Tervezik a gravitációs kisbolygóvontatót, a Földet megmentő űreszközt

A Földet becsapódással veszélyeztető kisbolygókat olyan űreszközzel is el lehetne téríteni pályájukról, amely hosszabb időn át az adott égitest mellett halad. Hosszú évek alatt a szonda és a kisbolygó között ébredő gyenge gravitációs kölcsönhatás elegendő lenne a szükséges hatás kiváltásához.

A Földet becsapódásaikkal veszélyeztető kibolygók ellen jelenleg nincs biztos védekezési módszer. Napjainkban még csak a felderítés, tehát a veszélyes objektumok számbavétele zajlik - azonban már most sem árt azon gondolkodni, miként téríthetnénk el egy veszélyes útvonalon haladó és becsapódásával súlyos károkat okozó (tehát körülbelül 30 méternél nagyobb) égitestet.

Földközeli objektumnak (Near Earth Object, NEO) olyan égitestet neveznek, amely pályájának napközelpontja 1,3 csillagászati egységnél kisebb, tehát megközelíti bolygónk útvonalát az űrben. Egy csillagászati egység (CSE) az átlagos Föld-Nap távolsággal, azaz 150 millió kilométerrel egyenlő. A földközeli objektumok többsége kisbolygó lehet, amely a Mars és a Jupiter között húzódó fő kisbolygóövből származik. Ugyanakkor sok üstökösmag is van közöttük, amelyek jelentős része mára inaktív, mivel vastag felszíni portakaró borítja - ezek messziről egy átlagos kisbolygóra emlékeztetnek.

Napjainkban közel 5500 földközeli objektumot ismerünk, közöttük mintegy 70 üstökösmagnak és 5400 kisbolygónak tartott objektum van. A legveszélyesebb objektumok azok, amelyek átmérője 1 kilométernél nagyobb - ezekből körülbelül ezerről tudunk. Utóbbiak között is elkülönítik a potenciálisan veszélyes objektumokat (Potentially Hazardous Asteroid, PHA). Ezek nemcsak 1 kilométernél nagyobbak, hanem 0,05 CSE-nél közelebb kerülhetnek bolygónk pályájához - egy kis pályaváltozás eredményeként akár keresztezhetik is útvonalunkat egy szerencsétlen pillanatban.

Becslések szerint a kilométeres objektumoknak körülbelül felét ismerjük, a közel 100 métereseknek nagyobb része pedig még felfedezésre vár - utóbbiakból több tízezer is lehet. Az akár egy-egy várost eltörölni képes égitestek nagyobb hányadát tehát még nem fedeztük fel. Létezhetnek például olyan elnyúlt pályán mozgó üstökösmagok is, amelyek sok ezer, esetleg millió évente járnak a Nap közelében - egyszer akár éppen akkor és ott, ahol és amikor bolygónk tartózkodik.

Védekezési lehetőségek

A védekezési ötletek általában valamilyen drasztikus beavatkozással járnak, amely közel 100 méteres égitesteknél egyszerűen az objektum oldalba lökését, nagyobbaknál a felszínen vagy annak közelében végrehajtott robbanást jelenti. Léteznek "enyhébb" módszerek is, mint például hajtómű helyezése a kisbolygó felszínére, vagy a felszín befestése, esetleg napvitorla rögzítése rá - utóbbi eljárások a napszél, illetve a Nap sugárnyomása révén változtatnák meg az objektum mozgását.

Fantáziarajz egy napvitorláról egy kisbolygóhoz rögzítve (NASA, GSFC, JAXA)

Minél enyhébb beavatkozási módot választunk, annál biztosabb, hogy az égitest egyben marad, ugyanakkor annál hosszabb ideig is tart a folyamat. Ezért már évekkel korábban el kell kezdeni a műveletet, mint ahogy az égitest eltalálná bolygónkat.

A gravitációs vontatóűrszonda ötlete

Egy ilyen enyhébb beavatkozási módszert dolgoztak ki a brit Hertfordshireben dolgozó szakemberek. Egy űreszközt használnának vontatóként, amely lassan, fokozatosan változtatná meg a kiszemelt kisbolygó mozgását. Az űrszonda és a vontatott kisbolygó között azonban nem kötél felszül, mindössze a gravitációs kölcsönhatásra alapoznak a művelet során.

Az eljárás lényege, hogy az űrszonda folyamatosan a kisbolygóhoz közel halad, pályáját időnként úgy változtatja, hogy állandóan megfelelő távolságban és irányban legyen tőle. Ennek megfelelően a közöttük ébredő gyenge gravitációs vonzóhatás a kisbolygó pályáját is lassan módosítja.

A gravitációs vontató tervének amerikai változata (NASA)

A brit mérnökök számításai alapján az űreszköz közel 50 méter távolságban haladna az égitesttől. A hatékony eltérítés miatt az űrszonda tömegére viszonylag nagy, 10 tonna körüli értéket javasolnak - ez mintegy duplája egy telepakolt rakterű űrrepülőgép tömegének. Ekkor fejt ki a szonda megfelelő gravitációs vonzást a kisbolygóra.

Iyen körülmények esetén képes a gravitációs vonzóhatás néhány év alatt annyira megváltoztatni egy 300-400 méteres kisbolygó pályáját, hogy az elkerülje a Földet. Az űrszonda a pályaváltoztatáshoz kis tömegű és olcsó ionhajtóművet használna.

A gravitációs vontató előnyei

A módszerrel maximum közel 400 méteres kisbolygókat lehetne megbízhatóan eltéríteni. (Egy ilyen égitest becsapódásakor történő robbanás alkalmával egyébként a Hiroshimára ledobott atombomba energiájának közel 100 ezerszerese szabadul fel.) A vontatásos módszer gyenge pontja a szükséges időelőny: az űreszköznek hosszú évekkel a várható becsapódás előtt kell a kisbolygóhoz jutnia. Egy 250-280 méter átmérőjű kisbolygó esetén közel 10-15 év kellene az igényelt pályaváltoztatáshoz. További probléma, hogy a nagy tömegű űreszköz felbocsátása költséges.

Videofelvétel a peekskilli meteorról, amelynek néhány darabja Földet ért, többek között egy parkoló autó csomagtartóját is átszakítva (NASA)

Ugyanakkor előny, hogy nem áll fenn a kisbolygó széttörésének a veszélye. Egy esetleges robbantás után ugyanis akár több tucat veszélyes töredék ellen kellene védekezni. A program mellett szól továbbá, hogy csak meglévő és kipróbált technológiát használna, azaz komoly fejlesztések nem szükségesek a megvalósításához. A gravitációs kisbolygóvontató ötletével a NASA és a nagy európai űripari cég, az EADS Astrium is foglalkozik.

Kisbolygók és üstökösök kutatása Magyarországon

Hazánkban a Szeged Asteroid Program keretében keresnek kisbolygókat, és alkalmanként földközeli objektumokat is megfigyelnek. A Szegedi Tudományegyetem, a Szegedi Csillagvizsgáló Alapítvány, valamint az MTA Piszkéstetői Obszervatóriumának segítségével végzik az észleléseket, Sárneczky Krisztián (Magyar Csillagászati Egyesület) koordinálásával. Emellett a munka keretében a Siding Spring, a Calatr Alto és a Whipple Obszervatórium, továbbá a Polaris Csillagvizsgáló műszereivel is végeznek méréseket. Az üstökösök vizsgálatában dr. Tóth Imre közreműködésével (Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet) hazánk is kiveszi a részét, az ELTE Csillagászati Tanszékén pedig dr. Érdi Bálint vezetésével kisbolygók - főleg a Jupiterrel azonos pályán, a bolygó előtt és mögött haladó trójai kisbolygók - dinamikai viselkedését tanulmányozzák..