Czy pamiętacie film „Armageddon”? Ten, w którym Bruce Willis wsiada w prom kosmiczny, leci na planetoidę wielkości Teksasu i wysadza ją w powietrze ładunkiem nuklearnym – zaledwie kilka godzin przed tym, zanim uderzyłaby w Ziemię i spowodowała zagładę wszelkiego życia na naszej planecie?

Trudno powiedzieć, by z naukowego punktu widzenia wszystko się w tej historii zgadzało, ale na bardzo podobnym pomyśle opiera się nowa misja NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) o kryptonimie AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment – ocena możliwości uderzenia w asteroidę i odchylenia jej toru).  

Pierwszy etap rozpoczął się na przełomie lat 2021 i 2022. W samobójczą misję z przylądka Canaveral ruszył wówczas opracowany przez NASA pojazd DART (Double Asteroid Redirection Test – test zmiany orbity planetoidy podwójnej). Pojazd kosmiczny po trwającym 14 miesięcy pościgu roztrzaskał się o powierzchnię mniejszej z planetoid wchodzących w skład układu podwójnego Didymos.

W tym przypadku celem nie było rozbicie jej na kawałki, ale delikatna zmiana prędkości orbitalnej kosmicznej skały – nieznaczna, ale mogąca ocalić naszą planetę, w razie gdyby w przyszłości wykryto zmierzającą w naszym kierunku asteroidę. 

Jak ustrzelić planetoidę? 

Asteroidy mogą zagrażać Ziemi w różnym stopniu. Na końcu skali są obiekty średnicy 10 km lub większej, których uderzenie mogłoby być niebezpieczne dla wszystkich istot żywych. Właśnie taki obiekt 65 mln lat temu zmiótł z powierzchni naszej planety dinozaury.  

Tego rodzaju niebezpieczeństwem na szczęście nie musimy się zbytnio przejmować. – Z 95-procentowym prawdopodobieństwem możemy stwierdzić, że w ciągu najbliższych kilkuset lat nic takiego nam nie grozi – mówi prof. Alan Fitzsimmons, astronom z Queen’s University Belfast. Tak duże planetoidy są ciałami niebieskimi o sporej jasności i raczej zostałyby w ostatnich dekadach wykryte. Żaden ze znanych obecnie obiektów nie znajduje się dość blisko Ziemi, by spędzać nam sen z powiek.  

Co innego planetoidy z przeciwnego krańca skali: mniejsze i ciemniejsze. – Większości z nich jeszcze nie zlokalizowaliśmy – przyznaje Fitzsimmons. – Zestawienia, jakimi dysponujemy, są niepokojąco niekompletne. Nie ze względu na brak zapału do poszukiwań, ale po prostu z powodu braku odpowiednich narzędzi.  

To poważny problem. Uderzenie asteroidy mierzącej od 100 do 300 m mogłoby spowodować zagładę całego regionu. W 1908 r. meteoryt średnicy kilkudziesięciu metrów uderzył w ziemię w pobliżu rzeki Podkamienna Tunguzka na Syberii. To na szczęście niemal bezludne okolice, więc najprawdopodobniej nikt nie zginął, ale skala zniszczeń była ogromna: 2 tys. km kw. zrównanego z ziemią lasu. Gdyby uderzenie nastąpiło w centrum Londynu, starłoby w proch cały obszar metropolitalny, zamieszkany przez ponad 8 mln osób.  

W roku 2013 asteroida średnicy 20 m spłonęła w atmosferze ponad rosyjskim Czelabińskiem. Eksplodowała w powietrzu, a fala uderzeniowa powybijała szyby w całym mieście. Obrażenia odniosło ok. 1,6 tys. osób.  

– Jeśli wziąć pod uwagę prawdopodobieństwo kolizji i liczbę obiektów, wydaje się, że największym zagrożeniem są dla nas właśnie bardzo słabo poznane planetoidy średnicy od 100 do 300 m – wyjaśnia Fitzsimmons. – Uderzenie byłoby bardzo niebezpieczne, a zasięg zniszczeń w przypadku obiektu mierzącego 300 m ogromny, porównywalny z terytorium niedużego państwa.  

Europejska część projektu AIDA nazywa się Hera – na cześć greckiej bogini nieba. Ten pojazd kosmiczny dotrze na miejsce mniej więcej trzy lata po roztrzaskaniu się DART-a o planetoidę, by zbadać skutki kolizji. Jednym z powodów zaprojektowania tej misji był – choć brzmi to jak żart – właśnie wspomniany hollywoodzki hit.  

– Wkrótce po wejściu na ekrany „Armageddonu” ludzie zaczęli się zastanawiać, co naprawdę zrobiłyby w podobnej sytuacji agencje kosmiczne – opowiada Ian Carnelli, kierujący w ramach ESA misją Hera w siedzibie agencji w Paryżu. To właśnie na fali rozbudzonego przez film zainteresowania ESA powołała zespół NEOMAP (Near Earth Object Mission Advisory Panel – komisję doradczą ds. misji dotyczących obiektów bliskich Ziemi), do którego należał m.in. Fitzsimmons. Naukowcy zebrali się w 2004 r., by ocenić możliwości zorganizowania misji do zbadania takiego zagrożenia.  

Uznali, że najbardziej obiecujące wydaje się przetestowanie wariantu polegającego na odchyleniu toru asteroidy, czyli właśnie takiego jak misja AIDA. Wiedzieli jednak, że będzie to bardzo kosztowne. – Od początku zdawaliśmy sobie sprawę, że takie przedsięwzięcie będzie wymagało współpracy międzynarodowej – mówi Carnelli. 

Jaki jest cel? 

Kolejnym wyzwaniem były kwestie technologiczne. Pierwotnie za cel misji obrano planetoidę 2002 AT4. Planowano zmienić jej prędkość o 0,5 mm/s na sekundę. I właśnie zmierzenie owej minimalnej zmiany okazało się trudne – obiekt ten okrąża Słońce z prędkością 30–40 km/s.    

Na rozwiązanie problemu wpadł dr Andrew Cheng, astronom z John Hopkins University w Baltimore. Zaproponował, by za cel misji obrać planetoidę podwójną i uderzyć w mniejsze z pary ciał niebieskich. Zmierzenie tak małej zmiany prędkości byłoby wówczas znacznie prostsze, bo oba obiekty obiegają wspólny środek masy z prędkością zaledwie kilku centymetrów na sekundę.  

To właśnie wtedy uwaga badaczy skupiła się na Didymosie. Odkryto go w 1996 r., a siedem lat później potwierdzono, że jest to planetoida podwójna. Większa ma 750 m średnicy, mniejsza – 170 m. Ta druga, nazwana Dimorphos, stała się celem DART-a, bo właśnie obiekty takiej wielkości Fitzsimmons i inni naukowcy uznają za najbardziej niebezpieczne.  

Misja DART jest dla ludzkości niezwykle istotna ze względu na wyjątkową cechę katastrof kosmicznych. – W przeciwieństwie do innych kataklizmów naturalnych, uderzeniom planetoid i komet możemy skutecznie przeciwdziałać – wyjaśnia kierujący projektem dr Andrew Rivkin z John Hopkins University. Twierdzi, że możemy oczywiście próbować zabezpieczyć się przed niszczycielskimi skutkami np. trzęsień ziemi, budując domy o odpowiedniej konstrukcji, ale nie potrafimy zapobiegać takim zjawiskom.    

Ochrona Ziemi przed asteroidami jest natomiast możliwa. – Możemy zapobiec takiemu uderzeniu – przekonuje Rivkin. – Posiadamy niezbędną do tego technologię i chcemy ją przetestować. DART zbliżył się do Dimorphosa z prędkością 6–7 km/s i uderzył w jego powierzchnię ok. 11 mlm km od Ziemi. Sukces tej misji to przełomowe osiągnięcie astronautyczne.  

NASA ma już pewne doświadczenie w takich misjach. W 2005 r. naukowcy rozbili pojazd kosmiczny o kometę Tempel 1. Celem misji Deep Impact było co prawda odsłonięcie jądra komety, a nie zmiana jej orbity, ale badacze nauczyli się przy okazji sporo o precyzyjnym naprowadzaniu pojazdów kosmicznych na cel.  

Od tego czasu znacząco zmieniły się również komputery i oprogramowanie. Do naprowadzenia pojazdu DART na  Dimorphosa posłużyło oprogramowanie podobne do tego, którego używa się do utrzymywania teleskopów na wybranych celach na niebie. Kolizja spowodowała całkowite zniszczenie DART-a. – Spodziewamy się wybić w powierzchni krater średnicy 10–15 m – mówi Rivkin. 

Misja Aida  

Didymos – po grecku „bliźniak” – to planetoida podwójna, czyli układ dwóch ciał niebieskich krążących wokół wspólnego środka masy. Mniejsze z nich naukowcy ochrzcili mianem Dimorphos. Celem misji AIDA jest uderzenie w Dimorphosa i zmiana jego prędkości, by zbadać możliwość odchylenia toru planetoidy potencjalnie zagrażającej Ziemi.

DART, zbudowany przez NASA, został wystrzelony na przełomie 2021 i 2022 r., a rok później dotarł w pobliże Didymosa. Uderzył w Dimorphosa z prędkością 6–7 km/s. W wyniku kolizji DART uległ zniszczeniu, a na powierzchni planetoidy pozostał krater niczym po eksplozji.  

Ziemskie radary i teleskopy śledziły Didymosa i Dimorphosa, by zmierzyć zmianę prędkości planetoidy w wyniku kolizji z DART-em. Zbudowana przez ESA Hera przybędzie na miejsce kolizji w 2026 r. Jej zadaniem będzie zbadanie krateru oraz właściwości Dimorphosa. Hera wystrzeli dwa próbniki CubeSat, które wylądują na powierzchni Dimorphosa, by zbadać skład planetoidy. 

Kosmiczne zagrożenia dla ludzkości 

1. Kosmiczne śmieci 

  • Kosmiczne śmieci nie stanowią co prawda zagrożenia dla istnienia życia na Ziemi, ale pozostają poważnym problemem. Mogą uszkadzać rakiety, stacje orbitalne i sztuczne satelity wykorzystywane do łączności i nawigacji. Przeszkadzają również w obserwacjach astronomicznych. 
  • Poziom zagrożenia: wysoki 

2. Supernowa 

  • Eksplodująca gwiazda byłaby śmiertelnym zagrożeniem ze względu na uwolnione w czasie tego zdarzenia promieniowanie. Aby nam jednak zaszkodzić, musiałaby być czerwonym nadolbrzymem i znajdować się nie dalej niż 50 lat świetlnych od Ziemi. Na szczęście w naszej okolicy nie ma takich gwiazd. 
  • Poziom zagrożenia: zerowy 

3. Burze magnetyczne 

  • Wyrzuty plazmy ze Słońca skutkują powstawaniem mknących ku Ziemi obłoków naładowanych cząstek gazów, które zaburzają pole magnetyczne naszej planety. Może to spowodować poważne awarie satelitów lub sieci energetycznych. Potężna burza magnetyczna skutkowałaby długimi przerwami w dostawach prądu i w łączności. 
  • Poziom zagrożenia: średni lub wysoki 

4. Nieprzyjaźni kosmici 

  • Wszyscy widzieliśmy filmy o siejących spustoszenie na Ziemi obcych. W rzeczywistości jednak naukowcy nie zaobserwowali żadnych śladów zaawansowanej pozaziemskiej cywilizacji, która zgodnie z prawami fizyki musiałaby emitować możliwe do wykrycia promieniowanie. Może więc ci agresywni kosmici po prostu nie istnieją? 
  • Poziom zagrożenia: niski (chyba?)