Da asteroiden 2005 YU55 passerede tæt ved Jorden i går, har denne temmelig foruroligende nær flyby mange mennesker, der spekulerer på, om vi ville være i stand til at aflede en asteroide, der var på vej mod et kryds med Jorden i sin bane.
Når naturkatastrofer går, ville en asteroidestrejke på Jorden naturligvis være ekstremt dårlig. Selv relativt små rumklipper kunne udslette millioner af mennesker fra klodens overflade, og for de virkelig store asteroider - som den der forårsagede Chicxulub-begivenheden for 65 millioner år siden - er det usandsynligt, at menneskeheden ville overleve. Og alligevel, for al deres ødelæggelse, tilbyder asteroider en glimt af håb. En asteroide strejke kan forebygges, da vi har tid til at tackle det.
”I dag er ingen kendt asteroide på kollisionskurs med Jorden,” sagde Dr. David Morrison fra NASAs Near Earth Object (NEO) -program i en rapport for et par år siden fra Spaceguard Survey, der ser efter tæt forbipasserende objekter. ”Spaceguard-undersøgelsen forventer ikke at finde nogen stor asteroide, der direkte truer os. Hvis der imidlertid opdages en sådan sten på en kollisionskurs, forventer vi, at vi vil anvende passende teknologi til at aflede den, inden den rammer. Asteroidepåvirkninger er den eneste naturlige fare, som vi i princippet kan eliminere helt. ”
Der er et par forskellige måder at ændre en asteroids orbitalsti, men hvad er den bedste måde at gøre det på?
Lad os først tale lidt om, hvad vi har at gøre med. Et nær jordobjekt er en asteroide eller komet, hvis bane kommer ind i Jordens kvarter - alt, hvad der kredser inden for 195 millioner kilometer (120 millioner miles) fra Jordens orbital nærhed. Nogle genstande har rejst med os i millioner år, vævet ind og ud af vores banebane. Til sidst vil en af disse objekter være på det forkerte sted på det forkerte tidspunkt og påvirke Jorden.
Astronomer overalt er opmærksomme på problemet, og der er flere undersøgelser, der er i gang for at opdage og katalogisere alle de potentielle jordkrydsende asteroider, såsom Spaceguard-undersøgelsen, der arbejder for at opdage alle de nærliggende asteroider, der er større end 1 km i diameter. Klipper over denne størrelse har potentialet til at afslutte civilisationen, som vi kender den, så det ville være godt at vide, om nogen af dem er på vej.
Men genstande helt ned til 140 meter vil forårsage regional skade og endda millioner af dødsfald, hvis man tilfældigvis rammer en større by. Disse mindre klipper er også en prioritet.
Pr. 3. november 2011 er 8.421 objekter i nærheden af Jorden blevet opdaget. Cirka 830 af disse NEO'er er asteroider med en diameter på cirka 1 kilometer eller større. Desuden er 1.262 af disse NEO'er klassificeret som potentielt farlige asteroider, der har potentialet til at komme tæt på jorden, med en størrelse, der er stor nok til at forårsage betydelig regional skade i tilfælde af påvirkning.
Derudover anslår de seneste resultater fra NASAs Wide-field Infrared Survey Explorer eller WISE-rumfartøjet - som med de andre undersøgelser har fundet omkring 90 procent af de største asteroider i nærheden af Jorden - astronomer anslår nu, at der er ca. 19.500 mellemstore asteroider i nærheden af Jorden derude, hvilket betyder, at størstedelen af disse mellemstore asteroider stadig skal opdages. Dette er genstande mellem 100 og 1.000 meter (330 og 3.300 fod) bredt.
Astronomer arbejder på at skabe en omfattende liste over alle farlige rumrock derude. Hvad hvis der er en asteroide med vores navn på det? Hvilken handling kan vi tage for at nå ud og ødelægge den eller i det mindste ændre dens bane væk fra en kollision med Jorden?
Vi taler ikke om et Armageddon- eller Deep Impact-scenarie her; der er ingen måde at stoppe en asteroide, der vil påvirke os om nogle få måneder - vi ved ikke hvordan og har ikke teknologien. Men lad os sige, at vi har få advarsler om et par årtier.
Hvordan kunne vi stoppe det?
Den tidligere Apollo-astronaut Rusty Schweickart har talt med Space Magazine adskillige gange og understreger, at den teknologi, der er nødvendig for at aflede en asteroide, findes i dag. ”Det vil sige, at vi ikke behøver at gå ind i et stort teknologiudviklingsprogram for at aflede de fleste asteroider, der udgør en trussel om påvirkning,” sagde han. ”Denne teknologi er imidlertid ikke blevet sammensat i et systemdesign og ikke blevet verificeret, testet eller demonstreret, at den faktisk kunne aflede en asteroide. Så vi er nødt til at teste alt - test selve sekvensen, vi ville bruge til en afbøjningskampagne. ”
Den bedste måde at teste det ville være at have NASA, eller måske et konsortium af rumfartsbureauer, til at udføre en faktisk mission for at teste hele systemet.
"Ikke med en asteroide, der truer en påvirkning," sagde Schweickart, "men med en asteroide, der bare er opmærksom på sin egen virksomhed, og vi har mulighed for at vise, at vi kan ændre sin bane lidt på en kontrolleret måde."
Schweickart beskrev to typer ”afbøjningskampagner” for en truende asteroide: a kinetisk påvirkning ville omtrent “skubbe” asteroiden ind i en anden bane (en større version af, hvad der skete med Deep Impact-rumfartøjet) og en tyngdekraften eller rumtrækker ville langsomt trække på asteroiden for nøjagtigt at trimme den resulterende ændringskurs ved kun at bruge andet end tyngdekraften mellem de to legemer. Tilsammen omfatter disse to metoder en komplet afbøjningskampagne ved hjælp af eksisterende teknologi.
Hvad er nogle andre muligheder?
Spræng det op med nukes
Hver Hollywood-historie, der beskæftiger sig med asteroider, involverer altid pakning af nukleare sprænghoveder om bord på et rumskib og derefter flyver ud for at sprænge asteroiden. Kaboom! Problem løst? Ikke nøjagtigt. Videnskaben i disse film er bedst vildledende og sandsynligvis helt forkert.
Som Schweickart understreger, er dette sandsynligvis en rigtig dårlig idé. Han mener, at der er problemet med at skabe mange mindre og lige så dødbringende stenstykker ved at sprænge en stor asteroide (og det kan faktisk øge dens destruktive kraft.) Men i en rapport, der blev udarbejdet af National Research Council i 2010, indrømmer forskere at nukleare eksplosioner er det eneste aktuelle, praktiske middel til at håndtere store NEO'er (diametre over 1 kilometer) eller som en sikkerhedskopi for mindre, hvis andre metoder skulle mislykkes.
Der er en yderligere lovlig fangst. Artikel IV i Traktat om principper for staternes aktiviteter i efterforskning og anvendelse af det ydre rum, herunder månen og andre himmellegemer forbyder lande i at bruge nukes i rummet. Konventionelle sprængstoffer er tilladt, men de er bare ikke så effektive. Men Schweickart bekymrer sig for, at NASA kan være åben for manipulation for at frembringe spredning af pladsbaserede atomvåben under dække af international "sikkerhed."
* Opdatering: Når det er sagt, involverer en anden formildelsesplan også atomvåben og kaldes Kerneablation. Dette ville indebære, at detonering af en nuke i nærheden af en asteroide, og strålingen fordamper dens overflade genererer et eksplosivt tryk og en ændring i hastighed som respons.
I deres NEO Workshop-rapport fra 2007 bestemte NASAs programanalyse og evaluering, at en sådan tilgang ville være 100 gange mere effektiv end en kinetisk impactor.
Brug en solsejl
For en mere elegant idé snarere end at sprænge den op, har fysiker Gregory Matloff undersøgt konceptet om at bruge en to-sejls solfotontruster, der bruger koncentreret solenergi. Et af sejlene, et stort parabolsk samlersegl, stod konstant mod solen og dirigerede reflekteret sollys mod et mindre, bevægeligt andet thrustersejl, der ville stråle koncentreret sollys mod overfladen af en asteroide. I teorien ville strålen fordampe et område på overfladen for at skabe en aerojet af materialer, der kunne tjene som et fremdrivningssystem til at ændre NEOs bane.
Bind dem op
Tilbage i 2009 havde David French, en doktorgradskandidat inden for rumfartsteknologi ved North Carolina State University, ideen om at fastgøre ballast til en asteroide med en tether. Ved at gøre dette, forklarer French, "ændrer du objektets massecenter, ændrer effektivt objektets bane og giver det mulighed for at passere Jorden i stedet for at påvirke det."
Spejl bier
En anden mere elegant teknik bruger også koncentreret lys til forsigtigt at bevæge en asteroide. Dette projekt, der er sponsoreret af Planetary Society, kaldes "Mirror Bees." Dette bruger mange små rumfartøjer - der hver bærer et spejl - der sværmer rundt om en farlig asteroide. Rumfartøjet kunne præcist vippe deres spejle for at fokusere sollys på en lille plet på asteroiden, fordampe klippet og metallet og skabe en jetpude af superopvarmede gasser og affald. Alternativt kunne satellitterne indeholde kraftige lasere pumpet af sollys, og laserne kunne bruges til at fordampe klippen. Asteroiden ville blive brændstof for sin egen raket - og langsomt ville asteroiden flytte ind i en ny bane.
Lasere
En anden interessant teknik fra University of Alabama i Huntsville ville involvere at placere et lasersystem i rummet, eller på en fremtidig Månebase. Når en potentiel jordkrydsende asteroide opdages, vil laseren målrette mod den og skyde i lang tid. En lille mængde materiale blev banket ud af overfladen på asteroiden, hvilket vil aflede dens bane lidt. I løbet af en lang periode ville asteroide-korrektionen tilføjes, hvilket gjorde et direkte hit til en næsten miss.
Plastfilm
Et yderst opfindsomt koncept involverer at bruge en satellit til at indpakke en asteroide med bånd af reflekterende Mylar ark. At dække kun halvdelen af asteroiden ville ændre dens overflade fra kedelig til reflekterende, muligvis nok til, at soltrykket kan ændre asteroidens bane.
Massedrivere
Denne idé involverer brugen af flere landere til at møde og fastgøres til en truende asteroide, bore ind i dens overflade og skubbe små mængder af asteroidematerialet væk med høj hastighed ved hjælp af en massedriver (skinnepistol eller elektromagnetisk løfteraket). Virkningen, når den anvendes over en periode på uger eller måneder, vil til sidst ændre den heliocentriske hastighed af målsteroiden og derved ændre dens nærmeste tilgang til Jorden.
Andre ideer inkluderer tilslutning af en almindelig raketmotor til asteroiden; at male en asteroide for at gøre den mørkere eller lysere, så den absorberer og genstråler mere eller mindre sollys, hvilket påvirker dens omdrejning og til sidst sin bane; og en hyrde-ionstråle.
Civilforsvar (evakuering, husly på plads, levering af nødinfrastruktur) er en omkostningseffektiv afbødningstiltag til at redde liv fra de mindste NEO-påvirkningsbegivenheder og ville også være en nødvendig del af afhjælpningen ved større begivenheder.
Nøglen til at aflede en farlig asteroide er at finde dem tidligt, så en plan kan udvikles. Schweickart sagde, at det er for sent at træffe beslutninger om, hvordan man afhjælper truslen, når et rumsklib der allerede er på vej, og at alle beslutninger om, hvad der skal gøres, og hvordan, skal træffes nu. ”Det egentlige spørgsmål her er at få internationalt samarbejde, så vi kan - på en koordineret måde - beslutte, hvad vi skal gøre og handle, før det er for sent,” sagde han. ”Hvis vi udsætter os og argumenterer for dette, vil vi diskutere vores vej forbi det punkt, hvor det er for sent, og vi tager hitet.”
For mere information, læs rapporten The Association of Space Explorers 'International Panel (ledet af Schweickart): Asteroid Trusler: Et opfordring til global reaktion.
National Research Council-rapport: Forsvar af Planet Earth: Objektundersøgelser i nærheden af jorden og strategier til begrænsning af farer. Sidste rapport.
Fraser Cain bidrog enormt til denne artikel.
