Ud over Earth-Moon-systemet vides tusinder af asteroider, der er kendt som Near-Earth Objects (NEOs), at de findes. Disse klipper krydser med jævne mellemrum Jordens bane og lukker en flyby af Jorden. I løbet af millioner af år kolliderer nogle endda med Jorden, hvilket forårsager masseudryddelser. Så lidt underligt hvorfor NASAs Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) er dedikeret til at overvåge de større objekter, der lejlighedsvis kommer tæt på vores planet.
En af disse objekter er 2012 TC4, en lille og aflang formet NEO, der først blev opdaget i 2012 under en tæt flyby af Jorden. Under sin seneste flyby - der fandt sted torsdag den 12. oktober 2017 - benyttede et internationalt team af astronomer ledet af NASA-forskere muligheden for at gennemføre den første internationale øvelse for at afprøve globale reaktioner på en forestående asteroideangreb.
Denne øvelse blev kendt som "TC4 Observation Campaign", der begyndte i sidste uge i juli og afsluttedes med asteroiden flyby. Det hele begyndte, da astronomer ved European Southern Observatory (ESO) Paranal Observatory i Chile brugte Very Large Telescope (VLT) til at genvinde TC4 2012. Da asteroiden gjorde sin sidste tætte tilgang til Jorden i midten af oktober, passerede den Jorden forbi i en afstand af 43.780 km (27.200 mi).
Målet med denne øvelse var enkelt: gendanne, spore og karakterisere en rigtig asteroide, som om den sandsynligvis ville kollidere med Jorden. Derudover var øvelsen en mulighed for at teste det internationale asteroide advarselsnetværk, der gennemfører observationer af potentielt farlige asteroider, forsøger at modellere deres opførsel, foretage forudsigelser og dele disse fund med institutioner over hele verden.
Den 12. oktober fløj TC4 af Jorden omtrent 0,11 gange afstanden mellem Jorden og Månen. I månederne op til flyby sporet astronomer fra USA, Canada, Columbia, Tyskland, Israel, Italien, Japan, Holland, Rusland og Sydafrika TC4 fra jorden. Samtidig studerede rumbaserede teleskoper asteroideens bane, form, rotation og sammensætning.
Detlef Koschny er co-manager for segmentet Near-Earth Object i European Space Agency (ESA) 's Space Situational Awareness-program. Som han blev citeret i en nylig pressemeddelelse fra NASA:
”Denne kampagne var en fremragende test af en reel trusselsag. Jeg lærte, at vi i mange tilfælde allerede er godt forberedt; kommunikation og åbenheden i samfundet var fantastisk. Jeg personligt var ikke forberedt nok på det høje respons fra offentligheden og medierne - det var jeg positivt overrasket over! Det viser, at det, vi laver, er relevant. ”
Baseret på deres observationer kunne forskere ved CNEOS - som er placeret på Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien - bestemme alle de nødvendige egenskaber ved TC4. Dette inkluderede dens nøjagtige bane, afstanden, den ville passere Jorden den 12. oktober, og skelne, om der var nogen mulighed for en fremtidig påvirkning. Som Davide Farnocchia, et medlem af CNEOS, der førte bestræbelserne på at bestemme asteroidens bane, forklarede:
”Observationer af høj kvalitet fra optiske og radarteleskoper har gjort det muligt for os at udelukke eventuelle fremtidige påvirkninger mellem Jorden og 2012 TC4. Disse observationer hjælper os også med at forstå subtile effekter som solstrålingstryk, der forsigtigt kan skubbe rundt om små asteroider. ”
Flere observatorier dedikerede også deres optiske teleskoper til at studere, hvor hurtigt TC4 roterer. Som Eileen Ryan - direktøren for Magdalena Ridge Observatory, der gennemførte observationer af asteroidernes rotation - tydede på, ”Rotationskampagnen var en sand international indsats. Vi havde astronomer fra flere lande, der arbejdede sammen som et team for at studere TC4s tumbling adfærd. ”
Hvad de fandt, at den lille asteroide roterede langsomt, hvilket var ret overraskende. Mens små asteroider typisk roterer meget hurtigt, havde TC4 en rotationsperiode på kun 12 minutter, og det syntes også at tumle. Andre observationer afslørede nogle interessante ting om formen på TC4.
Disse blev udført af astronomer ved hjælp af NASAs Goldstone Deep Space Network antenne i Californien og National Radio Astronomy Observatory's Green Bank Telescope i West Virginia. Deres læsning hjalp med til at finpudse størrelsesestimater af asteroiden, hvilket indikerede, at den er langstrakt og måler cirka 15 meter lang og 8 meter (25 fod) bred.
At bestemme TC4's sammensætning var mere udfordrende. På grund af ugunstige vejrforhold, der faldt sammen med flybyen, kunne instrumenter som NASAs infrarøde teleskopfacilitet (IRTF) ved Mauna Kea-observatoriet på Hawaii ikke få et godt kig på asteroiden. Dog blev der opnået spektre på asteroiden, der indikerede, at den har et stenet legeme, hvilket betyder, at det er en S-type asteroider.
Jordbaserede elementer bestemmer typisk en asteroids sammensætning baseret på deres farve. Mens mørke asteroider er kendt for at være kulstofrige (C-type), er lyse asteroider overvejende sammensat af silikatmineraler (S-type). Som Lance Benner, der førte radarobservationer ved JPL, forklarede:
”Radar har evnen til at identificere asteroider med overflader lavet af stærkt reflekterende stenede eller metalliske materialer. Vi var i stand til at vise, at radarspredningsegenskaber er i overensstemmelse med en lys klippeflade, svarende til en bestemt klasse af meteoritter, der reflekterer så meget som 50 procent af det lys, der falder på dem. ”
Foruden observationskampagnen brugte NASA TC4's seneste flyby som en mulighed for at teste kommunikation mellem observatorier samt det interne meddelelses- og kommunikationssystem, der i øjeblikket er på plads. Dette netværk forbinder forskellige regeringsorganer og den udøvende filial og ville komme i spil i tilfælde af en forventet påvirkningskriminalitet.
Ifølge Vishnu Reddy, en adjunkt fra University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory, der ledede observationskampagnen, demonstrerede dette aspekt af øvelsen, at vi kunne organisere en stor, verdensomspændende observationskampagne på en kort tidslinje og kommunikere resultater effektivt. ”Michael Kelley, leder af TC4-øvelsen ved NASA-hovedkvarteret i Washington, tilføjede,” Vi er meget bedre forberedt i dag på at tackle truslen om en potentielt farlig asteroide, end vi var før TC4-kampagnen. ”
Sidst, men ikke mindst, var den måde, hvorpå øvelsen bragte forskere og institutioner fra hele verden sammen til et enkelt formål. Som Boris Shustov - videnskabsdirektøren for Institutet for Astronomi ved det Russiske Videnskabelige Akademi, som også var en del af øvelsen - antydede, var øvelsen en fremragende måde at teste, hvordan verdens videnskabelige institutioner ville gå forud for en mulig asteroide indvirkning:
”TC4-kampagnen i 2012 var en fremragende mulighed for forskere til at demonstrere vilje og beredskab til at deltage i seriøst internationalt samarbejde for at tackle den potentielle fare for Jorden, som NEO'er udgør. Jeg er glad for at se, hvordan forskere fra forskellige lande effektivt og entusiastisk arbejdede sammen til et fælles mål, og at det russisk-ukrainske observatorium i Terskol var i stand til at bidrage til indsatsen. I fremtiden er jeg overbevist om, at sådanne internationale observationskampagner vil blive almindelig praksis. ”
I tilfælde af at en asteroide i nærheden af Jorden faktisk kan udgøre en trussel mod Jorden, er det godt at vide, at alle sporings-, overvågnings- og alarmsystemer, vi har på plads, er i god stand. Hvis vi vil stole på den menneskelige civilisations skæbne (og muligvis alt liv på Jorden) til et avanceret advarselssystem, giver det bare mening at få alle bugs udarbejdet på forhånd!
TC4-observationskampagnen er sponsoreret af NASAs kontor for planetarisk forsvarskoordination, som igen administreres af planvidenskabsafdelingen i Science Mission Directorate ved NASA's hovedkvarter i Washington, D.C.
