Πώς η Γη αντιμετωπίζει τους φονικούς αστεροειδείς – Τα πλανητικά συστήματα άμυνας και η διαστημική παρακολούθηση

Στις 15 Φεβρουαρίου 2013, οι κάτοικοι του Τσελιάμπινσκ στη Ρωσία έγιναν μάρτυρες ενός τρομακτικού φαινομένου.

Ένας αστεροειδής ύψους όσο ένα εξαώροφο κτίριο και βάρους σχεδόν 10.000 τόνων εισήλθε στην ατμόσφαιρα με ταχύτητα άνω των 64.000 χλμ/ώρα. Μόλις 19 έως 24 χιλιόμετρα πάνω από την πόλη, εξερράγη με ισχύ 30 έως 40 φορές μεγαλύτερη από την ατομική βόμβα της Χιροσίμα.

Το ωστικό κύμα έσπασε χιλιάδες τζάμια, προκάλεσε ζημιές σε 7.200 κτίρια σε έξι πόλεις και τραυμάτισε περισσότερους από 1.500 ανθρώπους, κυρίως από θραύσματα γυαλιών, καθώς πολλοί έτρεξαν στα παράθυρα για να δουν τη λάμψη.

Οι αστεροειδείς δεν χτυπούν συχνά τη Γη, αλλά όταν το κάνουν είμαστε ευάλωτοι και οι συνέπειες μπορεί να είναι πολύ σοβαρές.

Την επόμενη φορά θα είμαστε έτοιμοι; Η απάντηση μοιάζει με σενάριο επιστημονικής φαντασίας. Υπάρχει όμως ένα πλανητικό αμυντικό σύστημα, που έχει χτιστεί από αστρονόμους, διαστημικές υπηρεσίες και ακόμη και ερασιτέχνες παρατηρητές σε όλο τον κόσμο.

Πώς φτάνουν οι αστεροειδείς στη Γη

Οι αστεροειδείς είναι απομεινάρια ηλικίας άνω των τεσσάρων δισεκατομμυρίων ετών. Κάποιοι σχηματίστηκαν από κοσμική σκόνη που δεν εξελίχθηκε ποτέ σε πλανήτες, ενώ άλλοι είναι θραύσματα από συγκρούσεις μεγαλύτερων σωμάτων. Περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο, άλλοτε σε σταθερές τροχιές, άλλοτε σε πιο απρόβλεπτες.

Ένας αστεροειδής γίνεται απειλή μόνον όταν η τροχιά του τέμνει αυτή της Γης. Το αν θα φτάσει στο έδαφος εξαρτάται από τρεις παράγοντες: γωνία, σύσταση και μέγεθος.

Το Τσελιάμπινσκ ήταν μια τυχερή περίπτωση. Η μικρή γωνία εισόδου προκάλεσε έκρηξη στην ατμόσφαιρα αντί πρόσκρουσης στο έδαφος. Ωστόσο το ωστικό κύμα κατέστρεψε παράθυρα σε τεράστια ακτίνα.

Η σύστασή του επίσης έπαιξε ρόλο. Ο αστεροειδής του Τσελιάμπινσκ και εκείνος της Τουνγκούσκα ήταν πετρώδεις, αρκετά εύθραυστοι ώστε να διαλυθούν κατά την είσοδο. Το γεγονός της Τουνγκούσκα το 1908 ισοπέδωσε 2.150 τετραγωνικά χιλιόμετρα δάσους στη Σιβηρία, με ισχύ ικανή να πετάξει ανθρώπους στον αέρα, όμως επειδή εξερράγη ψηλά και σε απομονωμένη περιοχή, δεν υπήρξαν θύματα. Ένας σιδηρούχος αστεροειδής ίδιου μεγέθους θα είχε φτάσει στο έδαφος, με πολύ πιο ολέθριες συνέπειες.

Ο σημαντικότερος παράγοντας όμως είναι το μέγεθος.

Ένα αντικείμενο πέντε μέτρων μπορεί να επιβιώσει από την κάθοδο. Ένας αστεροειδής 100 μέτρων σχεδόν βέβαια θα φτάσει στην επιφάνεια.

Η θερμότητα της πρόσκρουσης μπορεί να λιώσει το έδαφος, να προκαλέσει πυρκαγιές και σεισμικές δονήσεις. Αν πέσει στον ωκεανό, θα σηκώσει τσουνάμι που μπορεί να πλήξει παράκτιες περιοχές.

Μεγαλύτεροι αστεροειδείς, όπως ο Dimorphos των 160 μέτρων, μπορούν να αφανίσουν ολόκληρες πόλεις. Μια πρόσκρουση στο Λονδίνο θα άνοιγε κρατήρα 1,6 χλμ σε πλάτος και 320 μέτρα σε βάθος, θα ισοπέδωνε τα κτίρια σε όλη την πόλη και θα απελευθέρωνε θανατηφόρο ωστικό κύμα.

Για αυτό οι παγκόσμιες επιχειρήσεις παρακολούθησης είναι κρίσιμες.

Η παγκόσμια κοινότητα που παρακολουθεί τον ουρανό

Το 1998, το Κογκρέσο των ΗΠΑ ανέθεσε στη NASA να εντοπίσει και να παρακολουθεί αντικείμενα κοντά στη Γη (NEOs) διαμέτρου ενός χιλιομέτρου ή μεγαλύτερα. Το 2005 η εντολή επεκτάθηκε σε όλα τα NEOs μεγαλύτερα από 140 μέτρα, το κατώφλι για πιθανές καταστροφικές επιπτώσεις.

Έκτοτε, η NASA έχει καταγράψει περισσότερα από 30.000 NEOs και ανακαλύπτει εκατοντάδες κάθε χρόνο.

Ένα από τα σημαντικότερα παρατηρητήρια βρίσκεται στο όρος Lemmon της Αριζόνα. Η ισχυρή κάμερά του σαρώνει τον νυχτερινό ουρανό με ευρυγώνιες εικόνες. Λογισμικό αναλύει τα καρέ για να εντοπίσει κινούμενα αντικείμενα. Οποιαδήποτε νέα ανακάλυψη συγκρίνεται με υπάρχοντες καταλόγους. Αν είναι νέο αντικείμενο, υπολογίζεται η τροχιά του και αποστέλλεται στο Minor Planet Center του Harvard.

Το τηλεσκόπιο του Mount Lemmon είναι μέρος ενός παγκόσμιου δικτύου. Αστρονόμοι σε όλο τον κόσμο, επαγγελματίες και ερασιτέχνες, αναφέρουν τις παρατηρήσεις τους στο Minor Planet Center. Σε αυτήν την προσπάθεια συμβάλλει και η Planetary Society, με επικεφαλής τον Bill Nye, συντονίζοντας παρατηρήσεις από πολίτες σε όλο τον κόσμο.

Οι πολλαπλές επιβεβαιώσεις βοηθούν στον γρήγορο υπολογισμό τροχιάς. Το πρόγραμμα Spacewatch στο Kitt Peak ειδικεύεται σε παρακολούθηση. Με το τηλεσκόπιο των 0,9 μέτρων μπορεί να καταγράψει τέσσερα σημεία κίνησης ενός αστεροειδούς σε μόλις 20 λεπτά. Συνδυάζοντας δεδομένα από άλλες χώρες, οι αστρονόμοι καθορίζουν με ακρίβεια τις πορείες των αντικειμένων.

Όλες οι πληροφορίες αποστέλλονται στο Κέντρο Μελετών Αντικειμένων Κοντά στη Γη της NASA (CNEOS). Εκεί αναλύονται οι τροχιές 1,3 εκατομμυρίων NEOs, προσομοιώνοντας τις πορείες τους προς τα εμπρός και πίσω στον χρόνο. Κάθε αστεροειδής ταξινομείται ως χαμηλού ή υψηλού κινδύνου, με βάση την πιθανότητα πρόσκρουσης στον επόμενο αιώνα. Το σύστημα μπορεί επίσης να εντοπίσει πιθανά αντικείμενα σύγκρουσης μέσα σε 15–30 λεπτά από την ανακάλυψή τους.

Για να γίνει όμως σωστή πρόβλεψη, πρέπει να γνωρίζουμε και την πυκνότητα, περιστροφή και επιφανειακή μορφή του αστεροειδούς. Τα ραντάρ στέλνουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα προς τα αντικείμενα και αναλύουν τις ανακλάσεις. Με αυτόν τον τρόπο προσδιορίζονται η σύσταση, το μέγεθος και ο ρυθμός περιστροφής.

Η επόμενη φάση εντοπισμού: NEO Surveyor

Παρά την παγκόσμια επαγρύπνηση, υπάρχουν μεγάλα τυφλά σημεία. Πολλοί αστεροειδείς είναι πιο σκοτεινοί κι από κάρβουνο και δεν αντανακλούν φως, κάτι που καθιστά δύσκολο τον εντοπισμό τους από το έδαφος μέχρι να πλησιάσουν πολύ.

Γι’ αυτό η NASA κατασκευάζει το Near-Earth Object Surveyor, ένα διαστημικό υπέρυθρο τηλεσκόπιο που θα εντοπίζει αστεροειδείς όχι από το ορατό φως αλλά από την υπέρυθρη ακτινοβολία τους. Θα μπορεί να ανιχνεύει ακόμη και εξαιρετικά σκοτεινά αντικείμενα σε απόσταση έως 30 εκατομμυρίων μιλίων.

Η εκτόξευση αναμένεται μετά το 2027. Σε πέντε χρόνια λειτουργίας, θα εντοπίσει τα δύο τρίτα των NEOs πάνω από 140 μέτρα.

Από τον εντοπισμό στην άμυνα

Ο εντοπισμός είναι το πρώτο βήμα. Η εκτροπή ενός αστεροειδούς είναι κάτι εντελώς διαφορετικό.

Το 2021 η NASA έκανε το πρώτο ουσιαστικό πείραμα ενεργής πλανητικής άμυνας με την αποστολή DART. Η αποστολή: σύγκρουση ενός σκάφους σε έναν αστεροειδή για να μετρηθεί αν μπορεί να αλλάξει η τροχιά του.

Ο στόχος ήταν ο Dimorphos, ένας δορυφόρος 160 μέτρων του μεγαλύτερου Didymos. Δεν απειλούσε τη Γη, αλλά ήταν ιδανικός για δοκιμή. Η αποστολή ξεκίνησε το 2021 με έναν Falcon 9 της SpaceX και έφτασε στο σύστημα μετά από σχεδόν έναν χρόνο.

Το μικρό σκάφος συγκρούστηκε με ταχύτητα 6,6 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Η NASA περίμενε αλλαγή στην τροχιά του Dimorphos κατά τουλάχιστον 73 δευτερόλεπτα. Το αποτέλεσμα: 32 λεπτά. Μια τεράστια επιτυχία.

Και άλλες χώρες μπαίνουν στο παιχνίδι: η Κίνα σχεδιάζει αποστολή εκτροπής πριν το 2030, ενώ η Ρωσία έχει προτείνει τη χρήση του πυραύλου RS-28 Sarmat ως αναχαιτιστή.

Η NASA εξετάζει και άλλες ιδέες:

Gravity tractor – ένα μεγάλο σκάφος που τραβά αργά τον αστεροειδή με τη βαρύτητά του.

Ion beam deflector – χρήση κινητήρων ιόντων για συνεχή ώθηση.

Πυρηνική έκρηξη – αμφιλεγόμενη αλλά πιθανή λύση για εξάχνωση μέρους της επιφάνειας.

Γιατί η επαγρύπνηση παραμένει κρίσιμη

Οι αστεροειδείς σπάνια χτυπούν τη Γη, αλλά περνούν κοντά της πολύ πιο συχνά από όσο νομίζουμε. Τον Αύγουστο, ένας μετεωρίτης εξερράγη πάνω από το Νιου Τζέρσεϊ και χτύπησε ένα σπίτι. Λίγο μετά, ένας αστεροειδής μεγέθους ουρανοξύστη (2025 FA22) πέρασε σε διπλάσια απόσταση από αυτή Γης–Σελήνης και παλαιότερα βρισκόταν στη λίστα υψηλού κινδύνου της NASA.

Ένας άλλος πέρασε σε ένα τέταρτο της απόστασης Γης–Σελήνης και εντοπίστηκε μόλις δύο μέρες πριν. Οι πιθανότητες μιας καταστροφικής πρόσκρουσης κάθε χρόνο είναι μικρές, αλλά όχι μηδενικές.

Με χιλιάδες αστεροειδείς ακόμη αχαρτογράφητους, η συνεχής παρακολούθηση είναι η καλύτερη ασπίδα. Το πλανητικό αμυντικό σύστημα της ανθρωπότητας εξελίσσεται συνεχώς. Δεν είναι επιστημονική φαντασία. Είναι μια πραγματική, συντονισμένη, διεθνής αποστολή για την προστασία του κόσμου μας.