Kilka lat temu poruszałem już ten temat, ale dziś powtórka bo w ręce wpadła mi ciekawa prezentacja. Problem jest dość palący – nie tylko że nadal nie mamy zidentyfikowanych wszystkich asteroidów które mogą narobić bałaganu na Ziemi, ale także nie mamy przetestowanych technik obrony przed nimi.
W czerwcu 2015 mieliśmy zidentyfikowane 12748 obiektów latających nie dalej niż 1.3 odległości Ziemi od Słońca z czego 872 ma średnicę 1 km lub większą. 1 km średnicy jest arbitralnie uznany za granicę powyżej której uderzenie asteroidy w Ziemię spowodowało by globalną katastrofę. Dobrą wiadomością jest to że mamy dobre dowody naukowe na to że te 872 asteroidy to mniej-więcej wszystko co lata i raczej nic więcej nie znajdziemy. Czyli z dużym prawdopodobieństwem możemy powiedzieć że raczej globalnej katastrofy nie będzie w najbliższym czasie (kilkaset lat). Jednak obiektów poniżej 1 km jest dużo więcej a znamy tylko mały ułamek z nich. Najlepszym przykładem jest eksplozja w Czelabińsku – nie było żadnego ostrzeżenia pomimo że w Ziemię uderzył kilkunastometrowy asteroid. Gdyby trafił on nad jakieś duże miasto to ilość ofiar mogła by być spora. O tym że nie znamy trajektorii dużej części kilkudziesięciometrowych obiektów, które są w stanie zrównać z ziemią duże miasto nie muszę pewnie wspominać.
Jednak wiedza o tym gdzie są asteroidy niewiele nam pomoże jeżeli nie wiemy w jaki sposób zmienić ich trajektorię tak by ominęły Ziemię, albo przynajmniej walnęły w ocean. I tu właśnie bardzo ważne jest odpowiednio wczesne wykrycie zagrożenia. Im wcześniej wykryjemy zagrożenie, tym mniejsze ilości energii są wymagane do zmiany trajektorii.
NASA policzyła że w przypadku dużych obiektów (powyżej 1 km) jedynym sposobem jest użycie broni nuklearnej, a jej moc rośnie wykładniczo z malejącym czasem – generalnie trzeba użyć 1 MT ładunku na każde 100 m średnicy – i to kilkanaście-kilkadziesiąt lat przed przewidywanym uderzeniem! W przypadku mniejszych obiektów rozwiązaniem może być uderzenie odpowiednio ciężkim i szybkim kawałkiem żelastwa. Oczywiście to przy założeniu próby zmiany trajektorii obiektu.
W przypadku mniejszych obiektów, które nie grożą globalną zagładą możliwym rozwiązaniem jest po prostu ewakuacja. Problem w tym że nawet przy obecnych możliwościach pomiarowych i obliczeniowych oszacowanie gdzie dokładnie uderzy obiekt jest niezwykle trudne – na miesiąc przed wiemy że uderzy gdzieś w USA – mamy obszar niepewności w postaci elipsy o mniejszej przekątnej w okolicach kilkuset kilometrów i większej kilku-kilkunastu tysięcy kilometrów. Trudno ewakuować ludzi z tak olbrzymiego obszaru. Dwa tygodnie przed uderzeniem elipsa ma kilkadziesiąt kilometrów w poprzek i kilkaset wzdłuż. Na tydzień przed rozmiar zmniejsza się do kilkunastu kilometrów w poprzek i kilkudziesięciu wzdłuż – to już obszar podobny do typowego obszaru ewakuacji w przypadku huraganu ze znacznie wcześniejszym ostrzeżeniem – da się ewakuować ludzi. To dobra wiadomość (zakładając że wiemy że uderzenie nastąpi).
Następnym pytaniem jest – jak najprościej zmienić trajektorię obiektu tak by ominął Ziemię. Okazuje się że w większości wypadków najlepszym sposobem jest przyłożenie siły wzdłuż trajektorii obiektu – albo żeby go troszkę przyhamować albo żeby go troszkę przyspieszyć. Mając 100 lat ostrzeżenia wystarczy zwykle zmiana prędkości obiektu liczona w milimetrach na sekundę. Przy 10 latach ostrzeżenia potrzeba zwykle pojedynczych centymetrów na sekundę zmiany prędkości. Rok ostrzeżenia oznacza kilkanaście cm/s zmiany prędkości.
Uderzenie kawałkiem żelastwa wymaga nadania mu odpowiedniej prędkości względem obiektu, jednak ilość energii musi być zdecydowanie większa niż wynikająca bezpośrednio ze zmiany prędkości – część energii zostanie zmarnowana w ciepło, część ucieknie w postaci odłamków i tylko część zamieni się na zmianę prędkości obiektu. Jako że nie wiemy dokładnie jaka jest gęstość i struktura większości z obiektów, to prawdopodobnie potrzebne będzie kilka misji żeby zmienić trajektorię.
W przypadku niektórych obiektów oraz małego czasu ostrzeżenia lepszą strategią może być rozbicie obiektu na kilka mniejszych – czy to za pomocą kawałka żelastwa, czy też ładunku wybuchowego.
Ostatnią techniką jest użycie broni nuklearnej – w tym wypadku wybuch powoduje sublimację powierzchni obiektu wytwarzając w ten sposób ciąg. I oczywiście tu też mamy milion problemów – począwszy od tego z czego obiekt jest zbudowany – śnieg czy zestalony CO2 sublimują znacznie łatwiej niż granit. Drugim problemem jest to czy obiekt się obraca – jeżeli tak, to wytworzony ciąg będzie miał zmieniający się wektor. Trzecim jest oczywiście możliwość rozpadnięcia się obiektu na mniejsze.
Podsumowując – o ile wielka, globalna katastrofa na miarę uderzenia które zlikwidowało dinozaury nam nie grozi, on tyle mniejsze, lokalne katastrofy powodujące śmierć milionów ludzi są zupełnie możliwe i to tylko kwestia czasu kiedy jakaś nastąpi. A my jesteśmy zupełnie nieprzygotowani – nie mamy opracowanych sposobów obrony, nie mamy zapasu gotowych do użycia pocisków nuklearnych czy rakiet nośnych dla takich pocisków. Jedyne co mamy to doświadczenia w efektywnej ewakuacji dużych obszarów oraz relatywnie dokładne metody przewidywania miejsca katastrofy.
