Når asteroiden 2005 YU55 passerte like ved Jorden i går, har dette ganske foruroligende nær flyby mange mennesker som lurer på om vi ville være i stand til å avlede en asteroide som var på vei mot et kryss med Jorden i bane.
Når naturkatastrofer går, ville en asteroidestreik på Jorden selvfølgelig være ekstremt dårlig. Til og med relativt små rombergarter kunne tørke millioner av mennesker av overflaten av planeten, og for de virkelig store asteroidene - som den som forårsaket Chicxulub-hendelsen for 65 millioner år siden - er det lite sannsynlig at menneskeheten vil overleve. Og likevel, for all deres ødeleggelse, gir asteroider et glimt av håp. En asteroidestreik kan forebygges, gitt at vi har tid til å takle det.
"I dag er ingen kjent asteroide på kollisjonskurs med jorden," sa Dr. David Morrison fra NASAs Near Earth Object (NEO) -program, i en rapport for noen år siden fra Spaceguard Survey som leter etter tett forbipasserende objekter. “Spaceguard-undersøkelsen regner ikke med å finne noen store asteroider som direkte truer oss. Hvis en slik stein derimot blir oppdaget på et kollisjonskurs, forventer vi at vi vil bruke passende teknologi for å avlede den før den treffer. Asteroidepåvirkninger er den eneste naturlige faren som vi i prinsippet kan eliminere helt. ”
Det er noen forskjellige måter å endre en asteroids banevei på, men hva er den beste måten å gjøre det på?
La oss først snakke litt om hva vi har å gjøre med. Et nær jordobjekt er en asteroide eller komet hvis bane kommer inn i jordens nabolag - alt som går i bane innen 195 millioner kilometer (120 millioner miles) fra jordens omkretsområde. Noen gjenstander har reist med oss i millioner år, vevet inn og ut av vår banevei. Etter hvert kommer en av disse gjenstandene til å være på feil sted til feil tid og påvirke jorden.
Astronomer overalt er klar over problemet, og det er flere undersøkelser som pågår for å oppdage og katalogisere alle potensielle jordkryssende asteroider, for eksempel Spaceguard Survey, som jobber for å oppdage alle de nærliggende jordas asteroider som er større enn 1 km i diameter. Bergarter over denne størrelsen har potensial til å avslutte sivilisasjonen slik vi kjenner den, så det ville være godt å vite om noen av dem er på vei.
Men gjenstander så små som 140 meter over vil føre til regionale skader, og til og med døden på millioner hvis en tilfeldigvis rammer en storby. Disse mindre bergartene er også prioritert.
Fra 3. november 2011 er 8 421 gjenstander i nærheten av jorden oppdaget. Omtrent 830 av disse NEO-ene er asteroider med en diameter på omtrent 1 kilometer eller større. 1 262 av disse NEO-ene er blitt klassifisert som potensielt farlige asteroider som har potensial til å komme nærme tilnærmingen til Jorden, med en størrelse som er stor nok til å forårsake betydelig regional skade i tilfelle påvirkning.
I tillegg har nyere resultater fra NASAs Wide-field Infrared Survey Explorer, eller WISE-romfartøyet - som med de andre undersøkelsene har bidratt til å finne omtrent 90 prosent av de største asteroidene nær jorda - nå anslår astronomer at det er omtrent 19 500 mellomstore nærjorda-asteroider der ute, noe som betyr at flertallet av disse mellomstore asteroider gjenstår å oppdage. Dette er gjenstander mellom 100 og 1000 meter (330 og 3300 fot) brede.
Astronomer jobber med å lage en omfattende liste over alle farlige rombergarter der ute. Hva om det er en asteroide med navnet vårt på det? Hvilke tiltak kan vi gjøre for å nå ut og ødelegge den, eller i det minste endre banen til en kollisjon med jorden?
Vi snakker ikke om et Armageddon- eller Deep Impact-scenario her; det er ingen måte å stoppe en asteroide som kommer til å påvirke oss om noen få måneder - vi vet ikke hvordan og har ikke teknologien. Men la oss si at vi har advarsler om noen tiår.
Hvordan kunne vi stoppe det?
Den tidligere Apollo-astronauten Rusty Schweickart har snakket med Space Magazine flere ganger, og understreker at teknologien som trengs for å avlede en asteroide eksisterer i dag. "Det vil si at vi ikke trenger å gå inn på et stort teknologiutviklingsprogram for å avlede de fleste asteroider som vil utgjøre en trussel om påvirkning," sa han. ”Den teknologien har imidlertid ikke blitt satt sammen i en systemdesign, og ikke blitt verifisert, testet eller demonstrert at den faktisk kan avlede en asteroide. Så vi må teste alt - teste selve sekvensen vi ville bruke for en avbøyningskampanje. ”
Den beste måten å teste det ville være å ha NASA, eller kanskje et konsortium av romfartsbyråer, til å utføre et faktisk oppdrag for å teste hele systemet.
"Ikke med en asteroide som truer en påvirkning," sa Schweickart, "men med en asteroide som bare er oppmerksom på sin egen virksomhet, og vi vil ha muligheten til å vise at vi kan endre bane litt på en kontrollert måte."
Schweickart beskrev to typer “avbøyningskampanjer” for en truende asteroide: a kinetisk påvirkning omtrent ville "dytte" asteroiden inn i en annen bane (en større versjon av hva som skjedde med Deep Impact-romfartøyet) og en gravitasjonstraktor eller romtrekking ville sakte trekke på asteroiden for å nøyaktig trimme den resulterende endringskursen ved å bruke noe mer enn gravitasjonsattraksjonen mellom de to kroppene. Til sammen utgjør disse to metodene en komplett avbøyingskampanje ved bruk av eksisterende teknologi.
Hva er noen andre alternativer?
Spreng den med nukes
Hver Hollywood-historie som omhandler asteroider innebærer alltid å pakke kjernefysiske stridshoder om bord i et romskip og deretter fly ut for å sprenge asteroiden. Kaboom! Problemet løst? Ikke akkurat. Vitenskapen i disse filmene er i beste fall misvisende, og sannsynligvis bare feil.
I tillegg, som Schweickart understreker, er dette sannsynligvis en virkelig dårlig idé. Han mener at det er problemet med å skape mange mindre og like dødelige bergarter ved å sprenge en stor asteroide (og det kan faktisk øke dens ødeleggende kraft.) Men i en rapport lagt ut av National Research Council i 2010, innrømmer forskere at kjernefysiske eksplosjoner er de eneste aktuelle, praktiske virkemidlene for å håndtere store NEO-er (diametre større enn 1 kilometer) eller som en sikkerhetskopi for mindre hvis andre metoder skulle mislykkes.
Det er ytterligere en lovlig fangst. Artikkel IV i Prinsipper om prinsipper for staters aktiviteter i utforskning og bruk av det ytre rom, inkludert månen og andre himmellegemer forbyr land å bruke nukes i verdensrommet. Konvensjonelle eksplosiver er tillatt, men de er ikke like effektive. Men Schweickart bekymrer seg for at NASA kan være åpen for manipulering for å fremme spredning av rombaserte atomvåpen under dekke av internasjonal "sikkerhet."
* Oppdatering: Når det er sagt, involverer en annen formildingsplan også atomvåpen, og blir kalt Kjerneablasjon. Dette vil innebære å detonere et naken i umiddelbar nærhet til en asteroide, og strålingen fordamper overflaten og genererer et eksplosivt trykk og en endring i hastighet i respons.
I sin NEO Workshop Report fra 2007 bestemte NASAs programanalyse og evaluering at en slik tilnærming ville være 100 ganger mer effektiv enn en kinetisk impactor.
Bruk en solseil
For en mer elegant idé i stedet for å sprenge den, har fysikeren Gregory Matloff studert konseptet å bruke en toseglet solfotontruster som bruker konsentrert solenergi. Et av seilene, et stort parabolsk oppsamlingsseil ville stadig vende mot solen og rette reflektert sollys mot et mindre, bevegelig andre thrusterseil som ville stråle konsentrert sollys mot overflaten til en asteroide. I teorien ville strålen fordampe et område på overflaten for å lage en luftstråle av materialer som vil tjene som et fremdriftssystem for å endre banen til NEO.
Bind dem opp
Tilbake i 2009 hadde David French, en doktorgradskandidat i luftfartsteknikk ved North Carolina State University, ideen om å feste ballast til en asteroide med en tether. Ved å gjøre dette, forklarer French, "du endrer objektets massesenter, effektivt endrer objektets bane og lar det passere jorden, i stedet for å påvirke det."
Speilbier
En annen mer elegant teknikk bruker også konsentrert lys for å forsiktig bevege en asteroide. Dette prosjektet, som er sponset av Planetary Society, kalles "Mirror Bees." Denne bruker mange små romskip - som hver har et speil - som svermer rundt en farlig asteroide. Romfartøyet kunne nettopp vippe speilene sine for å fokusere sollys på et lite sted på asteroiden, fordampe fjellet og metallet, og skape en jetplym av superoppvarmede gasser og rusk. Alternativt kan satellittene inneholde kraftige lasere pumpet av sollys, og laserne kan brukes til å fordampe fjellet. Asteroiden ville bli drivstoff for sin egen rakett - og sakte ville asteroiden bevege seg inn i en ny bane.
lasere
En annen interessant teknikk fra University of Alabama i Huntsville ville innebære å plassere et lasersystem i verdensrommet, eller på en fremtidig månebase. Når en potensiell jordskrytende asteroide blir oppdaget, vil laseren målrette den og skyte i lang tid. En liten mengde materiale ville bli slått av overflaten til asteroiden, noe som vil avlede bane litt. Over en lang periode ville korreksjonen av asteroideforløpet øke, og gjøre en direkte hit til en nesten glipp.
Plastfolie
Et ekstremt oppfinnsomt konsept innebærer å bruke en satellitt for å pakke inn en asteroide med bånd av reflekterende Mylar-ark. Å dekke bare halvparten av asteroiden vil endre overflaten fra kjedelig til reflekterende, muligens nok til at soltrykket kan endre asteroidens bane.
Massedrivere
Denne ideen innebærer bruk av flere landere for å møte og feste seg til en truende asteroide, bore inn i overflaten og kaste ut små mengder asteroidemateriale med høy hastighet ved hjelp av en massedriver (skinnepistol eller elektromagnetisk utskyttere). Effekten, når den påføres over en periode på uker eller måneder, vil til slutt endre heliosentrisk hastighet på målsteroiden og derved endre den nærmeste tilnærmingen til Jorden.
Andre ideer inkluderer å feste en vanlig rakettmotor til asteroiden; å male en asteroide for å gjøre den mørkere eller lysere slik at den absorberer og stråler mer eller mindre sollys, noe som påvirker spinnet og til slutt bane; og en gjeter ionestråle.
Sivilforsvar (evakuering, ly på plass, skaffer nødinfrastruktur) er et kostnadseffektivt avbøtende tiltak for å redde liv fra de minste NEO-påvirkningsbegivenhetene, og vil også være nødvendig del av avbøtningen for større hendelser.
Nøkkelen til å avlede en farlig asteroide er å finne dem tidlig slik at en plan kan utvikles. Schweickart sa at det er for sent å ta avgjørelser om hvordan man skal avbøte trusselen når en romrock allerede er på vei, og at alle beslutninger om hva som skal gjøres og hvordan, må tas nå. "Det virkelige problemet her er å få internasjonalt samarbeid, så vi kan - på en koordinert måte - bestemme hva vi skal gjøre og handle før det er for sent," sa han. "Hvis vi frister og krangler om dette, vil vi krangle oss forbi punktet hvor det er for sent, og vi tar treffet."
Hvis du vil ha mer informasjon, kan du lese The Association of Space Explorers 'International Panel (ledet av Schweickart) rapport: Asteroid Threats: A Call For Global Response.
Nasjonalt forskningsrådsrapport: Defending Planet Earth: Near-Earth Object Surveys and Hazard Mitigation Strategies. Sluttrapport.
Fraser Cain bidro enormt til denne artikkelen.
