Ha ránk szakad az ég, nekünk harangoztak

A földtörténeti múltból több katasztrofális aszteroida becspódás nyoma is ismert

Jelenleg nem tudnánk megvédeni a bolygót egy esetleges aszteroidabecsapódástól. E vészjósló vélemény nem aggodalmaskodó laikusoktól, hanem egyenesen az amerikai űrügynökségtől származik. Egy veszélyes égitest megtalálására, eltérítésére vagy megsemmisítésére alkalmas űrszerkezet megépítéséhez több évre és nem kevés pénzre van szükségünk, így nem csoda, ha a Föld megóvásához szükséges technika kifejlesztése csak döcögősen halad. Ráadásul előbb meg kellene találni a legveszélyesebb űrsziklákat.

„Alig pár napja felfedezett objektum súrolta a Földet" – olvasni egyre gyakrabban az újságok hasábjain, és csakugyan: az elmúlt időszakban több aszteroida is a Föld-Hold távolságon belül haladt el planétánk mellett.

Az ilyen testeket az úgynevezett földközeli objektumok közé sorolják, angol nevük (near-Earth object) rövidítésével NEO-k. Többségükben kisbolygók (NEA, near-Earth asteroid), de akadnak közöttük üstökösök is.

Forrás: Origo

A NEO-k közé azokat az égitesteket sorolják, amelyek égi mozgásuk során 50 millió (más definíció szerint 45 millió) kilométerre megközelíthetik a Földet. Ez óriási távolság, a Nap–Föld-távolság harmada, a Hold távolságának pedig több mint százszorosa. Ráadásul a NEO-k természetesen nem mindig vannak itt, hanem néha-néha betévedhetnek ebbe a tartományba. Éppen ezért ma már a kezdetben veszélyesnek kikiáltott NEO-kon belül is megkülönböztetik a „potenciálisan veszélyes kisbolygók" (PHA, potentially hazardous asteroids) alcsoportot.

Ezek azok, amelyek 7,48 millió kilométerre megközelíthetnek bennünket, de többségük pályája metszi a Föld Nap körüli útját, így „belénk botolhatnak”.

A földközeli objektumok 9 százaléka (szám szerint 1759) potenciálisan veszélyesnek minősíthető.

Minél nagyobb, annál veszélyesebb

Méretüket tekintve a NEO-k néhány métertől néhány kilométerig terjednek, és ha becsapódnak, elsősorban nagyságuktól függ az általuk véghezvitt pusztítás mértéke.

A NASA szerint naponta 100 tonna, homokszem nagyságú szemcse bombázza a Földet. Ezek természetesen elégnek a légkörben anélkül, hogy bármi problémát okoznának. A Cseljabinszknál szétrobbant 17–20 méter átmérőjű égitest azonban már egészen más tészta: megsemmisülésekor 30 hirosimai atombombának megfelelő mennyiségű energia szabadult fel. Ilyen esemény egy 2013-as Nature-tanulmány szerint nagyjából 10 évente fordulhat elő.

Forrás: NASA

A legveszélyesebbeknek egyértelműen a több kilométeres objektumok számítanak.

A dinoszauruszok pusztulását például egy 12–15 kilométer átmérőjű égitest okozhatta, amelynek becsapódásakor egymilliárdszor nagyobb energia szabadult fel, mint amekkora ereje a hirosimai atombombának volt. Hatalmas tűzvészek keletkeztek, a Richter-skálán mért 10-es fokozatúnál erősebb földrengések, földcsuszamlások pusztítottak, amelyeket cunamik követtek. A legnagyobb csapást azonban az jelentette, hogy a becsapódás által a légkörbe kirobbantott anyag szétterült a légkörben, és sötétségbe borította a Földet.

Ebben a becsapódási télben a növényzet nem kapott fényt, összeomlottak a táplálékláncok, és a fajok nagyobb része kihalt. Szerencsére ilyen égitestek jóval ritkábban, 100 millió évente csapódnak csak bolygónkba.

Mennyi az annyi?

Természetesen jobb felkészülni egy esetleges fenyegetésre. Ezt gondolhatta az amerikai Kongresszus is, amikor 2005-ben azt a feladatot adta a NASA-nak, hogy az 2020-ig térképezze fel a 140 méternél nagyobb égi objektumokat.

2017. január 31-ig összesen 15 582 NEO-t találtak a csillagászok, ám egy 2016-os jelentés alapján a 140 méternél nagyobb földközeli objektumok durván 72 százaléka továbbra sincs meg (eddig 7528 140 és 1000 méter közötti testet azonosítottak).

Forrás: Manuel Cohen/Fizzfoto

A már felfedezett NEO-k közül 876 számít 1 kilométernél nagyobbnak, közülük 157 potenciálisan veszélyes. A 100 méternél kisebb objektumokkal kapcsolatos tudásunk a leghézagosabb,

ezeknek az űrszikláknak alig 1 százalékát ismerjük.

Felderítésük a cseljabinszki események fényében szintén elengedhetetlen.

Gigászi távcsövekkel kutatni az eget

Az aszteroidák visszaverik a napfényt, és ez az, amit a földi távcsövek kihasználnak. Ha a teleszkópokkal a megfelelő időben a megfelelő helyre tekintünk, egy apró pontot látunk „lopakodni” az űr sötétjében.

A megfigyelés alapján a tudósok ki tudják számítani az objektum tömegét, sebességét, pályáját és azt, hogy nekicsapódik-e a Földnek, vagy sem.

Probléma akkor van, ha a NEO kisebb méretű, ekkor csak kevés fényt ver vissza, nehezen detektálható. Ilyenkor olyan teleszkópra van szükségünk, ami elég nagy ahhoz, hogy az égbolt jelentős részét pásztázni tudja, és olyan fejlett hardverrel rendelkezik, ami „megtalálja a tűt az adatszénakazalban”. E hatalmas teleszkópok persze nem olcsók, és hosszú ideig tart, míg felépítik őket.

Az LSST egy művészi illusztráción Forrás: Wikimedia Commons

Vegyük példának az LSST-t (Nagy Szinoptikus Felmérő Távcső), ami jelen pillanatban a veszedelmes kisbolygók megtalálásának egyik jelentős eszköze lehet. A távcső 465 millió dollárba kerül, és várhatóan 2021-ben lesz legkorábban üzemképes. Mindez azt jelenti, hogy ha reményeinket az LSST-be helyezzük, a Kongresszus által kért aszteroidafeltérképezés a 2030-as évek közepén teljesülhet csak, a 2020-as dátum tarthatatlannak látszik.

Ha ez nem lenne elég, a földi teleszkópok két nagy hátránnyal indulnak. Az egyik, hogy nem képesek észlelni a Nap felől érkező objektumokat – központi csillagunk tulajdonképpen elvakít minket. A másik gond, hogy csak a látható fény tartományában képesek szemlélődni, vagyis ha az aszteroida felszíne sötét, majdnem teljesen láthatatlan lesz számukra.

Ami nem megy látható fényben, menni fog infravörösben

A földi távcsövek hátrányait az olyan űrbéli kutatóeszközök küszöbölhetnék ki, mint a NEOCam, amely

nem a látható fény, hanem az infravörös tartományában

kutatna a kisbolygók után. Ha a sötétebb űrsziklák a fényt nem is verik vissza, valamennyi hőt kibocsátanak, ez pedig infravörösben érzékelhető.

A NEOCam illusztrációja Forrás: NASA/JPL-Caltech

A módszer remekül működik, ezt a NASA WISE (Széles Látószögű Infravörös Felmérő Felfedező Műhold) nevű teleszkópja is bizonyítja. A 2011-es leállás után 2013-ban NEOWISE néven újraindított kutatóeszköz az elmúlt évek során 230 földközeli és 42 potenciálisan veszélyes objektumot fedezett fel.

A WISE viszont már nem mai szerkezet, látómezeje túl kicsi, kamerája is kopottas, ráadásul nem arra tervezték eredetileg, hogy aszteroidákat hajkurásszon. Nem is húzza már sokáig, még ez év márciusában befejezi küldetését.

A WISE infravörös csillagászati műhold, melyet 2009. december 14-én indított a NASA a Medium-class Explorer program keretében Forrás: NASA/JPL-Caltech

Éppen ezért lenne szükség a NEOCam segítségére, a tervezett űreszköz sorsa azonban bizonytalanná vált. Eredetileg a Discovery program része lett volna, ám az amerikai űrügynökség végül úgy döntött, meg nem nevezett okok miatt nem pénzeli a projektet. Ugyan egy kibővített előkészítő hatástanulmány elkészítését még egy évig finanszírozzák, az űrteleszkóp egy darabig biztos, hogy nem fog elkészülni.

Kérdés, hogy az LSST és a NEOCam képes lenne-e az eredeti célkitűzéseket – nevezetesen a 140 méternél nagyobb objektumok 90 százalékának felkutatását – teljesíteni. Egy nemrégiben a The Astronomical Journal című szakfolyóiratban publikált tanulmány szerint külön-külön semmiképp, együttműködve azonban igen, igaz, így is legalább 10 évre lenne szükség az összes termetesebb objektum megtalálásához.

Egyelőre tehetetlenek vagyunk, de már vannak tervek

A kutatók szerint az eddig felfedezett földközeli objektumok – legalábbis a kilométeres nagyságúak – egyike sem fog nekünk ütközni a közeli jövőben. Ennek ellenére nem ringathatjuk magunkat az abszolút biztonság hamis illúziójába és ezt a kormányzati szervek is felismerték, bár azt a NASA bevallotta, hogy jelen pillanatban felkészületlenek vagyunk egy hirtelen jövő űrbéli fenyegetéssel szemben. Joseph Nuth, a Goddard Űrközpont munkatársa kifejtette,

nagyjából öt évre lenne szükség ahhoz, hogy egy aszteroida megsemmisítésére vagy eltérítésére alkalmas űreszközt elkészíthessünk és felküldhessünk.

Forrás: Pics About the Space

Az áldatlan helyzeten egy frissen kidolgozott stratégia változtatna, az ezt ismertető dokumentumot 2016 decemberében hozta nyilvánosságra a Fehér Ház. Ebben hét kulcsfeladatot jelölnek meg, köztük a követést, eltérítést és modellezést lehetővé tévő technikák fejlesztését, valamint vészhelyzeti és helyreállítási protokollok kidolgozását.

Kézzelfoghatóbb eredmény, hogy a NASA-nak tavaly sikerült létrehoznia az úgynevezett Bolygóvédelmi Koordinációs Irodát (Planetary Defense Coordination Office, PDCO). A hivatal elsődleges feladata az amerikai űrügynökség által támogatott és a földközeli aszteroidákkal kapcsolatos projektek felügyelete lesz, valamint az Egyesült Államok minisztériumai továbbá a különböző országok közötti, a potenciális becsapódások megakadályozását célzó együttműködést fogja koordinálni.

Hogyan védekezhetünk?

Ha megerősítik, hogy egy égitest felénk közeledik, számos – ám többségében egyelőre csupán elméleti síkon létező – lehetőség közül választhatunk, amikkel megakadályozhatjuk az esetleges katasztrófát.

A legegyszerűbb megoldásnak a nukleáris fegyverek bevetése ígérkezik. A töltetet egy űrhajó juttatná el céljához. Első lépésként egy krátert robbantanának a kisbolygón, majd a pusztító erő maximalizálása végett ebbe lőnék bele az atombombát. A dolog egyetlen szépséghibája, hogy a robbanás során keletkező kisebb aszteroidadarabkák egy jelentős része vélhetően belecsapódna a Földbe.

Kevésbé radikális elgondolás a kinetikus impaktor. Azért, hogy eltérítsék a kisbolygót, egy másik testet lőnének bele, és ez impulzusánál fogva arrébb lökné az aszteroidát.

Forrás: NASA

A kissé futurisztikus nevű „gravitációs vontató" jóval szolidabb ötlet, egy olyan szondát takar, ami leparkol a kisbolygó mellé, majd szorosan (körülbelül 150 méteres távolságban) követve azt gravitációs hatást gyakorol az objektumra. Ennek következtében az aszteroida sebessége lassan megváltozik, pályája pedig módosul. E metódus maximum 400 méter átmérőjű kisbolygóknál lenne alkalmazható, ám ekkor is több évtizedbe telne, mire elérnék vele a megfelelő pályamódosításokat.

A tükrös eltérítés lényege, hogy a napfényt speciális tükrökkel az aszteroidára fókuszálják, így elpárologtatják annak felületét, és a keletkező gázok megváltoztatják az égitest röppályáját.

Pénz a lelke mindennek

A fenti példák csupán ízelítőként szolgálnak az eddig felmerült ötlettengerből, a szárnyaló fantáziának csak a pénztárca szab határt, ez pedig a kisbolygóveszély elhárításában igencsak tetten érhető, elég a NASA és az Európai Űrügynökség (ESA) egyik legambiciózusabb projektjére gondolni.

Az AIDA-misszió célkeresztjében a Didymos nevű aszteroida lenne. A 800 méteres szikla a potenciális veszélyt jelentő aszteroidák közé tartozik, egy kis hold kíséri, mely a Didymoon nevet viseli, átmérője 160 méter.

A tervek alapján az amerikai DART-szonda 2022-ben érné el a Didymost, majd hat kilométeres másodpercenkénti sebességgel nekicsapódna a Didymoonnak. A kamerákkal felszerelt európai fejlesztésű AIM-szonda ezt az ütközést rögzítené, valamint vizsgálná, hogyan változik meg a becsapódással az érintett miniatűr hold szerkezete és röppályája.

Az AIM figyeli a DART becsapódását (illusztráció) Forrás: ESA

Az Aida-misszió lenne a világon az első kísérlet a Földet fenyegető esetleges aszteroidabecsapódás megállítására.

A projekt megvalósításához mintegy 250 millió euróra van szükség.

Egyelőre úgy tűnik, hogy a merész ötlet nem fog megvalósulni, legalábbis nem abban a formában, ahogy a fejlesztők elképzelték. Az ESA miniszteri tanácsa ugyanis sokallta az AIM-re fordítandó összeget, így a tervezők két forgatókönyv közül választhatnak: vagy költségcsökkentés címén lebutítják a készülő űreszközt, vagy bedobják a törülközőt, és kiszállnak a programból.

Jelenleg úgy néz ki, hogy az előbbi fog megvalósulni, és a mérnökök megpróbálják a fejlesztési kiadásokat 150 millió euróra faragni. A korábbi elképzelések szerint az AIM a képalkotó eszközök mellett egy mini leszállóegységet, radareszközöket, valamint apró szatelliteket is szállított volna.

Hasonlóan lóg a levegőben a DART-szonda jövője is, ennek sorsa leginkább a Trump-kabinet NASA-val kapcsolatos elképzeléseitől függ. Ha az AIM nem is, a DART még eljuthat a kiszemelt kisbolygóhoz és annak holdjához, ám jobban rá lesz utalva a földi irányítókra, és nem hagyatkozhat az európai űreszköz segítségére.