A Planetary Defense PI az égen van?
2013 februárjában az égbolt megfigyelői a világ minden tájáról a 2012 DA14 aszteroida felé fordították a figyelmüket, egy körülbelül 150 láb (50 láb) átmérőjű kozmikus kőzetre, amely közelebb repül a Földhöz, mint az űrhajó, amely a műholdas TV-t szállítja.
Nem is sejtették, amikor a több évtizedben egyszer előforduló eseményre készültek, hogy újabb égi törmelék zúdul a Föld felé, közvetlenebb irányba. 15. február 2013-én a cseljabinszki meteor, egy nagyjából 62 láb (19 méter) átmérőjű aszteroida felrobbant az oroszországi Cseljabinszk városa felett, amint kis szögben behatolt a Föld légkörébe. A robbanás betörte az ablakokat és megrongálta az épületeket, és közel kétezer ember megsérült, bár szerencsére senki sem halt meg.
„Kiderült, hogy két teljesen független aszteroida érkezik aznap” – mondta Philip Lubin, az UC Santa Barbara fizikaprofesszora, és egyike azoknak a tudósoknak, akik a DA2012 14-es földközeli randevúját várják. „Az egyikükről tudtuk, hogy hiányozni fog a Föld. A másik, nem is tudtuk, hogy jön.”
Lubin és a hozzá hasonló tudósok számára az ehhez hasonló események rávilágítanak a robusztus bolygóvédelem fontosságára – a potenciálisan veszélyes aszteroidák és üstökösök észlelésére, követésére, jellemzésére és végső soron az ellenük való védekezésre. A várost fenyegető események, mint például Cseljabinszk, ritkák, körülbelül 50-100 évente fordulnak elő, de potenciálisan pusztítóak. A legutóbbi ilyen esemény a tunguszkai esemény volt, amely 1908-ban Kelet-Szibéria feletti légkitörés volt, amely több száz négyzetmérföldnyi erdőt lapított el. Még ritkábbak, de mégis lehetségesek olyan objektumok, amelyek tömeges kihalást fenyegetnek, mint például a Chicxulub ütköztető, amely mintegy 66 millió évvel ezelőtt kiirtotta el a dinoszauruszokat, vagy a legutóbbi (12,800 XNUMX évvel ezelőtti) légkitörés, amely széles körben égetett és kitört. a Fiatalabb Dryáknak nevezett „hatásos tél”.
Köszönetnyilvánítás: Alexander Cohen
Nem lehet azonban figyelmen kívül hagyni annak lehetőségét, hogy a közeljövőben nagyobb objektumok is kellemetlenül közel kerüljenek a Földhöz: az 1,214 láb (370 méter) átmérőjű Apophis 13-án, pénteken közeledik.th 2029 áprilisában, míg az 1,608 láb (490 méter) átmérőjű Bennu várhatóan 2036-ban hajt végre hasonló áthaladást. Noha nem várható, hogy eltalálják a Földet, még viszonylag kis pályájuk változása is azt okozhatja, hogy gravitációs zsebekbe kerüljenek. úgynevezett „kulcslyukak”, amelyek közvetlenebb pályára állíthatják őket a Föld felé.
"Ha átmegy a gravitációs kulcslyukon, általában a következő körben éri el a Földet" - mondta Lubin.
A bolygóvédelmi stratégiák a kutatástól a fenyegetések megértésének jobb módszerei felé haladtak a potenciális veszélyek elhárítására és pályáik megváltoztatására irányuló erőfeszítésekig, beleértve a Lubin-csoport által kidolgozott stratégiát, amely lézerek használatát javasolta a fenyegető tárgyak Föld útjából való kilökésére. (A lézeres bolygóvédelemmel kapcsolatos további információkért tekintse meg weboldalukat: www.deepspace.ucsb.edu/projects/directed-energy-planetary-defense)
In két papírt folyóiratnak benyújtott terminális bolygóvédelem témájában Előrelépések az űrkutatásban, amelyet egy vélemény alkotás A Scientific American-ben publikált Lubin és kutatótársa, Alexander Cohen proaktívabb módszert dolgozott ki a veszélyes földönkívüli űrtörmelékek kezelésére. A projekt neve PI, ami szeretetteljesen áll Pelferdít It.
Felkészülés az elkerülhetetlenre – tedd vagy ne?
„Bár gyakran mondjuk, hogy az életben semmi sem biztos, csak a halál és az adók, minden bizonnyal az emberi kihalás is hozzáadható ehhez a listához” – mondta Lubin. „Egy nagy aszteroida vagy üstökös lappang a Naprendszerünkben, amelyre „Föld” van írva. Csak azt nem tudjuk, hol van, és mikor fog eltalálni.”
Az elmúlt 113 évben a Földet két nagy aszteroida érte, amelyek milliók életét veszélyeztethették volna, ha egy nagyváros felett csapódnak le. Az emberiségnek azonban szerencséje volt. Ennek a nagyon is valós veszélynek a fényében itt az ideje, hogy komolyan megtervezzünk és végre is hajtsunk egy bolygóvédelmi programot, mondják a kutatók. A PI logikus és költséghatékony megközelítést tesz lehetővé a végső környezetvédelmi programhoz.
Oszd meg és uralkodj
A PI-stratégia kulcsa egy sor, esetleg robbanóanyaggal megtöltött behatolórudak bevetése, amelyeket az aszteroida útjába helyeznek, hogy „feldarabolják és felkockázzák” a fenyegető tárgyat. A behatoló rudak - körülbelül 4-12 hüvelyk (10-30 cm) átmérőjűek és hat-tíz láb hosszúak - feldarabolják az aszteroida vagy az üstökösmagot, amint az extrém sebességgel nekiütközik.
A kutatók elmondása szerint döntő jelentőségű, hogy az objektum eltérítése helyett az a stratégia, hogy hagyjuk a Földet átvenni a találatot, de először az aszteroidát kisebb – jellemzően ház méretű – darabokra kell szétszedni, és hagyni, hogy a töredékek bejussanak a Föld légkörébe. A légkör ezután elnyeli az energiát, és tovább párologtatja a ház méretű darabokat apró törmelékké, amelyek nem érik a talajt.
Mivel az eredeti aszteroida most kis darabokból álló nagy, elosztott felhőként lép be a légkörbe, ezek térben és időben elosztják a becsapódás energiáját, ami dekorrelálja az egyes töredékek által keltett robbanási hullámokat. Ez nagymértékben csökkenti a veszélyt a katasztrofálistól a „tűzijáték”-ig, amelyet fénnyel és hanggal egészítenek ki.
"Ha a nagy, veszélyes eseményeket ártalmatlan kis események halmazává tudod redukálni, akkor végül csökkented a veszélyt" - mondta Cohen.
"A módszer egyedülállósága az, hogy hihetetlenül rövid válaszidővel rendelkezhet" - tette hozzá Lubin. „Más technikák, például az aszteroida-eltérítő módszerek problémája az, hogy válaszidejük erősen korlátozott. Más szóval, abban bíznak, hogy beszereznek egy eszközt, amely elhárítja a fenyegetést egészen az aszteroidáig, jóval azelőtt, hogy az közel kerülne a Földhöz.
Ehelyett a PI „szelet és kocka” módszer elfogja az aszteroidákat vagy üstökösöket, amint azok közelednek a Földhöz, és bevethetik a már ma is létező hordozórakétákkal, mint pl. SpaceX's Falcon 9 és NASA'S SLS nagyobb célpontokhoz. A fizikusok számításai szerint a kisebb célpontokat, például a cseljabinszki meteort, néhány perccel a becsapódás előtt el lehetett fogni az ICBM-elfogókhoz hasonló, sokkal kisebb hordozórakétákkal, míg a komolyabb fenyegetést jelentő célpontokat, például az Apophist, mindössze 10 nappal a becsapódás előtt. . A kutatók szerint ilyen rövid enyhülési idők teljesen példátlanok.
A legjobb védelem jó támadás
A program másik része a bolygónk védelmének proaktív megközelítésének mérlegelése – mondták a kutatók.
„Amennyire beoltjuk magunkat a jövőbeni betegségek megelőzése érdekében, amint azt most nagyon fájdalmasan tudatában vagyunk, beoltathatnánk a bolygót a behatoló tömbök használatával, mint egy vakcina injekciós tűi, hogy megakadályozzuk a jövőbeni katasztrofális emberveszteséget” – mondta Lubin. .
Ebben a megközelítésben ugyanaz a rendszer használható a fenyegető objektumok, például Apophis és Bennu proaktív kiküszöbölésére a jövő generációinak védelme érdekében.
„Nem méltányolják, hogy az olyan nagy és fenyegető objektumok, mint az Apophis és a Bennu aszteroidák rendkívül súlyosak” – folytatta. „Ha lecsapnának, mindegyikük becsapódási energiája egyenlő minden a földi nukleáris fegyverek közül együttvéve. Képzeld el, hogy a Föld összes nukleáris arzenálja néhány másodperc alatt felrobbant. A PI-vel megelőzhetjük ezt a forgatókönyvet.”
Ez az új megközelítés Lubin és Cohen szerint meglehetősen megvalósíthatóvá és „egyszerűvé teheti a bolygóvédelmet”, és lehetővé tenné egy robusztus bolygóvédelmi rendszer logikus útitervét.
„Rendkívül gyors reagálás lehetséges” – mondta Lubin. „Nem látunk semmiféle technológiai csúcsot. Szinergikus a hordozórakéták jelenlegi generációjával és más, jelenleg megjelenő hordozórakétákkal.” Ezenkívül Lubin hozzátette, a módszer „nagy szinergiában lenne a jövőbeni holdműveletekkel”, és a Hold potenciálisan „előremutató hadműveleti bázisként” működne.
"Az emberiség végre irányíthatta sorsát, és megakadályozhatna egy jövőbeli tömeges kihalást, mint a Föld korábbi bérlői, akik nem törődtek a bolygóvédelemmel, a dinoszauruszokkal."
A rendszer működésének megtekintéséhez látogassa meg az UCSB Kísérleti Kozmológiai Csoportját A PI-Terminal Planetary Defense projekt oldala.
Ebben a projektben a kutatást Jeeya Khetia, Tegan Costa, Hannah Shabtian, Dharv Patel, Alok Thakrar, Alex Korn és Kellan Colburn is végezte.
