Dawid kontra Goliat. Czy DART przesunie asteroidę cięższą od siebie o 8,5 miliona razy?

[KopalniaWiedzy.pl 282]

Już za kilkanaście godzin, w nocy 27 września o 1:14 czasu polskiego Dawid zmierzy się z Goliatem. Pojazd DART o masie około 0,56 tony uderzy z prędkością 6,5 km/s w asteroidę Dimorphos o masie 4,8 miliona ton, która krąży wokół większej asteroidy Didymos.

NASA ma nadzieję, że DART, lżejszy od celu 8,5 miliona razy, przesunie Dimorphosa i skróci czas jego obiegu wokół Didymosa z obecnych 11 godzin 55 minut do 11 godzin 45 minut. Jeśli zmianę tę zarejestrują naziemne teleskopy, zdobędziemy pierwszy dowód, że w przyszłości możliwe będzie obronienie Ziemi przed zagrażającymi jej asteroidami.

Od DART odłączył się już satelita LICIA Cube, który podąża jego śladem. Około 3 minuty po zderzeniu LICIA Cube przybędzie na miejsce i sfotografuje chmurę wzbitego materiału. Za cztery lata dokładniejsze badania układu Didymos-Dimorphos wykona zaś europejska sonda Hera. W jej ramach na Dimorphosie osiąść miniaturowy lądownik.

Jednak na długo zanim Hera wystartuje, powinniśmy wiedzieć, czy DART – pierwszy w historii test obrony Ziemi przez asteroidami – zdał egzamin.

DART pozwoli też na lepsze poznanie właściwości fizycznych asteroid, zweryfikowanie i poprawienie współczesnych modeli obliczeniowych. W jego ramach testowane są też technologie autonomicznej nawigacji i nakierowywanie się na cel czy nowe koncentratory promieni słonecznych, zapewniające pojazdowi trzykrotnie więcej mocy, niż standardowe panele słoneczne. DART testuje też zasilany promieniami słonecznymi silnik jonowy NEXT-C, który może być wykorzystany w przyszłych misjach kosmicznych.

Jak się bronić?

Wiemy, że przez co najmniej 100 najbliższych lat w Ziemię nie uderzy żadna naprawdę groźna asteroida. Jest jednak tylko kwestią czasu, aż takie niebezpieczeństwo się pojawi. Ludzkość chce być na nie gotowa.

Proponowanych jest wiele sposobów na obronienie Ziemi przed nadlatującą asteroidą. Na obecnym poziomie rozwoju technologicznego najlepiej przygotowani jesteśmy do przekierowania asteroidy poprzez uderzenie w nią za pomocą pojazdu wysłanego z Ziemi.

Jednym z najbardziej spektakularnych pomysłów na obronę planety jest rozbicie asteroidy za pomocą ładunku atomowego. Jak jednak wykazały badania przeprowadzone przed trzema laty, jest to znacznie trudniejsze zadanie, niż się wydaje. Broni atomowej można by jednak użyć przeciwko niewielkiemu obiektowi o średnicy ok. 100 metrów, który został odkryty na tyle późno, że nie ma czasu na jego przekierowanie. W przypadku znacznie wcześniej odkrytych obiektów znacznie lepiej byłoby użyć broni atomowej do przekierowania zagrożenia.

Pojawiła się też propozycja umieszczenia na orbicie asteroidy masywnego pojazdu kosmicznego, który krążąc wokół niej przez wiele lat oddziaływałby na asteroidę grawitacyjnie, powodując stopniową zmianę jej kierunku. Dość podobnym pomysłem jest użycie pojazdu z silnikiem jonowy, który wyrzucałby w stronę asteroidy strumień jonów, zmieniając stopniowo jej trasę.
Inny pomysł to umieszczenie w pobliżu asteroidy urządzenia koncentrującego promienie słoneczne. W ten sposób, bardziej ogrzewając jedną stronę asteroidy można zmienić jej tor lotu. Dość podobnie brzmi idea odparowywania części asteroidy za pomocą lasera, obłożenie jej materiałem odbijającym światło słoneczne czy pomalowanie. Mówi się też o ewentualnym doczepieniu silników, które będą spychały ją z kursu.

W tej chwili, jak wspomnieliśmy, najbardziej realnym pomysłem jest uderzenie pojazdem, który przekieruje asteroidę. Uważa tak nie tylko NASA. W 2026 roku Chiny chcą wykonać swój własny test podobny do DART. Celem wysłanego przez nich pojazdu będzie asteroida 2020 PN1 o średnicy 14–63 metrów.

Przed czym się bronimy?

W Układzie Słonecznym znajdują się miliardy komet i asteroid. Niewielka część z nich to NEO (near-Earth object), czyli obiekty bliskie ziemi. Za NEO uznawany jest obiekt, którego peryhelium – punkt orbity najbliższy Słońcu – wynosi mniej niż 1,3 jednostki astronomicznej. Jednostka astronomiczna (j.a.) to odległość pomiędzy Ziemią a Słońcem, wynosi ona 150 milionów kilometrów. To 1,3 j.a. od Słońca oznacza bowiem, że taki obiekt może znaleźć się w odległości 0,3 j.a. (45 milionów km) od Ziemi.

Obecnie znamy (stan na 21 września bieżącego roku) 29 801 NEO. Uznaje się, że asteroidy o średnicy większej niż 20 metrów mogą, w przypadku wpadnięcia w atmosferę Ziemię, dokonać poważnych lokalnych zniszczeń. Oczywiście im asteroida większa, tym bardziej dla nas niebezpieczna. Za bardzo groźne uznawane są asteroidy o średnicy ponad 140 metrów, a te o średnicy ponad 1 kilometra mogą spowodować katastrofę na skalę globalną.

Wśród wszystkich znanych nam NEO jest 10 199 obiektów o średnicy ponad 140 metrów i 855 o średnicy przekraczającej kilometr. Specjaliści uważają, że znamy niemal wszystkie NEO o średnicy przekraczającej kilometr. Wiemy też, że przez najbliższych 100 lat żaden taki obiekt nie zagrozi Ziemi. Jednak już teraz przygotowywane są scenariusze obrony.

Gdybyśmy bowiem wykryli tak wielki obiekt, a badania jego orbity wykazałyby, że prawdopodobnie uderzy w Ziemię, będziemy potrzebowali całych dziesięcioleci, by się obronić. Jeśli bowiem chcielibyśmy zmieniać trasę takiego obiektu, to biorąc pod uwagę jego olbrzymią masę, już teraz wiemy, że wysłany z Ziemi pojazd, uderzając w asteroidę, tylko minimalnie zmieniłby jej trajektorię. Do zderzenia musiałoby zatem dojść na całe dziesięciolecia przed przewidywanym uderzeniem w Ziemię, by ta minimalna zmiana kumulowała się w czasie i by asteroida ominęła naszą planetę.

« powrót do artykułu