Ερευνα εκτροπής αστεροειδών, για την υπεράσπιση του πλανήτη!

Οι ερευνητές του Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) που ασχολούνται με την άμυνα του πλανήτη μας έναντι διαστημικών απειλών, συνεχίζουν να βελτιώνουν την ικανότητά τους στο να προσομοιώνουν με ακρίβεια για το πώς θα μπορούσαν να εκτρέψουν έναν αστεροειδή κατευθυνόμενο προς την Γη, σύμφωνα με μια μελέτη που θα δημοσιευθεί στο τεύχος Απριλίου του περιοδικού American Geophysical Union Earth and Space Science.

Η μελέτη, με επικεφαλής τον φυσικό του LLNL Tané Remington, προσδιόρισε επίσης το βαθμό ευαισθησίας των διαφόρων  παραμέτρων του προβλήματος ώστε να βοηθηθούν οι ερευνητές στο να σχεδιάσουν με ακρίβεια την αποστολή Double Asteroid Redirection Test (DART) το 2021, η οποία θα είναι η πρώτη δοκιμή αλλαγής τροχιάς ενός αστεροειδή πλησίον της Γης.

Οι αστεροειδείς έχουν τη δυνατότητα να επηρεάσουν τη Γη και να προκαλέσουν μεγάλες καταστροφές σε τοπική και σε παγκόσμια κλίμακα. Η ανθρωπότητα πλέον, είναι ικανή να εκτρέψει ή να διαταράξει την τροχιά ένα δυνητικά επικίνδυνου αντικείμενου. Ωστόσο, λόγω της περιορισμένης ικανότητας να εκτελεστούν πειράματα απευθείας σε αστεροειδείς, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο πολλές μεταβλητές μπορεί να επηρεάσουν μια απόπειρα εκτροπής βασίζεται σε μεγάλης κλίμακας υδροδυναμικές προσομοιώσεις που ελέγχονται διεξοδικά σε συνδυασμό με συναφή εργαστηριακά πειράματα.

«Προετοιμαζόμαστε για κάτι που έχει πολύ μικρή πιθανότητα να συμβεί στις ζωές μας, αλλά με τεράστιες συνέπειες αν συμβεί», δήλωσε ο Remington. «Ο χρόνος θα είναι ο κυριότερος εχθρός μας αν αντιμετωπίσουμε μια τέτοια απειλή, διότι μπορεί να έχουμε ένα πολύ περιορισμένο χρονικό παράθυρο για να αντιδράσουμε και θα θέλουμε να είμαστε σίγουροι ότι γνωρίζουμε πώς να αποτρέψουμε την καταστροφή».

Η μελέτη αυτή διερεύνησε την ακρίβεια των προσομοιώσεων συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με τα δεδομένα από ένα εργαστηριακό πείραμα του 1991 που διεξήχθη στο Πανεπιστήμιο του Κιότο, όπου ένα βλήμα υψηλής ταχύτητας επηρέασε την κίνηση ενός μεγάλου σφαιρικού στόχου. Οι προσομοιώσεις βοήθησαν επίσης τους ερευνητές να προσδιορίσουν ποια μοντέλα και παράμετροι υλικών είναι πιο σημαντικά για την ακρίβεια των σεναρίων, όπως τις επιπτώσεις σε έναν εύθραυστο ή πιο συμπαγή βραχώδη αστεροειδή. Διαπίστωσαν ότι η αντοχή του υλικού του αστεροειδή και οι παράμετροί του είχαν ουσιαστική επίδραση στο μέγεθος του πλήγματος και στην ποσότητα της ορμής που πρέπει να μεταφερθεί στον στοχευόμενο αστεροειδή από ένα υποθετικό βλήμα.

Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σχέση που υπάρχει μεταξύ της ύπαρξης σωστών προσομοιώσεων και της γνώσης των χαρακτηριστικών των αστεροειδών για μια επιτυχημένη αποστολή εκτροπής. Ενώ οι αστεροειδείς (οι γνωστοί τουλάχιστον) δεν αποτελούν άμεση απειλή για τη Γη, οι ερευνητές του LLNL συνεργάζονται με την Εθνική Υπηρεσία Πυρηνικής Ασφάλειας και τη NASA για την ανάπτυξη ενός σχεδίου για την αποστολή DART.

Το διαστημικό σκάφος DART θα εκτοξευθεί στα τέλη Ιουλίου του 2021. Ο στόχος είναι ένας διπλός αστεροειδής (δύο αστεροειδείς που περιστρέφονται ο ένας γύρω από τον άλλο), σχετικά κοντά στην Γη που ονομάζεται Δίδυμος, ο οποίος παρατηρείται εύκολα με τη χρήση τηλεσκοπίων από την Γη. Σκοπός της αποστολής είναι να μετρήσει με ακρίβεια τις ιδιότητές του πριν και μετά την εκτροπή του. Το διαστημικό σκάφος DART θα συγκρουσθεί σκόπιμα με το μικρότερο μέλος του ζεύγους (που ονομάζεται Didymoon) τον Σεπτέμβριο του 2022 με ταχύτητα περίπου 6,6 χιλιομέτρων / δευτερόλεπτο. Η σύγκρουση θα αλλάξει την ταχύτητα του μικρού αστεροειδή στην τροχιά του γύρω από τον μεγαλύτερο κατά ένα κλάσμα 1%, αλλά αυτό θα μεταβάλει την τροχιακή περίοδό του κατά μερικά λεπτά - αρκετά ώστε να παρατηρηθεί και να μετρηθεί η τροποποιημένη τροχιά χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια από την Γη.

«Χάρη στην νέα προσομοίωση η αποστολή DART θα μεταφέρει μια μικρότερη ορμητική ενέργεια από ό, τι είχε υπολογιστεί προηγουμένως», δήλωσε ο Mike Owen, φυσικός του LLNL, βασικός προγραμματιστής του κώδικα. «Αν υπήρχε ένας αστεροειδής δεσμευμένος από την βαρύτητα της Γης, η υποτίμηση του αναγκαίου πλήγματος θα μπορούσε να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ μιας επιτυχούς αποστολής εκτροπής και ενός τραγικού αντίκτυπου. Αν χρειασθεί, είναι κρίσιμο να πάρουμε τη σωστή απόφαση σε ελάχιστο χρόνο».

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2020-03-planetary-defenders-validate-asteroid-deflection.html

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Πραγματική παρατήρηση και καλλιτεχνική απόδοση ενός ζεύγους αστεροειδών. Credit: ESO. (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Οι μετεωρίτες παρέχουν πληροφορίες για την αρχή του πλανητικού συστήματος.