin muuttaa sen etenemissuunnan pois törmäyksestä maan kanssa?
Emme puhu täällä Armageddon- tai Deep Impact -skenaarioista; ei ole mitään tapaa pysäyttää asteroidia, joka vaikuttaa meihin vain muutamassa kuukaudessa - emme tiedä miten ja meillä ei ole tekniikkaa. Mutta sanotaan, että olemme varoittaneet muutaman vuosikymmenen ajan.
Kuinka voimme lopettaa sen?
Entinen Apollon astronautti Rusty Schweickart on keskustellut Space Magazine -lehden kanssa useita kertoja ja korostanut, että asteroidin ohjaamiseen tarvittava tekniikka on olemassa nykyään. "Eli meidän ei tarvitse mennä suureen teknologian kehittämisohjelmaan voidaksemme poistua suurimmasta osasta asteroideja, jotka aiheuttavat vaikutuksen uhan", hän sanoi. "Tätä tekniikkaa ei kuitenkaan ole koottu järjestelmäsuunnitteluun, eikä sitä ole varmennettu, testattu tai osoitettu, että se voisi todella ohjata asteroidin. Joten meidän on testattava kaikki - testattava sama järjestys, jota käyttäisimme poikkeutuskampanjaan. ”
Paras tapa testata olisi, jos NASA tai kenties avaruusjärjestöjen yhteenliittymä suorittaisi varsinaisen tehtävän testata koko järjestelmä.
"Ei asteroidilla, joka uhkaa iskua", sanoi Schweickart, mutta asteroidilla, joka vain suunnittelee omaa yritystään, ja meillä olisi mahdollisuus osoittaa, että voimme muuttaa sen kiertorataa hiukan hallitusti. "
Schweickart kuvasi kahden tyyppisiä "taipumakampanjoita" uhkaavalle asteroidille: a kineettinen vaikutus karkeasti "työntäisi" asteroidin toiselle kiertoradalle (suurempi versio mitä tapahtui Deep Impact -aluksen kanssa) ja painovoima-traktori tai avaruushinaaja vetäisi hitaasti asteroidin päälle saadakseen aikaan tuloksena olevan muutoskurssin tarkalleen käyttämällä vain kahta ruumiin välistä painovoimavetona. Yhdessä nämä kaksi menetelmää käsittävät täydellisen taipumiskampanjan, jossa käytetään olemassa olevaa tekniikkaa.
Mitä muita vaihtoehtoja on?
Puhalla se nukkeilla
Jokainen asteroideja käsittelevä Hollywood-tarina sisältää aina ydinaseiden pakkaamisen avaruusalukseen ja lentämisen ulos räjähtääkseen asteroidin. Kaboom! Ongelma ratkaistu? Ei oikeastaan. Näiden elokuvien tiede on parhaimmillaan harhaanjohtava ja todennäköisesti vain väärin.
Lisäksi, kuten Schweickart korostaa, tämä on todennäköisesti todella huono idea. Hän uskoo, että on olemassa ongelma luoda monia pienempiä ja yhtä tappavia kalliokappaleita räjäyttämällä suuri asteroidi (ja se saattaa todella lisätä sen tuhoavaa voimaa.) Mutta tutkijat myöntävät kansallisen tutkimusneuvoston vuonna 2010 laatimassa raportissa. että ydinräjähdykset ovat ainoita nykyisiä, käytännöllisiä keinoja käsitellä suuria NEO: ita (halkaisija yli 1 km) tai varatoimenpiteitä pienemmille, jos muut menetelmät epäonnistuvat.
Siellä on yksi lisälaki. Lain IV artikla Sopimus periaateista, jotka koskevat valtioiden toimintaa ulkoavaruuden, mukaan lukien kuu ja muut taivaankappaleet, tutkinnassa ja käytössä kieltää maita käyttämästä ydinaseita avaruudessa. Perinteiset räjähteet ovat sallittuja, mutta ne eivät vain ole yhtä tehokkaita. Schweickart huolestuttaa kuitenkin sitä, että NASA voi olla avoin manipuloinnille avaruudessa toimivien ydinaseiden leviämisen estämiseksi kansainvälisen "turvallisuuden" varjolla.
* Päivitys: Tästä huolimatta toinen lieventämissuunnitelma sisältää myös ydinaseita, ja sitä kutsutaan Ydinvoimalat. Tähän sisältyy ytimen räjäyttäminen asteroidin välittömässä läheisyydessä ja säteily höyrystyy sen pinnan muodostaen räjähtävän työntövoiman ja nopeuden muutoksen vasteena.
NASA: n vuoden 2007 NEO-työpajaraportissa päätettiin, että tällainen lähestymistapa olisi sata kertaa tehokkaampi kuin kineettinen iskulaite.
Käytä aurinkopurjea
Fyysikko Gregory Matloff on tutustunut tyylikkäämmälle idealle sen sijaan, että se räjäyttää sen, ja käyttää sitä käsitettä kaksipurkaisesta aurinkofotonipuristimesta, joka käyttää väkevää aurinkoenergiaa. Yksi purjeista, iso parabolinen keräilypurje, olisi jatkuvasti päin aurinkoa ja suuntaa heijastuneen auringonvalon pienemmälle, siirrettävälle toiselle potkuripurjeelle, joka säteisi keskittynyttä auringonvaloa asteroidin pintaa vasten. Teoriassa palkki höyrystyy pinta-alaltaan, jotta muodostuu materiaaleista muodostuva aerojetti, joka toimisi työntövoimajärjestelmänä NEO: n suuntauksen muuttamiseksi.
Sido ne
Vuonna 2009 David Frenchilla, joka oli Pohjois-Carolinan osavaltion yliopiston ilmailu- ja avaruustekniikan tohtorikoulutettava, oli ajatus kiinnittää liitäntälaite asteroidiin kiinnitysnauhalla. Näin tekemällä ranskalainen selittää: "muutat esineen massakeskipistettä muuttamalla tehokkaasti esineen kiertorataa ja antamalla sen kulkea maan läpi, sen sijaan että vaikuttaisit siihen".
Peilimehiläiset
Toinen tyylikäs tekniikka käyttää myös keskittynyttä valoa asteroidin liikuttamiseen varovasti. Tämä projekti, jota on tuonut Planetary Society, on nimeltään “Mirror Bees”. Tämä käyttää monia pieniä avaruusaluksia - joista jokaisessa on peili - parveilevan vaarallisen asteroidin ympärillä. Avaruusalusta pystyi kallistamaan peilinsä tarkentamaan auringonvaloa pieneen kohtaan asteroidilla, höyrystämällä kiven ja metallin ja luomaan suihkutulpan ylikuumennettuja kaasuja ja roskia. Vaihtoehtoisesti satelliitit voisivat sisältää voimakkaita auringonvalon pumppaamia lasereita, ja lasereita voitaisiin käyttää kallion höyrystämiseen. Asteroidista tulisi polttoainetta omalle raketilleen - ja hitaasti asteroidi siirtyisi uudelle tielle.
laserit
Toinen mielenkiintoinen tekniikka Alabaman yliopistosta Huntsvillessä tarkoittaisi laserjärjestelmän asettamista avaruuteen tai tulevaan Kuun perustaan. Kun löydetään maapallon ylittävä asteroidi, laser kohdistuisi siihen ja ampuaisi pitkän ajan. Pieni määrä materiaalia koputettaisiin asteroidin pinnalta, mikä taipuisi sen kiertorataa hieman. Pitkän ajanjakson aikana asteroidin kurssin korjaus lisääntyisi, muuttamalla suora osuma lähellä miss.
Muovikääre
Yksi erittäin kekseliäs käsite sisältää satelliitin käytön asteroidin käärettämiseksi heijastavan Mylar-arkin nauhoilla. Peittämällä vain puolet asteroidista muuttaisi sen pinnan tylsästä heijastavaksi, mahdollisesti tarpeeksi salliaksesi aurinkopaineen muuttaa asteroidin liikettä.
Joukko-ohjaimet
Tähän ajatukseen sisältyy useiden laskulaitteiden käyttö tapaamiseksi ja kiinnittymiseksi uhkaavaan asteroidiin, poraamiseen sen pintaan ja työntääkseen pienet määrät asteroidimateriaalia pois suurella nopeudella massan ohjaimen (raidepistoolin tai sähkömagneettisen kantoraketin) avulla. Vaikutus, kun sitä käytetään viikkojen tai kuukausien ajan, muuttaa lopulta kohdeasteroidin heliosentrista nopeutta ja muuttaa siten sen lähintä lähestymistapaa Maahan.
Muita ideoita ovat säännöllisen rakettimoottorin kiinnittäminen asteroidiin; maalataan asteroidi tummiksi tai vaaleammaksi niin, että se imee ja säteilee enemmän tai vähemmän auringonvaloa vaikuttaen sen spiniin ja lopulta kiertorataan; ja paimentava ionisuihku.
Pelastuspalvelut (evakuointi, suojaaminen paikallaan, hätäinfrastruktuurin tarjoaminen) on kustannustehokas lieventämistoimenpide ihmishenkien pelastamiseksi pienimmistä NEO-vaikutustapahtumista, ja se olisi myös välttämätön osa lieventämistä suurille tapahtumille.
Avain vaarallisen asteroidin taipumiseen on löytää ne aikaisin, jotta suunnitelmaa voidaan kehittää. Schweickart sanoi, että päätöksenteko uhkien vähentämiseksi on jo myöhässä, kun jo matkalla oleva avaruuskivi on, ja että kaikki päätökset siitä, mitä tehdään, ja miten, on tehtävä nyt. "Todellinen kysymys on kansainvälisen yhteistyön saaminen, joten voimme - koordinoidusti - päättää mitä tehdä ja toimia ennen kuin on liian myöhäistä", hän sanoi. "Jos viivytämme ja väitämme tästä, väitämme tietämme kohti pistettä, jossa on liian myöhäistä, ja otamme osuman."
Lisätietoja on Avaruusmatkailijoiden liiton kansainvälisen paneelin (puheenjohtaja Schweickart) raportissa: Asteroid Threats: Call for Global Response.
Kansallisen tutkimusneuvoston raportti: Maapallon puolustaminen: Maapallon läheisiä kohteita koskevat tutkimukset ja vaarojen vähentämisstrategiat. Loppuraportti.
Fraser Cain vaikutti huomattavasti artikkeliin.
