Da li smo spremni za udar asteroida?

Od početka 2014. godine nekoliko asteroida je projurilo pored naše planete. Šta će se desiti ako se jedan od ovih objekata uputi tačno ka nama? Da li smo u tehnološkom smislu spremni da opasnost primijetimo na vrijeme i uhvatimo se u koštac sa problemom koji prijeti da ugrozi Zemlju?

Asteroidi su najstariji stanovnici Sunčevog sistema. Najveći dio ovih objekata nalazi se u Glavnom asteroidnom pojasu između orbita Marsa i Jupitera. Njihov konačan broj se samo nagađa – prema nekim procjenama ima ih na desetine miliona. Dok većina bezbjedno luta svemirskim prostranstvima daleko od nas, pojedini asteroidi se upute ka nama.

Objekatima bliskim Zemlji nazivamo dio asteroida i kometa koji tokom svog putovanja presijecaju Zemljinu putanju. Iako komete takođe mogu da ugroze našu planetu, njih je u unutrašnjim dijelovima Sunčevog sistema oko 100 puta manje, te nam asteroidi u tom smislu predstavljaju veću opasnost. Kada nam se jedan asteroid približi na razdaljinu od 7,5 miliona kilometara i pritom je veći od 150 metara u prečniku, nazivamo ga Potencijalno opasnim asteroidom. Prema posljednjim podacima Centra za male planete poznato je 1456 ovakvih objekata, ali se njihov broj stalno mijenja. U svijetu je trenutno aktivno više programa (Spaceguard, Catalina Sky Survey, LINEAR program, itd.) u okviru kojih se 24 časa dnevno, sedam dana u nedjelji, osmatra nebo u potrazi za novim objektima. To što je objekat potencijalno opasan ne znači i da će udariti u Zemlju. Njihove orbite se neprestano prate i ažuriraju, pa se ponekad čak i brišu sa liste.

Prije samo sto godina dogodila se Tunguska eksplozija – pretpostavlja se da je došlo do eksplozije asteroida prečnika oko 60 metara, na oko 8 kilometara iznad površine Zemlje. Da se eksplozija ove jačine (oko 1000 bombi bačenih na Hirošimu) desila iznad grada veličine Njujorka, šteta bi bila ogromna. Iako se u prosjeku ovakvi događaji javljaju jednom u 300 godina, o strategijama odbrane moramo već sada ozbiljno razmišljati.

Prije nekoliko godina se u ove svrhe okupio veliki broj stručnjaka koji su u zvaničnom izvještaju, između ostalog, iznijeli prijedloge strategija odbrane. Jedan vid zaštite podrazumijeva civilnu odbranu koja se inače primjenjuje u slučajevima prirodnih katastrofa velikih razmjera, dok drugi podrazumijeva prevenciju udara, odnosno skretanja objekta sa putanje. Strategije odbrane u velikoj mjeri zavise od karakteristika nebeskog tijela, od naše tehnološke spremnosti, ali i od vremena koje nam je preostalo do potencijalne katastrofe. U daljem tekstu pogledajte koje sve ideje naučnici imaju kada je bezbjednost naše planete u pitanju. Strategije bi se mogle primijeniti i na asteroide i na komete.

Civilna odbrana

Civilna odbrana podrazumijeva evakuaciju stanovništva, izgradnju skloništa, pružanje medicinske i druge pomoći. U slučaju udara veoma malih objekata, ovo je najekonomičnija strategija za očuvanje ljudskih života. Jedan veoma bitan aspekt civilne odbrane je edukacija ljudi o prirodi štete koja bi mogla da nastane i na koji način treba reagovati u datim situacijama, kako bi se izbjegla panika, ali i da bi se razbili mitovi o ovakvoj vrsti nesreće, koje su nam holivudski filmovi živopisno predstavili.

U slučajevima manjih objekata, prečnika oko 10 metara, koje smo uočili samo nekoliko časova ili nekoliko dana prije udara, ljudima u ugroženoj regiji se savjetuje da ostanu kod kuće, da ne borave pored prozora i naročito da ne posmatraju eksploziju koja može da se desi pri prolasku asteroida kroz atmosferu. U slučaju nešto malo većeg objekta, oko 25 metara u prečniku, neophodno bi bilo evakuisati ugroženu oblast i to u krugu od nekoliko desetina kilometara. Međutim, neophodno je naglasiti da je veći dio površine Zemaljske kugle nenastanjen i da su male šanse da jedan manji objekat padne baš u naseljeno mjesto (ali ih ne treba zanemariti).

“Slow push-pull” metoda

Ovo je prva predložena strategija koja bi potencijalno mogla da spriječi udar asteroida. Ideja je da se na asteroid kontinuirano i postojano djeluje određenom silom koja bi dovela do male promjene njegove brzine kretanja i na taj način bi se, na duge staze, izazvala dovoljno velika promjena putanje, odnosno izbjegla katastrofa. Promjena brzine asteroida je najefektivnija ako se dešava duž pravca kretanja. Cilj je da se asteroid „pojavi“ ranije ili kasnije u odnosu na Zemlju na mjestu presijecanja njihovih putanja. Neophodno ga je „pomjeriti“ za oko 15 000 kilometara, što predstavlja minimalnu razdaljinu koju smatramo bezbjednom za siguran prolazak Zemlje.

U okviru ove strategije postoji nekoliko scenarija, u zavisnosti od toga na koji način djelujemo na asteroid. Jedna od ideja predlaže da se solarna energija fokusira na asteroid i na taj način izazove isparavanje materijala sa njegove površine. Miks krhotina, kamenčića i pare, koji bi kuljali sa površine asteroida, predstavljao bi prirodni mlazni pogon, koji bi ubrzao asteroid – slično kao pri kretanju rakete. Iako zvuči pomalo nerealno, ovaj proces se prirodno dešava kada komete prolaze blizu Sunca tokom svog putovanja. Da bi se ovo realizovalo, potrebni su nam sistemi ogledala u svemiru, koji bi fokusirali svjetlost na površinu asteroida i intenzivno je zagrijali. Za sada će ovaj scenario ostati samo ideja na papiru, jer zahtijeva opsežna dodatna razmatranja i razvijanje novih tehnologija.

Sljedeći prijedlog nudi rješenje u vidu malog svemirskog remorkera. Na sličan način kao što mali remorker gura veliki brod u luci, svemirska letjelica bi “gurala”asteroid u željenom pravcu. Zaključak je da su i u ovom slučaju neophodne dalje procjene izvodljivosti metode, prije bilo kakve ideje o primjeni.

Jedna od predlaganih ideja je i takozvani gravitacioni traktor. Princip je vrlo jednostavan – pozicionirate masivnu letjelicu blizu asteroida, a između njih se tada javlja gravitaciona sila. Metod je zgodan jer ne zavisi od drugih fizičkih karakteristika asteroida, osim od njegove mase. Maksimalna promjena brzine koju bi letjelica od 10 tona mogla da izazove u slučaju asteroida prečnika 1 km je veoma, veoma mala. Nešto je veća u slučaju asteroida prečnika 100 m. Letjelica bi tokom dužeg vremenskog perioda ostala u blizini asteroida i na taj način konstantno djelovala privlačnom gravitacionom silom, odnosno mijenjala njegovu putanju. Jedna od glavnih prednosti gravitacionog traktora je što letjelica ne mora da bude fizički vezana za asteroid. Najveći problem je masivnoj letjelici obezbijediti pogonske sisteme koji bi trajali bar jednu deceniju.

“Slow push-pull” tehnike su adekvatne za odbranu od manjih asteroida (oko 100 m u prečniku), ali samo ako imamo nekoliko decenija do udara. Međutim, ovako dugo vrijeme do udara implicira izvjesne nesigurnosti u pogledu preciznosti putanje, pa je odluka o tome da li treba djelovati ili ne, u neku ruku i političko pitanje.

Kinetički udar

U sljedeću grupu strategija spada metoda kinetičkog udara. Ova metoda koristi jednu ili više masivnih letjelica koje bi se pri velikim brzinama (uglavnom većim od 5 km/s) sudarile sa objektom. Sudar naravno blago mijenja brzinu asteroida, a samim tim mijenja i njegovu putanju. Ovo je veoma jednostavna i efektivna strategija za asteroide do pola kilometra u prečniku, kada imamo bar deset godina vremena za akciju i izvodljiva je s obzirom na mogućnosti koje nam pružaju trenutni hardver i softver. NASA-ina misija Deep Impact je uspješno deomonstrirala ovaj metod 2005. godine, kada se projektil pri brzini od 10 km/s zaletio u kometu 9P/Tempel.

Ako je asteroid sačinjen od kompaktnog materijala i ima veću gustinu, efekat ove misije će biti veći, a ako je sačinjen od rastresitijeg i poroznijeg materijala efekaće biti manji. U svakom slučaju, da bismo presreli bilo koji asteroid, vrlo je važno imati precizne podatke o njegovom kretanju. Razmotrimo sljedeći slučaj: ako bi lansirali letjelicu od 10 tona koja bi se sudarila sa asteroidom prečnika 90 m pri brzini od 10 km/s, mogli bismo promijeniti njegovu brzinu za 1 cm/s. Ovo zaista zvuči malo, ali bi čak i tako mala promjena brzine za 10 godina dovela do toga da se asteroid na mjestu predviđenog sudara pojavi dovoljno ranije ili dovoljno kasnije u odnosu na Zemlju.

Metod kinetičkog udara je veoma snažan i moguće ga je primijeniti uz umjerene inženjerske inovacije. Trenutno je u fazi planiranja svemirska letjelica AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment), koja će proučavati efekte sudara sa asteroidom. Zaključak je da su kinetički udari adekvatni za prevenciju udara asteroida i do jednog kilometra u prečniku, ako decenijama unaprijed znamo za potencijalni udar. Ako pretpostavimo da trenutne tehnologije omogućavaju lansiranje tereta mase između 5 i 10 tona (ili 50 tona sa budućim tehnologijama), bilo bi neophodno višestruko lansiranja manjih letjelica. Ovo je možda i bolje rješenje, jer bi nam pružilo mogućnost da „naštimamo“ željene efekte u slučaju da neka od prethodnih letjelica ne uspije u svojoj misiji.

Nuklearne metoda

Nuklearne metode su dobro ispitane u Zemaljskim uslovima, pa ako ništa drugo, znamo kakav efekat možemo da očekujemo. Od svih predstavljenih metoda njihova efikasnost u smislu prenosa energije je najveća. Ono na šta se obavezno mora obratiti pažnja je da li oslobođena energija prelazi određenu vrijednost, usljed koje bi se asteroid raspao na dijelove. U tom slučaju imali bismo još goru situaciju. Umjesto da nam prijeti jedan asteroid, imali bismo gomilu manjih dijelova koji streme ka nama, a koji su pri tome još i radioaktivni! Upravo iz ovog razloga rađen je veliki broj kompjuterskih simulacija. U najvećem broju slučajeva oko 98% asteroida bi ostalo netaknuto nakon eksplozije, dok bi se samo 2% njegove mase rasulo.

Predloženo je nekoliko scenarija za realizaciju ove strategije, pri čemu spuštanje ljudske posade na površinu asteroida svakako nije opcija – fanovi Brusa Vilisa će se razočarati. Jedan od njih predlaže detonaciju na izvjesnoj udaljenosti od asteroida, dok drugi predlaže plasiranje nukealrne bombe na samu površinu objekta. Prva metoda je mnogo jednostavnija jer ne zahtijeva komplikovane manevre koje je neophodno izvijesti kada se približavate površini jednog ovakvog objekta.

Šta se dešava tokom eksplozije? Energija koja se oslobodi prilikom eksplozije snažno zagrijeva površinski sloj objekta. Ovaj sloj se ubrzano izbacuje sa površine u jednu stranu, dok objekat “odskače” u suprotnom smjeru.

Nuklearne eksplozije predstavljaju značajan vid odbrane od potencijalnog udara asteroida, iako se neki naučnici ne slažu sa ovim idejama. U izvještaju se navodi da predstavljaju jedinu efikasnu strategiju u slučaju asteroida većeg od 500 metara u prečniku, ako smo za njega saznali samo par godina ranije. Međutim, postavlja se pitanje da li u slučaju kratkog vremenskog roka možemo da izvedemo misiju koja podrazumijeva i konstrukciju letjelice i njeno lansiranje i let do asteroida?

U slučaju da smo udar predvidjeli mnogo ranije, uz pomoć nuklearnih metoda mogao bi se skrenuti sa putanje čak i veliki objekat, od par kilometara u prečniku. Ovo bi bilo moguće ostvariti i primjenom kinetičkog udara, ali jedino ako bi u pravcu asteroida poslali čitavu flotu veoma masivnih letjelica. Takođe, ponekad će možda biti potrebno iskombinovati više strategija u cilju realizovanja što uspješnije odbrane.

Ključna stvar u realizaciji bilo koje strategije je sposobnost da se masivna letjelica uspješno pošalje do asteroida. Buduće generacije raketa tebale bi da omoguće podizanje većih tereta u svemir, odnosno moći ćemo efikasnije da reagujemo čak i u situacijama kada je vrijeme do udara malo.

Kao što je već navedeno, strategije odbrane na žalost ne zavise samo od naše tehnološke spremnosti za odbranu. U velikoj mjeri zavise od karakteristika asteroida koje ponekad ne možemo tačno odrediti na osnovu teleskopskih posmatranja sa Zemlje, i zbog toga je izuzetno teško predvidjeti reakciju asteroida. Upravo iz ovog razloga se u izvještaju navodi da bi bilo od velike važnosti, ako to vrijeme dozvoljava, poslati izviđačke misije koje bi utvrdile neophodne karatketristike asteroida, kako bi što bolje odabrali strategiju odbrane i bolje je sproveli u djelo. Neophodno bi bilo poslati i kontrolnu misiju kako bi verifikovali uspješnost misije.

Neke od metoda vam sigurno zvuče kao da sadrže elemente naučne fantastike. Najveći problem je zapravo taj što ni jedna od startegija nije bila testirana u praksi, osim strategije kinetičkog udara tokom Deep Impact misije. Plan je da se do 2020. godine otkrije više od 90% svih asteroida većih od 140 metara u prečniku, tako da ne mogu da nas iznenade. Ovo je veoma bitno, kao i ulaganje sredstava u nove projekte kao što je misija AIDA. Jedino se na takav način u realnim uslovima testiraju strategije odbrane, a ovakva i slična iskustva predstavljaju najznačajnije korake u razumijevanju efikasnosti određenih metoda.

Od svih predstavljenih strategija, najveću zabrinutost javnosti mogla bi da izazove detonacija nuklearnog oružja. Međutim, ako do opasnosti dođe, biće neophodno izabrati onu misiju koja će nas najuspješnije odbraniti. Do sada se ni jedna zemlja, niti zvanična institucija, nije prihvatila obaveze i odgovornosti da, u slučaju opasnosti od udara, preduzme zvanične korake u cilju odbrane. Za sada smo još uvijek sigurni, a u međuvremenu se redovno obavještavajte o dešavanjima u svemiru!

Izvor: B92