Nowy pomysł na obronę Ziemi przed zagrożeniami z kosmosu. Obrona przez atak
W lutym 2013 roku, obserwatorzy kosmosu zwrócili uwagę na kosmiczną skałę o średnicy około pięćdziesięciu metrów, która miała przelecieć w odległości bliższej od Ziemi niż statki kosmiczne, które przekazują nam sygnał telewizji satelitarnej. Nie zdawali sobie jednak sprawy, że inny kawałek gruzu również zmierza w kierunku Ziemi. 15 lutego 2013 roku meteor czelabiński, czyli asteroida o pierwotnej średnicy około 19 metrów, eksplodował nad miastem Czelabińsk w Rosji (1), wchodząc w atmosferę ziemską pod ostrym kątem. W wyniku wybuchu w całej okolicy powybijane zostały szyby w oknach i uszkodzonych zostało wiele budynków, zaś prawie dwa tysiące osób zostało rannych, choć na szczęście nikt nie zginął.
Philip Lubin, profesor fizyki z Kalifornijskiego Uniwersytetu Santa Barbara i jeden z wielu naukowców obserwujących 2012 DA14, główny autor nowej propozycji walki z zagrożeniami nadlatującymi z przestrzeni kosmicznej, dobrze pamięta tamte wydarzenia. Silnie na niego wpłynęły, bo w kolejnych latach stał się jednym z najbardziej znanych pomysłodawców koncepcji obrony przed zagrożeniami z kosmosu.
Groźne w skali miast meteoryty, takie jak ten w Czelabińsku, są rzadkie, zdarzają się mniej więcej raz na 50-100 lat, ale ich potencjał niszczycielski jest ogromny. W rosyjskim mieście nie doszło do wielkiej katastrofy (choć wydarzenie robiło ogromne wrażenie), gdyż asteroida rozpadła się i częściowo spłonęła w atmosferze, a większość odłamków spadła poza miastem, w rzadziej zaludnionej okolicy.
Historia naszej planety zna przypadki znacznie potężniejszych impaktów. Najnowszym z tych większych, na szczęście również w dość bezludnej okolicy, było zdarzenie nad rzeką Tunguzka, we wschodniej Syberii w 1908 roku, który zrównało z ziemią setki kilometrów kwadratowych lasów. Rzadsze, ale mimo wszystko również możliwe, są uderzenia, które grożą masowym wymieraniem, takie jak impaktor Chicxulub, który unicestwił dinozaury około 66 milionów lat temu, lub nowsze (12 800 lat temu) zdarzenie, prawdopodobnie związane z kometą, które spowodowało rozległe pożary i zapoczątkowało "zimę poimpaktową" w młodszym dryasie.
Nie można w stu procentach wykluczyć, że w niedalekiej przyszłości na niebezpieczną odległość do Ziemi zbliżyć się mogą większe obiekty. Zwykle w tym kontekście mówi się o Apofisie, asteroidzie o średnicy 370 metrów, która ma zbliżyć się do Ziemi w piątek 13 kwietnia 2029 roku, a także o Bennu, o średnicy 490 metrów, który ma podobne zbliżenie z nami w 2036 roku. Chociaż nie przewiduje się, że uderzą one w Ziemię, nawet stosunkowo niewielkie zmiany w ich orbicie mogą spowodować, że wejdą one w obszary grawitacyjne zwane "dziurkami od klucza", które mogą naprowadzić je na trajektorie skierowane już bezpośrednio w stronę Ziemi. W najgorszym scenariuszu grozi nam uderzenie w kolejnym okrążeniu.
"Na plasterki"
Strategie obrony planetarnej zaczęły od badań zmierzających do lepszego poznawania zagrożeń, ewoluując w kierunku wysiłków zmierzających do odchylania potencjalnie groźnych obiektów z potencjalnie niebezpiecznej trajektorii, czyli zmiany ich orbit. Grupa Lubina proponowała wcześniej wykorzystanie w tym celu laserów.
Niedawno, w dwóch artykułach na temat obrony planetarnej, opublikowanych w październiku 2021 r. w czasopiśmie "Advances in Space Research", Lubin i jego współpracownik Alexander Cohen przedstawiają nową, bardziej "proaktywną" metodę obrony przed niebezpiecznymi obiektami. Ich projekt nosi w skrócie miano PI, co jest skrótem od angielskiego "Pulverize It" (pol. "Rozdrobnij to").
Lubin zakłada rzecz następującą: "W naszym Układzie Słonecznym czai się duża asteroida lub kometa z napisem 'Ziemia' [red. - jako adresem docelowym]. Nie wiemy tylko, gdzie jest i kiedy uderzy".
Kluczem do strategii PI jest zastosowanie większej liczby prętów o twardszej niż materiał asteroidy strukturze, czyli penetrujących obiekt, a także, być może, wypełnionych materiałami wybuchowymi. Chodzi o to, aby ich odpowiedni zestaw umieścić na drodze asteroidy, aby mogły go "pokroić w plasterki". Pręty penetrujące - o średnicy ok. 10-30 cm i długości ok. 1-1,5 metra, mają rozerwać jądro asteroidy lub komety, gdy zderza się ono z nimi z ogromną prędkością (2).
Główna idea polega tu na tym, że zamiast dążyć do odchylenia obiektu, należy pozwolić Ziemi, przede wszystkim jej gęstej atmosferze, przyjąć uderzenie. Jednak najpierw należy rozczłonkować asteroidę na mniejsze kawałki, najlepiej na maksymalnie rozmiary zwykłego domu, zanim wejdą w atmosferę. Ta może wówczas pochłonąć energię i spalić je w całości lub zredukować do niegroźnych rozmiarów. Chodzi o to, byśmy jako mieszkańcy Ziemi, zamiast wielkiej katastrofy, mieli na niebie pokaz typu światło i dźwięk.
"Wyjątkowość tej metody polega także na tym, że nie potrzebujemy bardzo dużo czasu na reakcję na dostrzeżone zagrożenie", zapewnia Lubin. Ma to znaczenie, gdyż wiele innych koncepcji, np. odchylania asteroid, wymaga często sporo czasu na operację. Nie mówiąc już o wczesnym ostrzeganiu, co, jak pokazuje przykład Meteorytu Czelabińskiego, często nie wchodzi w grę.
Operacja z wykorzystaniem PI mogłaby być przeprowadzona przez znane już pojazdy startowe, np. przez rakietę Falcon 9 firmy SpaceX dla mniejszych albo przez SLS - dla większych obiektów. Według obliczeń fizyków, mniejsze obiekty, takie jak czelabiński, mogłyby zostać przechwycone nawet na kilka minut przed uderzeniem przy użyciu znacznie mniejszych systemów rakietowych podobnych do międzykontynentalnych pocisków balistycznych ICBM. Większe obiekty, takie jak Apofis, wymagałyby akcji na co najmniej dziesięć dni przed uderzeniem, co stanowi i tak czas niebywale krótki, jak na projektowane metody obrony przed zagrożeniami z kosmosu.
Mirosław Usidus
