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 primetimo na vreme i uhvatimo se u koštac sa problemom koji preti da ugrozi Zemlju?
Foto: NASA/JPL
Asteroidi su najstariji stanovnici Sunčevog sistema. Najveći deo ovih objekata nalazi se u Glavnom asteroidnom pojasu između orbita Marsa i Jupitera. Njihov konačan broj se samo nagađa – prema nekim procenama ima ih na desetine miliona. Dok većina bezbedno luta svemirskim prostranstvima daleko od nas, pojedini asteroidi se upute ka nama.
Objektima bliskim Zemlji nazivamo deo asteroida i kometa koji tokom svog putovanja presecaju Zemljinu putanju. Iako komete takođe mogu da ugroze našu planetu, njih je u unutrašnjim delovima 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 poslednjim podacima Centra za male planete, poznato je 1456 ovakvih objekata, ali se njihov broj stalno menja. U svetu je trenutno aktivno više programa (Spaceguard, Catalina Sky Survey, LINEAR program, itd.) u okviru kojih se 24 časa dnevno, sedam dana u nedelji, 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.
Pre 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 proseku ovakvi događaji javljaju jednom u 300 godina, o strategijama odbrane moramo već sada ozbiljno razmišljati.
Pre nekoliko godina se zato okupio veliki broj stručnjaka koji su u zvaničnom izveštaju, između ostalog, izneli predloge strategija odbrane. Jedan vid zaštite podrazumeva civilnu odbranu, koja se inače primenjuje u slučajevima prirodnih katastrofa velikih razmera, dok drugi podrazumeva prevenciju udara, odnosno skretanja objekta sa putanje. Strategije odbrane u velikoj meri zavise od karakteristika nebeskog tela, 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 bezbednost naše planete u pitanju. Strategije bi se mogle primeniti i na asteroide i na komete.
Civilna odbrana
Civilna odbrana podrazumeva 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 izbegla 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 pre udara, ljudima u ugroženoj regiji se savetuje 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 deo površine Zemlje nenastanjen i da su male šanse da jedan manji objekat padne baš u naseljeno mesto (ali ih ne treba zanemariti).
“Slow push-pull” metoda
Ovo je prva predložena strategija koja bi potencijalno mogla da spreči udar asteroida. Ideja je da se na asteroid kontinuirano i postojano deluje određenom silom koja bi dovela do male promene njegove brzine kretanja i na taj način bi se, na duge staze, izazvala dovoljno velika promena putanje, odnosno izbegla katastrofa. Promena brzine asteroida je najefektivnija ako se dešava duž pravca kretanja. Cilj je da se asteroid „pojavi“ ranije ili kasnije u odnosu na Zemlju na mestu presecanja njihovih putanja. Neophodno ga je „pomeriti“ za oko 15 000 kilometara, što predstavlja minimalnu razdaljinu koju smatramo bezbednom za siguran prolazak Zemlje.
U okviru ove strategije postoji nekoliko scenarija, u zavisnosti od toga na koji način delujemo 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 svetlost na površinu asteroida i intenzivno je zagrejali. Za sada će ovaj scenario ostati samo ideja na papiru, jer zahteva opsežna dodatna razmatranja i razvijanje novih tehnologija.
Sledeći predlog nudi rešenje u vidu malog svemirskog remorkera. Na sličan način kao što mali remorker gura veliki brod u luci, svemirska letelica bi “gurala”asteroid u željenom pravcu. Zaključak je da su i u ovom slučaju neophodne dalje procene izvodljivosti metode, pre bilo kakve ideje o primeni.
Jedna od predlaganih ideja je i takozvani gravitacioni traktor. Princip je vrlo jednostavan – pozicionirate masivnu letelicu 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 promena brzine koju bi letelica 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. Letelica bi tokom dužeg vremenskog perioda ostala u blizini asteroida i na taj način konstantno delovala privlačnom gravitacionom silom, odnosno menjala njegovu putanju.Jedna od glavnih prednosti gravitacionog traktora je što letelica ne mora da bude fizički vezana za asteroid. Najveći problem je masivnoj letelici obezbediti 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 vreme do udara implicira izvesne nesigurnosti u pogledu preciznosti putanje, pa je odluka o tome da li treba delovati ili ne, u neku ruku i političko pitanje.
KInetički udar
U sledeću grupu strategija spada metoda kinetičkog udara. Ova metoda koristi jednu ili više masivnih letelica koje bi se pri velikim brzinama (uglavnom većim od 5 km/s) sudarile sa objektom. Sudar naravno blago menja brzinu asteroida, a samim tim menja 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 uspešno deomonstrirala ovaj metod 2005. godine, kada se projektil pri brzini od 10 km/s zaleteo 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 efekat će biti manji. U svakom slučaju, da bismo presreli bilo koji asteroid, vrlo je važno imati precizne podatke o njegovom kretanju. Razmotrimo sledeći slučaj: ako bi lansirali letelicu od 10 tona koja bi se sudarila sa asteroidom prečnika 90 m pri brzini od 10 km/s, mogli bismo promeniti njegovu brzinu za 1 cm/s. Ovo zaista zvuči malo, ali bi čak i tako mala promena brzine za 10 godina dovela do toga da se asteroid na mestu predviđenog sudara pojavi dovoljno ranije ili dovoljno kasnije u odnosu na Zemlju.
Metod kinetičkog udara je veoma snažan i moguće ga je primeniti uz umerene inženjerske inovacije. Trenutno je u fazi planiranja svemirska letelica 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 unapred znamo za potencijalni udar. Ako pretpostavimo da trenutne tehnologije omogućuju lansiranje tereta mase između 5 i 10 tona (ili 50 tona sa budućim tehnologijama), bilo bi neophodno višestruko lansiranja manjih letelica. Ovo je možda i bolje rešenje, jer bi nam pružilo mogućnost da „naštimamo“ željene efekte u slučaju da neka od prethodnih letelica ne uspe 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 vrednost, usled koje bi se asteroid raspao na delove. U tom slučaju imali bismo još goru situaciju. Umesto da nam preti jedan asteroid, imali bismo gomilu manjih delova 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 izvesnoj udaljenosti od asteroida, dok drugi predlaže plasiranje nukealrne bombe na samu površinu objekta. Prva metoda je mnogo jednostavnija jer ne zahteva komplikovane manevre koje je neophodno izvesti kada se približavate površini jednog ovakvog objekta.
Šta se dešava tokom eksplozije? Energija koja se oslobodi prilikom eksplozije snažno zagreva površinski sloj objekta. Ovaj sloj se ubrzano izbacuje sa površine u jednu stranu, dok objekat “odskače” u suprotnom smeru.
Nuklearne eksplozije predstavljaju značajan vid odbrane od potencijalnog udara asteroida, iako se neki naučnici ne slažu sa ovim idejama. U izveštaju 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 podrazumeva i konstrukciju letelice i njeno lansiranje i let do asteroida?
U slučaju da smo udar predvideli 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 primenom kinetičkog udara, ali jedino ako bi u pravcu asteroida poslali čitavu flotu veoma masivnih letelica. Takođe, ponekad će možda biti potrebno iskombinovati više strategija u cilju realizovanja što uspešnije odbrane.
Ključna stvar u realizaciji bilo koje strategije je sposobnost da se masivna letelica uspešno 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 vreme do udara malo.
Kao što je već navedeno, strategije odbrane na žalost ne zavise samo od naše tehnološke spremnosti za odbranu. U velikoj meri zavise od karakteristika asteroida koje ponekad ne možemo tačno odrediti na osnovu teleskopskih posmatranja sa Zemlje, i zbog toga je izuzetno teško predvideti reakciju asteroida. Upravo iz ovog razloga se u izveštaju navodi da bi bilo od velike važnosti, ako to vreme dozvoljava, poslati izviđačke misije koje bi utvrdile neophodne karatketristike asteroida, kako bi što bolje odabrali strategiju odbrane i bolje je sproveli u delo. Neophodno bi bilo poslati i kontrolnu misiju kako bi verifikovali uspešnost 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 razumevanju 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 najuspešnije 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 uvek sigurni, a u međuvremenu se redovno obaveštavajte o dešavanjima u svemiru!