Większe i mniejsze odłamki kosmicznego gruzu, pochodzące głównie z pasa asteroid mieszczącego się pomiędzy Marsem a Jowiszem, regularnie przelatują w pobliżu Ziemi. O tym, że mogą być potencjalnie niebezpieczne wie każdy, kto słyszał o asteroidzie, jaka uderzyła w półwysep Jukatan i zakończyła panowanie dinozaurów. Asteroida, której uderzenie wywołało wielkie wymieranie kredowe, miała około 10 km średnicy. Siła jej eksplozji jest określana jako miliard bomb atomowych podobnych tej, którą zrzucono na Hiroszimę. Jest się czego bać.
Asteroida 7335 (1989 JA) minie Ziemię w bezpiecznej odległości
Ale asteroida, która „minie” Ziemię 27 maja, choć jest duża – naukowcy szacują jej średnicę na 1,8 km – tak naprawdę nam nie zagraża. Przeleci w pobliżu naszej planety. A konkretnie – w odległości około czterech milionów kilometrów. Oczywiście w skali kosmicznej jest to blisko. Ale wystarczy uświadomić sobie, że odległość między Ziemią a Księżycem to średnio 384 tys. km. Lęk przed asteroidą nazwaną 7335 (1989 JA) zdecydowanie jest więc nieuzasadniony.
Naukowcy monitorują groźne asteroidy i komety
Jednak naukowcy traktują zagrożenie asteroidami całkiem poważnie. W związku z tym w 2016 r. powstało Biuro Koordynacji Obrony Planetarnej NASA (PDCO). Zadaniem biura jest znajdowanie i śledzenie, a także opracowywanie sposobów na ewentualne zmienianie trajektorii obiektów kosmicznych potencjalnie zagrażających Ziemi. Po angielsku nazywamy je Potentially Hazardous Objects (PHO).
Instytucja sponsoruje projekty w ramach tzw. programu obserwacji obiektów bliskich Ziemi (Near Earth Objects – NEO). Projekty wykorzystują różnorodne teleskopy naziemne i kosmiczne do poszukiwania NEO, określania ich orbit i pomiaru ich cech fizycznych. PDCO rozważa możliwe misje teleskopów kosmicznych zoptymalizowane pod kątem poszukiwania i opisywania NEO. Takie teleskopy mogłyby przyspieszyć namierzenie wciąż nieodkrytych obiektów.
Jak zmienić kurs asteroidy? Można w nią uderzyć
Ale sama obserwacja to za mało. Bo co z tego, że dowiemy się, iż w kierunku Ziemi zmierza zagrażający życiu kawał kosmicznego gruzu, skoro nic nie będziemy mogli z tym zrobić? Dlatego PDCO opracowuje metody zepchnięcia niebezpiecznych asteroid z kursu kolizyjnego z Ziemią.
W ubiegłym roku wystartowała misja DART, która ma być testem zmiany trajektorii lotu asteroidy. Sonda DART doleci do asteroidy Dimorphos na przełomie września i października 2022 roku. Jest to misja kamikadze. Statek roztrzaska się o kosmiczną skałę, by naukowcy mogli ocenić, na ile takie uderzenie zmienia trajektorię lotu obiektu. Inną opracowywaną metodą jest wylądowanie na asteroidzie i włączenie silników, które odchylą trajektorię lotu. W związku z tym, że w przestrzeni kosmicznej nie ma tarcia, nawet tak lekki „prztyczek” może dać wymierną zmianę.
Czym jest efekt Jarkowskiego i jak wpływa na asteroidy?
Trzeba jednak pamiętać, że orbity asteroid nie są stałe. Ulegają znacznym zakłóceniom w wyniku oddziaływań grawitacyjnych obiektów niebieskich. W grę wchodzi też proces zwany efektem Jarkowskiego. Efekt ten wiąże się z nierównym wypromieniowywaniem ciepła przez wirującą asteroidę. Wywołuje to powolną i trudną do wyliczenia zmianę trajektorii.
Weźmy przykład asteroidy Bennu. Trafiła ona na pierwsze strony gazet, gdy sonda OSIRIS-REx z powodzeniem zebrała próbkę pyłu z jej powierzchni. Próbka ma trafić na Ziemię 24 września 2023 r.. Naukowcy wiedzą od co najmniej 2012 roku, że Bennu otrzymuje delikatne szturchnięcia właśnie w wyniku efektu Jarkowskiego.
Znajomość dokładnej orbity asteroidy jest niezbędna do udanego spotkania ze statkiem kosmicznym. Dlatego – w przypadku asteroidy Bennu, celu misji sondy OSIRIS-REx – astronomowie obserwowali każde bliskie przejście asteroidy. Odbijali też wówczas sygnały z radioteleskopów od powierzchni asteroidy. Mierząc opóźnienie sygnału powrotnego, naukowcy byli w stanie dokładnie zmierzyć, jak daleko asteroida znajduje się od Ziemi. Obserwacje prowadzono wielokrotnie, począwszy od 1999 roku (roku odkrycia asteroidy). Wykorzystano do nich radioteleskopy Arecibo i Goldstone. Badania te ujawniły efekt Jarkowskiego działający na asteroidę Bennu.
W latach 1999–2012 asteroida Bennu zawędrowała na pozycję odległą o około 160 km w stosunku do miejsca, w którym powinna się znajdować. A chociaż jest niedużo, to wiedzę tę można wykorzystać do zepchnięcia asteroidy z jej kursu. Jednym z najbardziej szalonych pomysłów uratowanie Ziemi przed groźną asteroidą jest wysłanie w jej kierunku statku, który pomaluje część obiektu na czarno lub biało. Zmieni to absorpcję promieniowania przez asteroidę. A po dłuższym czasie doprowadzi do zepchnięcia groźnego kawałku gruzu z trajektorii zagrażającej naszej planecie.
