Je, PI ya Ulinzi wa Sayari iko Angani?
Mnamo Februari 2013, watazamaji wa anga kote ulimwenguni walielekeza mawazo yao kuelekea asteroid 2012 DA14, mwamba wa anga wa karibu futi 150 (mita 50) kwa kipenyo ambao ungeruka karibu na Dunia kuliko chombo kinachotuletea TV ya satelaiti.
Hawakutambua walipokuwa wakijiandaa kwa tukio la mara moja baada ya miongo kadhaa kwamba uchafu mwingine wa angani ulikuwa ukielekea Duniani, ukiwa na kichwa cha moja kwa moja. Mnamo Februari 15, 2013, kimondo cha Chelyabinsk, asteroidi yenye kipenyo cha takriban futi 62 (mita 19) ililipuka juu ya jiji la Chelyabinsk, Urusi, ilipoingia kwenye angahewa ya Dunia kwa pembe ya kina kifupi. Mlipuko huo ulivunja madirisha na majengo kuharibiwa, na karibu watu elfu mbili walijeruhiwa, ingawa tunashukuru hakuna aliyekufa.
"Ilibainika kuwa asteroidi mbili zinazojitegemea kabisa zilikuwa zinakuja siku hiyo," alisema Philip Lubin, profesa wa fizikia wa UC Santa Barbara, na mmoja wa wanasayansi wengi wanaotarajia mkutano wa karibu wa Dunia wa 2012 DA14. “Mmoja wao tulijua ataikosa Dunia. Ile nyingine, hata hatukujua inakuja.”
Kwa Lubin na wanasayansi kama yeye, matukio kama haya yanasisitiza umuhimu wa ulinzi thabiti wa sayari - kutambua, kufuatilia, kubainisha tabia na hatimaye kujilinda dhidi ya asteroidi na nyota za nyota zinazoweza kuwa hatari. Matukio ya kutishia jiji kama vile Chelyabinsk ni nadra, hutokea mara moja kila baada ya miaka 50 hadi 100, lakini yanaweza kuwa mabaya. Matukio ya hivi majuzi zaidi kati ya haya yalikuwa Tukio la Tunguska, mlipuko wa angani mashariki mwa Siberia mnamo 1908, ambao ulifanya mamia ya maili za mraba za msitu. Adimu zaidi, lakini hata hivyo, inawezekana, ni vitu vinavyotishia kutoweka kwa watu wengi, kama vile athari ya Chicxulub, ambayo iliangamiza dinosaur miaka milioni 66 iliyopita, au mlipuko wa hivi karibuni zaidi (miaka 12,800 iliyopita) ambao ulisababisha kuungua na kuanza kwa "baridi ya athari" inayoitwa Dryas Mdogo.
Credit: Alexander Cohen
Walakini, mtu hawezi kupunguza uwezekano wa vitu vikubwa kuja karibu na Dunia kwa shida katika siku za usoni: Apophis, yenye kipenyo chake cha futi 1,214 (mita 370), inatazamiwa kupita karibu Ijumaa 13.th Aprili 2029, huku Bennu, akiwa na kipenyo cha futi 1,608 (m 490) anatarajiwa kupiga pasi kama hiyo mwaka wa 2036. Ingawa hawatarajiwi kugonga Dunia, hata mabadiliko madogo katika mzunguko wao yanaweza kuwafanya waingie kwenye mifuko ya mvuto. inayoitwa "keyholes" ambayo inaweza kuziweka kwenye trajectory ya moja kwa moja kuelekea Dunia.
"Ikiwa itapitia tundu la ufunguo wa mvuto, kwa ujumla itaikumba Dunia kwenye raundi inayofuata," Lubin alisema.
Mikakati ya ulinzi wa sayari imesonga mbele kutoka kwa utafiti na kuwa mbinu bora za kuelewa vitisho, hadi juhudi za kukengeusha hatari zinazoweza kutokea na kubadilisha mizunguko yao, ikiwa ni pamoja na mkakati uliobuniwa na kikundi cha Lubin, ambacho kilipendekeza matumizi ya leza kusukuma vitu vinavyotisha kutoka kwenye njia ya Dunia. (Angalia tovuti yao kwa habari zaidi juu ya ulinzi wa sayari inayotegemea laser: www.deepspace.ucsb.edu/projects/directed-energy-planetary-defense)
In karatasi mbili juu ya mada ya ulinzi wa sayari ya mwisho iliyowasilishwa kwa jarida Maendeleo katika Utafiti wa Anga, ikiambatana na kipande cha maoni iliyochapishwa katika Scientific American, Lubin na mtafiti-mwenza Alexander Cohen waliweka mbinu madhubuti zaidi ya kukabiliana na uchafu hatari wa anga za juu. Mradi huo unaitwa PI, ambayo inasimama kwa upendo Pulverize It.
Kujitayarisha kwa Yasiyoepukika - Fanya au Usifanye?
"Ingawa mara nyingi tunasema kwamba hakuna kitu maishani ni hakika isipokuwa kifo na ushuru, tunaweza pia kuongeza kutoweka kwa wanadamu kwenye orodha hii," Lubin alisema. "Kuna asteroid kubwa au comet inayonyemelea katika mfumo wetu wa jua na imeandikwa 'Dunia'. Hatujui ni wapi au lini itagonga."
Katika miaka 113 iliyopita, Dunia imepigwa na asteroids mbili kubwa ambazo zingeweza kutishia maisha ya mamilioni, kama zingepiga jiji kubwa. Walakini, ubinadamu ulikuwa na bahati. Kwa kuzingatia tishio hili la kweli, ni wakati wa kupanga kwa umakini na kutekeleza mpango wa ulinzi wa sayari, watafiti wanasema. PI inaruhusu mbinu ya kimantiki na ya gharama nafuu kwa mpango wa mwisho wa ulinzi wa mazingira.
Gawanya na Ushindi
Ufunguo wa mkakati wa PI ni uwekaji wa safu ya vijiti vya kupenya, ikiwezekana kujazwa na vilipuzi, vilivyowekwa kwenye njia ya asteroid ili "kukata na kukata" kitu kinachotisha. Vijiti vya kupenya - takriban inchi 4-12 (sentimita 10-30) kwa kipenyo na urefu wa futi sita hadi kumi - hugawanya kiini cha asteroidi au comet inapoanguka ndani yao kwa kasi kubwa.
Muhimu zaidi, badala ya kugeuza kitu, mkakati ni kuruhusu Dunia kuchukua hatua, watafiti walisema, lakini kwanza kutenganisha asteroid katika vipande vidogo - kawaida ukubwa wa nyumba - na kuruhusu vipande hivyo kuingia kwenye angahewa ya Dunia. Angahewa inaweza kisha kunyonya nishati na kunyunyiza zaidi vipande vya ukubwa wa nyumba ndani ya uchafu mdogo ambao haugonga ardhi.
Kwa kuwa asteroidi asili sasa inaingia kwenye angahewa kama wingu kubwa, lililosambazwa la vipande vidogo, wao husambaza kwa anga na kwa muda nishati ya athari, ambayo hutenganisha mawimbi ya mlipuko yaliyoundwa na kila kipande. Hii inapunguza kwa kiasi kikubwa tishio kutoka kwa janga hadi zaidi ya "onyesho la fataki," lililojaa mwanga na sauti.
"Ikiwa unaweza kupunguza matukio makubwa, ambayo ni hatari, kuwa kundi la matukio madogo ambayo hayana madhara, hatimaye umepunguza tishio," Cohen alisema.
"Jambo la kipekee kuhusu njia hii ni kwamba unaweza kuwa na nyakati fupi za kujibu," Lubin aliongeza. "Tatizo ambalo mbinu zingine kama njia za kugeuza asteroid ni kwamba zina kikomo sana katika nyakati zao za majibu. Kwa maneno mengine, wanategemea kupata mali ili kuepusha tishio hadi kwenye asteroid muda mrefu kabla haijakaribia Dunia.”
Badala yake, mbinu ya PI ya "kipande na kete" hunasa asteroidi au kometi inapokaribia Dunia na inaweza kutumwa na magari ya uzinduzi ambayo tayari yapo leo, kama vile SpaceX's Falcon 9 na NASA'S SLS kwa malengo makubwa zaidi. Kulingana na hesabu za wanafizikia, shabaha ndogo zaidi kama vile kimondo cha Chelyabinsk zinaweza kuzuiliwa dakika chache kabla ya athari kwa kutumia vizindua vidogo zaidi vinavyofanana na vipokezi vya ICBM, huku shabaha ambazo ni tishio kubwa zaidi, kama Apophis, zinaweza kuzuiwa siku 10 tu kabla ya athari. . Nyakati za kupunguza muda huu mfupi hazijawahi kamwe, kulingana na watafiti.
Ulinzi Bora ni Kosa Mzuri
Sehemu nyingine ya mpango huo ni kuzingatia mbinu madhubuti ya kulinda sayari yetu, watafiti walisema.
"Kadiri tunavyopata chanjo ya kuzuia magonjwa yajayo, kama tunavyofahamu kwa uchungu sana, tunaweza kuchanja sayari kwa kutumia safu za kupenya kama sindano za chanjo ili kuzuia upotezaji wa maisha katika siku zijazo," Lubin alisema. .
Katika mbinu hii, mfumo sawa unaweza kutumika kuondoa kwa vitendo vitu vinavyotisha kama Apophis na Bennu ili kulinda vizazi vijavyo.
"Haithaminiwi kuwa vitu vikubwa na vya kutisha kama vile Asteroidi za Apophis na Bennu ni mbaya sana," aliendelea. "Ikiwa watagoma, kila mmoja wao ana nguvu katika athari sawa na zote ya silaha za nyuklia duniani kwa pamoja. Hebu fikiria silaha zote za nyuklia za Dunia zikilipuliwa kwa sekunde chache. Kwa PI tunaweza kuzuia hali hii.
Mbinu hii mpya, kulingana na Lubin na Cohen, inaweza kufanya ulinzi wa sayari ufanyike upembuzi yakinifu kabisa na "rahisi kama PI," na ingeruhusu ramani ya kimantiki ya mfumo thabiti wa ulinzi wa sayari.
"Majibu ya haraka sana yanawezekana," Lubin alisema. "Hatuoni watangazaji wowote wa kiteknolojia. Inashirikiana na kizazi cha sasa cha magari ya uzinduzi na mengine ambayo yanatoka. Zaidi ya hayo, Lubin aliongeza, njia hiyo "itakuwa katika ushirikiano mkubwa na uendeshaji wa mwezi ujao," na mwezi unaweza kuwa "msingi wa uendeshaji."
"Hatimaye ubinadamu ungeweza kudhibiti hatima yake na kuzuia kutoweka kwa wingi siku zijazo kama vile wapangaji wa zamani wa Dunia ambao hawakujisumbua na ulinzi wa sayari, dinosauri."
Ili kuona jinsi mfumo huu unavyofanya kazi, tembelea kikundi cha Majaribio cha Cosmology cha UCSB Ukurasa wa mradi wa Ulinzi wa Sayari wa PI-Terminal.
Utafiti katika mradi huu ulifanywa pia na Jeeya Khetia, Tegan Costa, Hannah Shabtian, Dharv Patel, Alok Thakrar, Alex Korn na Kellan Colburn.
