10 ting du bør vide om planetarisk forsvar

1. Hvorfor asteroider påvirker Jorden

Hvorfor kolliderer asteroider og meteoroider med Jorden? Disse objekter kredser om Solen ligesom planeterne, som de har gjort i milliarder af år, men små effekter såsom tyngdekraftsstød fra planeterne kan forskyde banerne, at få dem til gradvist at skifte over million-års tidsskalaer eller brat flytte, hvis der er et tæt planetarisk møde. Over tid, deres baner kan krydse Jordens vej rundt om Solen. I løbet af årtusinder, hvor en asteroide er i en jord-krydsende bane, det er muligt, at asteroiden og Jorden kan finde sig selv på samme sted på samme tid. En asteroide skal ankomme til skæringspunktet med Jordens kredsløb, på samme tid som Jorden krydser det punkt, for at et nedslag kan ske. Men selv Jorden er relativt lille sammenlignet med størrelsen af ​​asteroidebaner, hvilket er grunden til, at asteroidepåvirkninger er så sjældne.

2. En aktuel fare

Vi vidste ikke altid, at asteroide-nedslag var en moderne mulighed. Faktisk, denne erkendelse kom ikke, før videnskabsmænd begyndte at bevise, at mange af kraterne på Jorden var forårsaget af kosmiske påvirkninger snarere end vulkanudbrud (og tilsvarende for kraterne på Månen). I 1980'erne, forskere opdagede beviser for, at dinosaurernes død for 65 millioner år siden sandsynligvis var forårsaget af et asteroidenedslag. Efter at forskere fandt Chicxulub-krateret i den Mexicanske Golf, denne idé blev mere sikker. I 1994, verden var vidne til lignende påvirkninger, der skete i næsten realtid, da fragmenter af kometen Shoemaker-Levy 9 ramte Jupiter - det var da, vi virkelig begyndte at forstå, at store asteroide-nedslag stadig kunne ske i dag.

3. Hyppighed af påvirkninger

Hver dag, omkring 100 tons interplanetarisk rummateriale regner ned på vores planet, det meste i form af bittesmå støvpartikler. Små planetrester på størrelse med sandkorn, småsten og sten regner også dagligt ned i jordens atmosfære, producerer de meteorer - almindeligvis kaldet "skydende" eller "faldende stjerner - som du kan se på enhver mørk klar nat. Af og til, Jorden passerer gennem tættere strømme af småaffald, der frigives fra kometer - det er sådan, vi får meteorregn. Nogle gange større, rumobjekter på størrelse med stole eller endda bilstørrelser kommer ind i Jordens atmosfære og skaber virkelig lyse meteorer, kaldet ildkugler eller bolider, som går i opløsning, når de eksploderer i atmosfæren. Meget sjældent, hvert par årtier eller deromkring, endnu større genstande kommer ind i atmosfæren, såsom objektet på størrelse med et hus, der strøg hen over himlen over Chelyabinsk, Rusland, i 2013, producerede en superlys ildkugle og en chokbølge, der sprængte vinduer ud og brød døre ned.

4. World Asteroid Data Repository

Minor Planet Center har et beskedent navn, men dette kontor har et stort arbejde. Beliggende i Cambridge, Massachusetts, og opererer fra Smithsonian Astrophysical Observatory, Minor Planet Center (MPC) er verdens arkiv af alle observationer og beregnede kredsløb for asteroider og kometer i solsystemet, inklusive alle near-Earth object (NEO) data. En NEO inkluderer enhver asteroide, meteoroid eller komet, der kredser om Solen inden for 18, 600, 000 miles (30 millioner kilometer) af Jordens kredsløb. Hver gang en astronom observerer en NEO ved hjælp af et teleskop på jorden eller i rummet, de sender deres målinger af objektets position til Minor Planet Center. MPC's komplette sæt af observationer af et objekt fra observatorier rundt om i verden kan bruges til at beregne den mest nøjagtige mulige bane omkring Solen for objektet for at se, om det kan udgøre en risiko for nedslag på Jorden.

5. Hvem søger efter jordnære objekter?

I 1998, som svar på et kongresdirektiv, NASA etablerede Near-Earth Object Observations-programmet (NEOO) og har utrætteligt opdaget, sporing og overvågning af jordnære objekter lige siden. Adskillige astronomhold rundt om i landet opererer under NASAs NEO Observations Program, hjælper os med at opdage, overvåge og studere NEO'er. De observatorier, der i øjeblikket gør de fleste af NEO-opdagelserne, er Catalina Sky Survey-teleskoperne i Arizona og Panchromatic Survey Telescope And Rapid Reporting System (Pan-STARRS) teleskoperne på Hawaii. NASAs NEOWISE-rumteleskop opdager også NEO'er og leverer kritiske data om deres fysiske størrelse. Yderligere astronomer støttet af Near-Earth Object Observations Program bruger teleskoper til at følge op på opdagelserne for at foretage yderligere målinger, ligesom mange observatorier over hele verden. Alle disse observatører sender deres målinger af NEO-positioner til Minor Planet Center. Center for Nær-Jorden Objekt Studier, baseret på NASA's Jet Propulsion Laboratory, bruger også disse data til at beregne højpræcisionsbaner for alle kendte jordnære objekter og forudsige fremtidige tætte tilgange fra dem til Jorden, samt potentialet for eventuelle fremtidige påvirkninger.

6. Hvordan man beregner en asteroides bane

Forskere bestemmer en asteroides kredsløb ved at sammenligne målinger af dens position, når den bevæger sig hen over himlen, med forudsigelserne fra en computermodel af dens kredsløb omkring Solen. Denne model tager højde for alle de kendte kræfter, der virker på asteroidernes bevægelse, består mest af Solens tyngdekraft, alle planeterne og nogle af de andre større asteroider. Derefter, for hver asteroide, de forfiner kredsløbsmodellen for at bestemme, hvad der mest præcist forudsiger de observerede steder på himlen på tidspunkterne for disse observationer. Det er muligt at beregne en groft bane med kun tre observationer, men jo flere observationer der bruges, og jo længere den periode, hvori disse observationer er foretaget, jo mere nøjagtig er den beregnede bane og de forudsigelser, der kan laves ud fra den.

7. At finde de store

NASA's NEO Observations Program begyndte for alvor at søge i 1998, da kun omkring 500 jordnære asteroider allerede var kendt. I 2010 NASA og dets partnere havde identificeret mere end 90 procent af de anslåede 1, 000 jordnære asteroider, der er 1 kilometer eller større. Store asteroider var den første prioritet i NASAs eftersøgning, fordi en påvirkning af en af ​​disse kunne have globale effekter. NASAs søgeprogrammer finder stadig et par af disse store asteroider hvert år, og astronomer mener, at der stadig er et par dusin, der mangler at blive fundet. På grund af NASA's indsats, 90 % af risikoen for pludselige, uventede nedslag fra en ukendt stor asteroide er blevet elimineret.

8. Luk tilgang

Du har måske hørt om en asteroide eller komet, der nærmer sig Jorden. Det sker, når objektet i sin naturlige bane om Solen passerer særligt tæt på Jorden. Der er ingen fast regel om, hvad der tæller som "tæt, "men det er slet ikke ualmindeligt, at små asteroider passerer tættere på Jorden end vores egen måne. Det kan virke for tæt på for komfort, men husk at Månen kredser omkring Jorden omkring 239, 000 miles (385, 000 kilometer) væk. Hvis du repræsenterede Jorden ved en basketball i en skalamodel, Månen ville være på størrelse med en tennisbold og omkring 21 fod (7 meter) væk - afstanden mellem de to stolper i et professionelt fodboldmål. I denne skala, en 100 meter bred (328 fod bred) asteroide ville være meget mindre end et sandkorn, endnu mindre end et støvkorn.

9. At studere en nær-jord-genstand tæt på

Der er i øjeblikket en NASA-mission kaldet OSIRIS-REx, der studerer et jordnært objekt tæt på - en asteroide ved navn Bennu. Forskere har for nylig beregnet, at denne asteroide har en 1 ud af 2, 700 chance for at ramme Jorden i slutningen af ​​det 22. århundrede (det er over 150 år væk for nu), men det har ingen chance for at påvirke noget tidspunkt inden da.

Lige nu, OSIRIS-REx kredser om asteroiden og studerer dens overflade for at forberede sig på at tage en prøve og returnere den til Jorden i 2023. Rumfartøjet studerer også et fænomen kaldet Yarkovsky-effekten – som er en lille kraft, der forskyder asteroidens kredsløb lidt efterhånden som dens Solopvarmet overflade udstråler varme tilbage i rummet. Ved at studere Bennu nærbillede med OSIRIS-REx, videnskabsmænd vil være i stand til at forstå, hvor meget varme der udstråles fra de forskellige dele af asteroiden, hvilket vil hjælpe dem i sidste ende bedre at forstå Yarkovsky-effekten og bedre forudsige Bennus kredsløb og dens mulige fare for Jorden.

10. Asteroideafbøjning

Asteroidepåvirkninger er den eneste potentielt forebyggelige naturkatastrofe – forudsat at vi får øje på den truende asteroide med tilstrækkelig tid til at sende en mission ud i rummet for at aflede den. NASA og dets partnere studerer flere forskellige tilgange til at afbøje en farlig asteroide. Den mest avancerede af disse teknikker kaldes en kinetisk impactor, og en mission for at demonstrere denne teknologi kaldes Double-Asteroid Redirection Test (DART), forventes lanceret i 2021.

Selvfølgelig, vi vil ikke blande os i en asteroides kredsløb, der kan udgøre en risiko for Jorden til en test. Målet for DART er Didymos B, månen af ​​en større asteroide, kaldet Didymos A. DART-rumfartøjet på størrelse med Smart Car vil slå ind i Didymos B på størrelse med fodboldstadionet med en hastighed på 13, 000 mph (22, 000 km/t) for ikke kun at bekræfte robustheden af ​​målretningssystemet, men også for at se, hvor meget kollisionen ændrer asteroidemånens kredsløb omkring Didymos A. Forskere har bestemt B's kredsløb omkring A fra jorden, og vil derefter måle kredsløbet igen efter DART-kollisionen for at se, hvor meget kredsløbet har ændret sig. Det vil fortælle os, hvor meget den kinetiske impactor kunne ændre en asteroides vej rundt om Solen, hvis vi havde brug for det.

Hvis en farlig asteroide bliver fundet et årti eller mere før en potentiel påvirkning, der ville sandsynligvis være tid til at starte en afbøjningsmission til asteroiden, og vi behøvede kun at flytte dens bane lidt – lige nok til at få den til at krydse Jordens kredsløb kun omkring 10 minutter for sent, "så at sige - for at undgå kollisionen med vores planet.