I løbet af den sidste måned har omkring et halvt dusin temmelig store asteroider plejet i nærheden af vores hjemmeplanet og i et tilfælde forårsaget betydelig skade og ejendomsskade uden nogen advarsel - der fremhævede de skjulte lurer farer fra glatte holdninger til Asteroid Detection & Planetetary Defense.
Nu i et prescient sammenfald af timing finansierer NASA en eksperimentel asteroide radardetekteringsgruppe kaldet 'KaBOOM', som måske en dag kan hjælpe med at modvirke Jordens utidige Ka-boom - og som jeg inspicerede førstehånds denne sidste uge på Kennedy Space Center (KSC) ), efter SpaceX Falcon 9-eksplosionen for ISS.
”KaBOOM tager evolutionære skridt hen imod en revolutionær kapacitet,” sagde Dr. Barry Geldzahler, KaBOOM-videnskabsmand for NASAs hovedkvarter, i en eksklusiv samtale med Space Magazine.
Hvis det lykkes, vil KaBOOM fungere som et forspillet til en amerikansk national radarfacilitet og hjælpe med at bidrage til et eventuelt næsten jordobjekt (NEO) Planetary Defense System for at afværge Jordens undergang.
”Det giver os mulighed for at nå målet om at spore asteroider længere ud end vi kan i dag.”
Først lidt baggrund - I denne weekend susede et rumsklip på størrelse med en byblok forbi Jorden i en afstand på kun 2,5 gange afstanden til vores måne. Asteroiden - kaldet 2013 ET - er bemærkelsesværdig, fordi den gik helt uopdaget, indtil et par dage på forhånd den 3. marts og måler cirka 460 fod (140 meter) i diameter.
2013 ET følger tæt på hælene på den 15. februar russiske meteor, der eksploderede voldsomt uden forudgående advarsel og sårede over 1200 mennesker på samme dag som Asteroid 2012 DA 14 zoomet forbi Jorden knap 17.000 miles over overfladen - næppe en whisker astronomisk set .
Havde nogen af disse tykke asteroider faktisk påvirket byer eller andre befolkede områder, ville dødstallet og ødelæggelsen have været absolut katastrofalt - potentielt hundreder af milliarder dollars!
Sammenlagt er dette udslæt af ubehageligt tæt asteroide flybys en wake-up call for en markant forbedret asteroide detektion og tidlig advarselssystem. KaBOOM tager et vigtigt trin langs vejen til disse asteroide advarselsmål.
'KaBOOM' - forkortelsen står for 'Ka-Band Objects Observation and Monitoring Project' - er et nyt testbed-demonstrationsradararray, der sigter mod at udvikle de teknikker, der kræves til sporing og karakterisering af Near Earth Objects (NEO's) på meget længere afstand og langt højere opløsning end nu tilgængelig.
”Formålet med KaBOOM er at være et 'bevis på koncept' ved hjælp af sammenhængende uplink-array af tre vidt anbragte antenner med en høj frekvens; Ka-bånd - 30 GHz, ”fortalte KaBOOM-videnskabsminister Geldzahler mig.
For tiden består KaBOOM-matrixen af en trio på 12 meter brede radarantenner med en afstand på 60 meter fra hinanden - hvis installation netop var afsluttet i slutningen af februar på et fjerntliggende sted ved KSC nær en alligator, der var inficeret sump.
Jeg besøgte matrixen få dage efter, at reflekserne var samlet og opført med Michael Miller, KaBOOM-projektleder for Kennedy Space Center. "Ka Band tilbyder større opløsning med kortere bølgelængder til at afbilde mindre pladsobjekter som NEO'er og pladsrester."
"Jo mere du lærer om NEO'erne, desto mere kan du reagere."
”Dette er en lille testbed-demonstration for at bevise konceptet, først i X-band og derefter i Ka-band,” forklarede Miller. ”Eksperimentet kører cirka to til tre år.”
Miller viste, hvordan parabolantennerne er bevægelige og let kan dræbes i forskellige retninger efter ønske.
”KaBOOM-konceptet ligner det i normale fasede arrays, men i dette tilfælde adskilles de i stedet for antenneelementerne med ~ 1 bølgelængde [1 cm], de adskilles med ~ 6000 bølgelængder. Derudover ønsker vi at korrigere for den atmosfæriske blinkning i realtid, ”fortalte Geldzahler mig.
Hvorfor er der behov for store antenner?
”Årsagen til at vi bruger store antenner er at sende mere kraftfulde radarsignaler til at spore og karakterisere asteroider længere ud end vi kan i dag. Vi ønsker at bestemme deres størrelse, form, spin og overfladeporøsitet; er det en løs agglomeration af småsten? sammensat af massivt jern? etc."
Sådanne fysiske karakteriseringsdata ville være uvurderlige ved bestemmelse af de kræfter, der kræves til implementering af en asteroide-afbøjningsstrategi, hvis det presserende behov opstår.
Hvordan sammenligner KaBOOM og forbedrer eksisterende NEO-radarer med hensyn til afstand og opløsning?
”I øjeblikket på NASAs Goldstone 70 meter-antenne i Californien kan vi spore et objekt, der er ca. 0,1 AU væk [1 astronomisk enhed er den gennemsnitlige afstand mellem Jorden og solen, 93 millioner miles, så 0,1 AU er ~ 9 millioner miles] . Vi vil gerne spore objekter 0,5 AU eller mere væk, måske 1 AU. ”
”Desuden er den opnåelige opløsning med Goldstone i bedste fald 400 cm i retningen langs synslinjen til objektet. Hos Ka band skulle vi være i stand til at reducere det til 5 cm - det er 80 gange bedre! ”
”I sidste ende ønsker vi et radarsystem med høj effekt, høj opløsning,” forklarede Geldzahler.
En anden betydelig fordel sammenlignet med Goldstone er, at Ka-radar-arrayet ville være dedikeret døgnet til sporing og karakterisering af NEO's og orbitalrester, forklarede Miller.
Goldstone er kun tilgængelig ca. 2 til 3% af tiden, da det er stærkt involveret i mange andre applikationer, herunder planetariske missioner i dybe rum som Curiosity, Cassini, Deep Impact, Voyager osv.
'Tid er dyrebar' hos Goldstone - som kommunikerer med ca. 100 rumfartøjer om dagen, siger Miller.
”Hvis / når beviset for koncept er vellykket, kan vi forestille os en række mange flere elementer, der gør det muligt for os at nå målet om at spore asteroider længere ud end vi kan i dag,” uddybte Geldzahler.
Et radarsystem med høj effekt og høj opløsning kan bestemme NEO-kredsløb ca. 100.000 gange mere præcist, end der kan gøres optisk.
Så hvad er konsekvenserne for Planetary Defense?
"Hvis vi kan spore asteroider, der er op til 0,5 AU snarere end 0,1 AU fjernt, kan vi spore mange flere, end vi kan spore i dag."
"Dette vil give os en bedre chance for at finde potentielt farlige asteroider."
”Hvis vi skulle finde ud af, at en NEO kan ramme Jorden, undersøger NASA og andre måder til at afbøde den potentielle fare,” fortalte Geldzahler mig.
Kabooms 'Første lys' er planlagt til slutningen af marts 2013.
Mere i del 2
