Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Obronienie Ziemi będzie trudniejsze, niż sądziliśmy

Recommended Posts

Popularnym motywem filmowym jest asteroida zagrażająca Ziemi i grupa śmiałków, która ratuje planetę przed katastrofą. Jednak, jak się okazuje, zniszczenie asteroidy może być trudniejsze, niż dotychczas sądzono, donoszą naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa (JHU). Wyniki ich badań, które zostaną opublikowane 15 marca na łamach Icarusa, pozwolą na opracowanie lepszych strategii obrony przed asteroidami, zwiększą naszą wiedzę na temat ewolucji Układu Słonecznego oraz pomogą stworzyć technologie kosmicznego górnictwa.

Zwyczajowo przypuszczamy, że większe obiekty jest łatwiej rozbić, gdyż z większym prawdopodobieństwem zawierają one różnego rodzaju słabości. Jednak nasze badania wskazują, że asteroidy są bardziej wytrzymałe niż sądzimy, a do ich całkowitego zniszczenia potrzeba więcej energii, mówi świeżo upieczony doktor Charles El Mir w Wydziału Inżynierii Mechanicznej JHU.

Współczesna nauka dobrze rozumie budowę skał, które może badać w laboratorium. Ale trudno jest przełożyć wyniki uzyskane z badania obiektu wielkości pięści na obiekt wielkości miasta. Na początku bieżącego wieku kilka zespołów naukowych stworzyło model komputerowy uwzględniający takie czynniki jak masa, temperatura, kruchość materiału. Model posłużył do symulacji uderzenia asteroidą o średnicy 1 kilometra w asteroidę o średnicy 25 kilometrów. Zderzenie miało miejsce przy prędkości 5 km/s, a model wykazał, że większa asteroida zostanie całkowicie zniszczona.

Podczas najnowszych badań El Mir oraz jego współpracownicy, K.T. Ramesh dyrektor Instytutu Materiałów Ekstremalnych JHU oraz profesor Derek Richardson, astronom z University of Maryland, przetestowali ten sam scenariusz, ale wykorzystując do tego model komputerowy Tonge-Ramesha, który bierze pod uwagę procesy zachodzące na mniejszą skalę podczas zderzenia asteroid. Model z początku wieku nie brał pod uwagę ograniczonej prędkości powstawania pęknięć podczas zderzenia.

Symulację podzielono na dwa etapy: krótszy etap fragmentacji i długoterminowej ponownej akumulacji grawitacyjnej.  Fragmentacja rozpoczyna się w ciągu ułamków sekund po zderzeniu, natomiast ponowna kumulacja to proces biorący pod uwagę wpływ grawitacji na kawałki, które oddzieliły się od asteroidy po zderzeniu, ale wskutek grawitacji ponownie się do siebie zbliżają.

Symulacja wykazała, że zaraz po uderzeniu powstały miliony pęknięć, część materiału asteroidy została odrzucona i uformował się krater. Symulacja brała pod uwagę dalszy losy poszczególnych pęknięć i ich rozwój. Nowy model wykazał, że asteroida nie została rozbita po uderzeniu. To, co z asteroidy pozostało, wywierało następnie duży wpływ grawitacyjny na oderwane fragmenty i je przyciągało.

Okazało się, że uderzona asteroida nie zamieniła się w gromadę luźnych kawałków. Nie rozpadła się całkowicie, rozbite fragmenty przemieściły się wokół rdzenia asteroidy. To może być przydatna informacja, którą zechcą studiować specjaliści ds. kosmicznego górnictwa.

Badania dotyczące ochrony przed asteroidami są bardzo skomplikowane. Na przykład musimy odpowiedzieć sobie na pytanie, czy gdyby wielka asteroida podążała w kierunku Ziemi, to lepiej byłoby ją rozbić na kawałki czy przekierować? A jeśli zechcemy ją przekierować, to jakiej siły musimy użyć, by zmieniła tor lotu, ale by jej nie rozbić, zauważa El Mir.

Dość często na Ziemię spadają niewielkie asteroidy, takie jak ten z Czelabińska. Jednak jest tylko kwestią czasu, gdy akademickie badania będziemy musieli przełożyć na praktykę i bronić się przed dużą asteroidą. Musimy być gotowi, gdy ten czas nadejdzie, a badania naukowe to kluczowy element decyzji, którą wówczas będziemy podejmowali, mówi profesor Ramesh.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Na przykład musimy odpowiedzieć sobie na pytanie, czy gdyby wielka asteroida podążała w kierunku Ziemi, to lepiej byłoby ją rozbić na kawałki czy przekierować?

Przekierować, rozbić o Księżyc, cokolwiek. Wydaje mi się, że niezależnie od tego w ilu kawałka dotrze do nas asteroida, to wyzwolona energia będzie taka sama. Jasne, sporo tej energii wytworzy się w górnych warstwach atmosfery, ale jak to będzie duży kamień to i tak nas ugotuje. Dlatego raczej potrzeba nam propelerków, żeby spychać z kursu co większe sztuki. imho.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Najważniejszy trik to wczesna detekcja, odpowiednio wcześnie wykryte zagrożenia można będzie relatywnie łatwo zneutralizować. Np pomalować jedną stronę na znacząco jaśniejszy lub ciemniejszy kolor. Resztę roboty zrobi słoneczko.

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, rahl napisał:

Np pomalować jedną stronę na znacząco jaśniejszy lub ciemniejszy kolor. Resztę roboty zrobi słoneczko.

to zależy czy obiekt rotuje(a chyba wszystkie to robią?) i jaka jest jego oś obrotu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hmm. Ten artykuł jednak podrzuca nam inną metodę. Jakbyśmy na orbicie zebrali te wszystkie nasze śmieci i ulepili na kształt kuli - którą to byśmy w jakiś sposób poprzez np. zwierciadła mogli powoli sterować to można by ją tak wysterować że uderzyłaby w asteroidę która by była na kursie kolizyjnym z Ziemią.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Naukowcy zakładają że asteroidy do duże skały, podczas gdy większość obserwacji wskazuje że to zlepek drobnego rumoszu, czasem twardy, czasem bardzo zlodowaciały ale jednak rumosz - czyli zachowuje się jak granulat a nie ja skała. Skałę łatwo jest rozsadzić, rumosz nie, energia szybko się traci. W dodatku poszczególnym bryłkom trzeba by nadać prędkość ucieczki z grawitacji - co prawda jest ona niewielka, ale i tak aby bryłka skutecznie odleciała potrzebne jest pokonanie tej bariery.  To wszystko wymaga siły, precyzyjnie ukierunkowanej a nie bezładnej - bo w rumoszu siły będą po serii uderzeń się niwelować. Dlatego lepiej jest traktować asteroidę jako jeden obiekt, za pomocą stałego ciągu próbować powstrzymać rotację a następnie pomalować jedną stronę i stabilizować aby się nie odwróciła.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Malowanie takiego rumoszu może być trochę trudne. To nie ściana. Powierzchnia jest dużo większa ze względu na porowatość.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 godzin temu, tempik napisał:

to zależy czy obiekt rotuje(a chyba wszystkie to robią?) i jaka jest jego oś obrotu

dlatego napisałem "Np"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Puki co nie potrafimy ze 100% pewnością określić czy asteroida jest na kursie kolizyjnym czy jednak minie nas. Żeby była szansa reakcji, trzeba taką wiedzę mieć bardzo wcześnie, jak asteroida jest bardzo daleko. Do tego trzeba mieć pojazd który będzie szybciej pędził w kierunku asteroidy niż ona w naszym. Na koniec dobrze by było żeby w odpowiednim czasie np. odpalić jakąś dużą głowicę atomową obok niej, żeby lekko skorygować jej trajektorię. Na razie nic z tych rzeczy nie jest w naszym zasięgu.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, thikim napisał:

Malowanie takiego rumoszu może być trochę trudne. To nie ściana. Powierzchnia jest dużo większa ze względu na porowatość.

To potrzebna jest "farba" o większej lepkości/granulacji by nie wsiąkała tak łatwo.

Ciekawy jestem czy taki luźny kawałek lodu i skał jest równie niebezpieczny. Wydaje mi się, że rozsypie się w górnych warstwach atmosfery i będzie miał większą powierzchnię nagrzewania się, straci więc więcej energii i tym samym masy nim dotrze do powierzchni.

Z drugiej strony trafienie czegoś takiego z odpowiednią siłą od boku powinno znacząco zmienić jego trajektorię prawie nie zmieniając znacząco integralności obiektu. To się wydaje bardziej sensowne.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Do tego ten rumosz potrafi sporo masy odrzucać na widok Słońca. Może odrzucić tę część z farbą.

W każdym razie zmierzam do tego że malarz pokojowy tu nie wystarczy. To dość trudna operacja. Jak mniemam łatwiej będzie albo tam wysłać kilka Carów albo jednak przywalić jakimś sztucznym obiektem który sobie zrobimy na orbicie.

Wystarczyłoby tylko dodać w przepisach dot. satelitów: "pod koniec życia ma wykonać takie a takie manewry"

Share this post


Link to post
Share on other sites

@thikim

Widzę 2 problemy w tym:
1. jest to jednak bardzo niewielka masa w porównaniu z tym, czym chcielibyśmy uderzyć w zagrażającą asteroidę (masa śmieci orbitalnych jest szacowana na 5500 ton, a masa skały o średnicy 5km, to tak na szybko oszacowane 80 miliardów ton - dla obiektu kulistego o gęstości 4t/m3)
2. wyobrażasz sobie skuteczne rozpędzenie nawet tej masy wiszącej na orbicie by osiągnęła II kosmiczną? (tak wiem, na orbicie jest ona dużo mniejsza, ale wciąż spora i trzeba dużo energii dla takiego skupiska gruzu i złomu) 

Nikt o zdrowych zmysłach nie będzie chciał uderzać w asteroidę gdy jest mniej niż milion kilometrów od nas! Takie manewry lepiej wykonywać gdy mamy jeszcze zapas co najmniej 100 000 km.

Edited by pogo

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zgadza się. Ale zauważ że tendencja jest wzrostowa. Do tego dodaj różnicę prędkości która wyzwoli całkiem sporą ilość energii.

Ja nie piszę że to ma być gotowe za 2 lata. My tę potrzebę obrony możemy mieć za lat 100.

Za 100 lat to już będzie z milion ton - jeśli będziemy to planować.
Może jednak najlepszym sposobem będzie budowa potężnego lasera na orbicie.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, thikim napisał:

Może jednak najlepszym sposobem będzie budowa potężnego lasera na orbicie.

i to chyba jest najlepszy kierunek. raz że nie będzie strat mocy w próżni, dwa będzie można go odpalić natychmiast po wykryciu zagrożenia i miesiącami czy nawet latami ciągle spychać obiekt z kursu kolizyjnego. A jak obiekt będzie miał sporo wody i co2 to dzięki odparowywaniu gazów  będzie to jeszcze łatwiejsze.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronauci przebywający na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ewakuowali się na pokład pojazdu Sojuz, a sama stacja wykonała manewr obronny, by uniknąć zderzenia ze swobodnie poruszającym się obiektem. Co prawda miał on przelecieć w odległości kilkunastu kilometrów od ISS, jednak na wszelki wypadek dwóch Rosjan i Amerykanina ewakuowano, a stację przesunięto.
      Manewr zakończono, a astronauci mogli wyjść z bezpiecznego miejsca, poinformował na Twitterze szef NASA, Jim Bridenstine. Do zbliżenia się obiektu do stacji doszło dzisiaj o godzinie 00:21 czasu polskiego.
      Międzynarodowa Stacja Kosmiczna znajdujesię na wysokości 420 kilometrów nad Ziemią i porusza się z prędkością 27 568 km/h. Przy tej prędkości zderzenie nawet z niewielkim obiektem może dokonać poważnych zniszczeń.
      W latach 1999–2018 ISS wykonała 25 manewrów w celu uniknięcia zderzenia ze zbliżającymi się obiektami.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie korzystający z Very Long Baseline Array (VLBA) dokonali pierwszego w historii bezpośredniego geometrycznego pomiaru odległości do magnetara znajdującego się w Drodze Mlecznej. Pomiar ten pomoże stwierdzić, czy magnetary są źródłem tajemniczych szybkich błysków radiowych (FRB).
      Magnetary to odmiana gwiazd neutronowych. Te bardzo gęste obiekty charakteryzują się niezwykle silnym polem magnetycznym. Pole magnetyczne typowego magnetara może być bilion razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Wiadomo też, że magnetary emitują silne impulsy promieniowania rentgenowskiego i gamma, przez co od pewnego czasu podejrzewa się, że to właśnie one mogą być źródłami FRB.
      Odkryty w 2003 roku magnetar XTE J1810-197 jest jednym z zaledwie sześciu takich obiektów, o których wiadomo, że emitują impulsy w paśmie radiowym. Emisję taką notowano w latach 2003–2008, później magnetar ucichł, a w grudniu 2018 roku znowu zaczął emitować sygnał.
      Grupa naukowców wykorzystała VLBA do obserwacji XTE J1810-197 najpierw od stycznia do listopada 2019, a później w marcu i kwietniu bieżącego roku. Dzięki temu możliwe było obserwowanie obiektu z dwóch przeciwległych stron orbity Ziemi wokół Słońca. To zaś pozwoliło na zarejestrowanie paralaksy, czyli niewielkiej pozornej zmiany położenia obiektu względem tła.
      Po raz pierwszy udało się wykorzystać paralaksę do pomiaru odległości od magnetara. Okazało się, że to jeden z najbliższych magnetarów. Znajduje się w odległości około 8100 lat świetlnych dzięki czemu jest świetnym obiektem dla przyszłych badań, mówi Hao Ding, student z australijskiego Swinburne University of Technology.
      Niedawno, 28 kwietnia, inny magnetar – SGR 1935+2154 – wyemitował najsilniejszy sygnał radiowy, jaki kiedykolwiek zarejestrowano w Drodze Mlecznej. Co prawda nie był on tak silny jak FRB pochodzące z innych galaktyk, jednak wydarzenie to tym bardziej sugeruje, że magnetary mogą być źródłem FRB.
      Większość znanych nam FRB pochodzi spoza Drogi Mlecznej. To niezwykle silne, trwające milisekundy sygnały o nieznanym źródle. Są na tyle niezwykłe, że muszą powstawać w bardzo ekstremalnych środowiskach. Takich jak np. magnetary.
      Dzięki dokładnemu poznaniu odległości do magnetara, możemy precyzyjnie obliczyć siłę sygnału radiowego, który emituje. Jeśli pojawi się coś podobnego do FRB pochodzącego XTE J1810-197, będziemy wiedzieli, jak silny to był impuls. FRB bardzo różnią się intensywnością, więc badania magnetara XTE J1810-197 pozwolą nam stwierdzić, czy jego emisja jest zbliżona do zakresu FRB, wyjaśnia Adam Deller ze Swinburne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystując sztuczną inteligencję, po raz pierwszy udało się znaleźć zlewające się pary galaktyk przy użyciu identycznej metody zarówno w symulacjach, jak i obserwacjach prawdziwego wszechświata. Współautorem pionierskiej pracy jest dr William Pearson z Zakładu Astrofizyki Departamentu Badań Podstawowych NCBJ.
      Ostatnia Nagroda Nobla pokazała, jak ważną i fascynującą dziedziną jest astrofizyka. Wielu naukowców od lat próbuje odkryć tajemnice wszechświata, jego przeszłość i przyszłość. Teraz po raz pierwszy udało im się znaleźć zlewające się pary galaktyk przy użyciu identycznej metody zarówno w symulacjach, jak i obserwacjach prawdziwego wszechświata (wykorzystano do tego sztuczną inteligencję).
      W badaniach prowadzonych przez Lingyu Wang (Holenderski Instytut Badań Kosmicznych, SRON), Vicente Rodrigueza-Gomeza (Instytut Radioastronomii i Astrofizyki, IRyA) oraz Williama J. Pearsona (Narodowe Centrum Badań Jądrowych, NCBJ) zastosowano pionierską metodę identyfikacji zderzających się galaktyk zarówno w symulacjach, jak i w obserwacjach rzeczywistego wszechświata.
      Zderzenia galaktyk nie są niczym nowym, od początku powstania wszechświata galaktyki zderzają się ze sobą, często łącząc się w jedną większą galaktykę. Wiadomo, że większość znanych nam galaktyk uczestniczyła w co najmniej kilku takich zderzeniach w ciągu swojego życia. Proces zderzania się galaktyk trwa zwykle setki milionów lat. To ważny aspekt historii naszego wszechświata, który możemy zobaczyć też na własne oczy, np. dzięki zdjęciom z teleskopu Hubble'a.
      Identyfikacja zderzających się galaktyk nie jest jednak prosta. Proces ten możemy badać albo symulując całe wydarzenie i analizując jego przebieg, albo obserwując je w realnym świecie. W przypadku symulacji jest to proste: wystarczy śledzić losy konkretnej galaktyki i sprawdzać, czy i kiedy łączy się z inną galaktyką. W prawdziwym wszechświecie sprawa jest trudniejsza. Ponieważ zderzenia galaktyk są rzadkie i trwają miliardy lat, w praktyce widzimy tylko jeden "moment" z całego długiego procesu zderzenia. Astronomowie muszą dokładnie zbadać obrazy galaktyk, aby ocenić, czy znajdujące się na nich obiekty wyglądają tak, jakby się zderzały lub niedawno połączyły.
      Symulacje można porównać z prowadzeniem kontrolowanych eksperymentów laboratoryjnych. Dlatego są potężnym i użytecznym narzędziem do zrozumienia procesów zachodzących w galaktykach. Dużo więcej wiemy na temat zderzeń symulowanych niż zderzeń zachodzących w prawdziwym wszechświecie, ponieważ w przypadku symulacji możemy prześledzić cały długotrwały proces zlewania się konkretnej pary galaktyk. W prawdziwym świecie widzimy tylko jeden etap całego zderzenia.
      Wykorzystując obrazy z symulacji, jesteśmy w stanie wskazać przypadki zderzeń, a następnie wytrenować sztuczną inteligencję (AI), aby była w stanie zidentyfikować galaktyki w trakcie takich zderzeń – wyjaśnia dr William J. Pearson z Zakładu Astrofizyki NCBJ, współautor badań. Aby sztuczna inteligencja mogła spełnić swoje zadanie, obrazy symulowanych galaktyk przetworzyliśmy tak, żeby wyglądały, jakby były obserwowane przez teleskop. Naszą AI przetestowaliśmy na innych obrazach z symulacji, a potem zastosowaliśmy ją do analizy obrazów prawdziwego wszechświata w celu wyszukiwania przypadków łączenia się galaktyk.
      W badaniach sprawdzono, jak szanse na prawidłową identyfikację zderzającej się pary galaktyk zależą m.in. od masy galaktyk. Porównywano wyniki oparte na symulacjach i rzeczywistych danych. W przypadku mniejszych galaktyk AI poradziła sobie równie dobrze w przypadku obrazów symulowanych i rzeczywistych. W przypadku większych galaktyk pojawiły się rozbieżności, co pokazuje, że symulacje zderzeń masywnych galaktyk nie są wystarczająco realistyczne i wymagają dopracowania.
      Artykuł zatytułowany Towards a consistent framework of comparing galaxy mergers in observations and simulations został przyjęty do publikacji w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za cztery dni w pobliżu Ziemi pojawi się asteroida 2011 ES4. Może przelecieć bardzo blisko naszej planety. Znacznie bliżej niż odległość pomiędzy Księżycem a Ziemią. Obecnie jej przelot przewidywany jest na 1 września. Wtedy to może się ona znaleźć w odległości od 0,32 do 0,19 odległości Księżyca. Może zatem minąć Ziemię w odległości zaledwie ok. 120–72 tysięcy kilometrów. Wielkość obiektu to 22–49 metrów.
      2011 ES już wielokrotnie zbliżała się do Ziemi. Po raz pierwszy wykryto ją w 2011 roku, gdy znajdowała się w odległości około 5 milionów kilometrów od planety. Przez cztery dni prowadzono jej obserwacje i na tej podstawie określono ówczesną oraz przeszłe i przyszłe jej orbity. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że od 1987 roku asteroida nigdy nie była tak blisko Ziemi, jak ma się znaleźć obecnie.
      Wiemy, że 2011 ES okrąża Słońce w ciągu około 415 dni. Jej peryhelium to 0,83 j.a., a aphelium wynosi 1,35 j.a. Przez większość zbliżania się do Ziemi asteroida będzie znajdowała się blisko Słońca, więc będzie niewidoczna. Sytuacja poprawi się w ostatnich dniach, więc niewykluczone że już można ją obserwować na nocnym niebie.
      Niepewność co do czasu przelotu i orbity asteroidy jest na tyle duża, że nie można wykluczyć, że już niezauważenie minęła ona Ziemię i to w znacznie większej odległości, niż przewidywano.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do jutra ludzkość zużyje tyle zasobów, ile Ziemia wyprodukuje do końca bieżącego roku. Earth Overshoot Day, to dzień, w którym w danym roku ludzie zużywają całość zasobów, jakie planeta jest w stanie w tym roku zastąpić. Od lat 70. ubiegłego wieku dzień ten zwykle następuje coraz wcześniej. Tym razem, z powodu pandemii, Earth Overshoot Day nastąpił później niż w roku ubiegłym.
      Organizacja Global Footprint Network, która wylicza, kiedy nastąpi Earth Overshoot Day stwierdziła, że w bieżącym roku nastąpi on 22 sierpnia. W ubiegłym roku przypadł on na 29 lipca. To zaś oznacza, że ludzkość zużyła o 9,3% zasobów mniej, niż w roku ubiegłym.
      Jednak, jak mówi prezydent Global Footprint Network Mathis Wackernagel, nie mamy czego świętować. Taki stan rzeczy osiągnęliśmy nie dlatego, że tak zaplanowaliśmy, ale dlatego, iż wydarzyła się katastrofa.
      Earth Overshoot Day jest wyliczany z uwzględnieniem całego ludzkiego zapotrzebowania na żywność, energię, domy i drogi. Na tej podstawie specjaliści wyliczają, że obecnie ludzkość zużywa o 60% więcej zasobów, niż Ziemia jest w stanie odnowić. To jest tak, jak z pieniędzmi. Możemy wydawać więcej, niż mamy, ale nie może to trwać wiecznie, mówi Wackemagel.
      Przedstawiciele Global Footprint Network mówią, że pandemia pokazała, iż ludzkość jest w stanie w krótkim czasie zmienić swoje zwyczaje dotyczące konsumpcji. To bezprecedensowa okazja, by zastanowić się nad naszą przyszłością.
      Jak zauważył szef WWF International, pandemia pokazała, jak bardzo marnotrawny, niszczący i niemożliwy do utrzymania jest nasz stosunek do natury. Wezwał do podjęcia działań, które spowodują, że rozwój gospodarczy nie będzie wiązał się z degradacją środowiska. Możemy się rozwijać, ale nie kosztem planety, gdyż wiemy, że kryzys planety oznacza kryzys społeczeństwa, a zatem i kryzys gospodarczy.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...