Zemlji bližnji objekti – nevarnost in priložnost

Dinozavri so milijone let lomastili po Zemlji, a njihova vladavina se je končala nenadoma. Tistega usodnega dne pred 66 milijoni let je v Zemljo treščil gromozanski asteroid in kar tri četrtine vsega življa je bilo izbrisanega z obličja planeta v sosledju potresov, cunamijev, steklenega dežja, globalne otoplitve in ohladitve. Se nam obeta podobna usoda? Najbrž ne, saj bomo s pomočjo znanosti in tehnologije takšno katastrofo kmalu sposobni preprečiti.

Vesoljski biljard

Opazovanje nočnega neba nam občasno polepša bleščeča sled meteorja. Kamnit vesoljski delec, ki ga imenujemo meteorid, se znajde na Zemljini poti okoli Sonca in z veliko hitrostjo trešči v atmosfero. Preden delec razpade, za seboj pusti svetlo sled. Večji ko je meteorid, bolj svetel in spektakularen je meteor. Ob doživljanju dih jemajočega meteorskega roja si težko predstavljamo, da se v globočini vesolja skrivajo tudi veliko večje skale, katerih sledi si na nebu ne želimo videti.  

Po Osončju namreč švigajo tudi kometi in asteroidi, ki so bistveno večji od meteoridov. Kometi, skupki skal in ledu, večinoma izvirajo iz hladnega obrobja Osončja, večina asteroidov pa se nahaja v asteroidnem pasu med Marsom in Jupitrom. Igra gravitacije včasih posameznemu asteroidu spremeni tirnico in ga pošlje bližje Zemlji. Predvsem asteroidov v Osončju kar mrgoli. Prevladujejo manjše skale velikosti nekaj metrov, medtem ko so več stometrski asteroidi redkost.

Poti asteroidov in Zemlje se ne križajo pogosto. Okoli Sonca potujejo po različnih tirnicah, srečanje pa je malo verjetno zaradi prostranosti Osončja. Predstavljajte si igro biljarda, v kateri so krogle manjše od premera lasu, njihovo gibanje je bolj ali manj določeno ob otvoritvenem udarcu, poleg tega pa se krogle gibajo tudi v tretji dimenziji. Koliko trkov pričakujete? Po ocenah v povprečju v Zemljo vsako leto trešči en asteroid velikosti štirih metrov ali manj. Leta 2013 je asteroid s premerom 20 metrov v atmosfero pridrvel nad ruskim mestom Čeljabinsk – takšno srečanje Zemlja doživi nekajkrat na sto let. Asteroidi velikosti več sto metrov, ki začnejo predstavljali resno grožnjo človeštvu, treščijo v Zemljo le vsakih nekaj tisoč let. Asteroid, ki je pomoril dinozavre, je imel premer blizu deset kilometrov. Takšnih primerkov je zgolj za vzorec.

Iskanje novih asteroidov in kometov

Katastrofalni dogodki so redki, saj nas v nasprotnem primeru danes ne bi bilo tukaj. A pri vsej tehnologiji, ki jo dandanes premoremo, bi se bilo nespametno prepustiti usodi. Astronomi so zato začeli pred dvema desetletjema sistematično kartirati asteroide in komete v Osončju.

Tehnika iskanja je precej enostavna. Asteroidi in kometi odbijajo Sončevo svetlobo, zato jih lahko opazimo na nočnem nebu. Poleg tega se njihov položaj na nebu glede na oddaljene zvezde relativno hitro spreminja. S teleskopi torej iščemo nove, hitro se premikajoče vire svetlobe na nebu. Ko najdemo nov objekt, ga opazujemo dalj časa, kar nam omogoči, da določimo njegovo tirnico. Nato lahko izračunamo najmanjšo razdaljo, na katero se bo objekt v prihodnosti približal Zemlji. Če je ta razdalja manjša od 1.3 razdalje Zemlje od Sonca (195 milijona kilometrov), objekt označimo za Zemlji bližnji objekt. V primeru, da bi se več kot 140 metrov velik asteroid Zemlji približal na manj kot 7.5 milijona kilometrov, ga označimo za potencialno nevaren objekt.

Trenutno poznamo okoli 23.000 Zemlji bližnjih objektov, od katerih je malo manj kot polovica večjih od 140 metrov. Manjši ko je asteroid, težje ga je odkriti, saj odbije manj Sončeve svetlobe. Asteroide, manjše od nekaj deset metrov, tako običajno odkrijemo šele na lastnem pragu.

Se moramo v bližnji prihodnosti bati asteroidov? Glede na trenutne podatke za to ni razloga. Center za proučevanje Zemlji bližnjih objektov hrani seznam vseh znanih objektov, med njimi tudi potencialno nevarne. Hiter pogled na tabelo pokaže, da so verjetnosti trka z Zemljo izredno majhne. Kljub temu navedenim objektom astronomi vztrajno sledijo, saj lahko z več opazovanji bolje določijo tirnice, s tem pa tudi izboljšajo oceno nevarnosti. Običajno nevarnost ob boljšem poznavanju tirnice splahni. Znan je primer asteroida Apophis, ki so ga odkrili leta 2004. Sprva je kazalo, da bo asteroid velikosti 340 metrov leta 2029 treščil v Zemljo z verjetnostjo 2,7 %, kar je bilo razmeroma visoko tveganje. A opazovanja v naslednjih letih so pokazala, da se pot Apophisa vendarle ne bo križala z Zemljino.

Velik asteroid ali komet na poti proti Zemlji – kaj storiti?

Seveda pa ne poznamo vseh skal, ki se sprehajajo po Osončju. Morda se nekje res skriva preteči asteroid? Še nevarnejši so neperiodični kometi. Teh je številčno sicer precej manj od asteroidov, vendar so njihove tirnice nevarnejše. Ker izvirajo iz zunanjih delov Osončja, tipično kometi pridrvijo s precej višjo hitrostjo kot asteroidi, se zalučajo okoli Sonca, in odpotujejo nazaj od koder so prišli. Ker traja na tisoče let, preden se komet vrne (pri čemer vrnitev ni zagotovljena), njegove orbite ne moremo napovedati. Lahko bi se torej zgodilo, da bi astronomi opazili nov masiven komet, ki bi v nekaj letih trčil z Zemljo. Kaj sploh lahko naredimo v tako kratkem času?

Ker smo zaenkrat ljudje vezani na Zemljo, je edina rešitev odstraniti izvirno grožnjo, torej prihajajoči objekt. Vesoljska tehnologija je v zadnjih letih močno napredovala in poslati sondo do asteroida ali kometa ne bi bil problem. Nenazadnje je kar nekaj znanstvenih misij v preteklosti to že uspešno storilo. Leta 2005 je plovilo Deep Impact potovalo do kometa Tempel 1 in vanj uspešno izstrelilo sondo. Veliko prahu je dvignila Rosetta, ki je leta 2014 na komet 67P/Churyumov–Gerasimenko poslala sondo Philae. Japonsko plovilo Hayabusa2 je leta 2018 pristalo na asteroidu, vzelo vzorce, sedaj pa se vrača domov. To je le nekaj izmed bolj odmevnih misij.

Poslati sondo do nevarnega objekta je torej mogoče. A kaj storiti z njim? Lahko bi ga uničili s taktično nameščenim eksplozivom. A tudi če bi nam uspelo razstreliti objekt, s tem grožnje ne bi zmanjšali, saj bi ustvarili zgolj več manjših, a še vedno nevarnih kosov, ki bi padli na Zemljo. Poslužiti bi se morali bolj miroljubne poti: objekt bi morali preusmeriti. Čeprav gre za velikansko masivno gmoto, to niti ni tako nemogoča ideja. Ko je komet še daleč od Zemlje, ga moramo le malo dregniti, pa bo zgrešil Zemljo. To lahko naredimo na več načinov, ki se razlikujejo za različno velike objekte. Prvi način je detonacija več močnih jedrskih bomb blizu objekta, kar bi uparilo površje in posledično objekt potisnilo vstran. Potisk lahko ustvarimo tudi tako, da v komet izstrelimo eno ali več sond. Na površje objekta lahko tudi namestimo velikanska sončna jadra in počakamo, da tlak sončeve svetlobe počasi spremeni orbito. Če imamo res veliko časa, potem lahko uporabimo rakete, da s svojo majhno gravitacijo sčasoma preusmerijo komet.

Znanstveniki pridno izvajajo simulacije, da bi se naučili, kateri scenarij uporabiti v določenem kriznem primeru. Pri vseh načrtih je največja težava ta, da vnaprej ne bomo poznali lastnosti nevarnega objekta dovolj natančno. V primeru, da imamo za pripravo na voljo deset let ali več, lahko do objekta pošljemo več znanstvenih sond in ga spoznamo do potankosti. Če bo časa manj, bo načrtovanje preusmeritve orbite težka naloga.

Nastanek Osončja, življenje na Zemlji in rudarjenje

Čeprav se v javnosti Zemlji bližnje objekte praviloma povezuje z nevarnostjo, pa ti prinašajo še marsikaj drugega kot zgolj popolno uničenje. Proučevanje objektov, ki nas obiščejo iz oddaljenih delov Osončja, nam pomaga razumeti njegov nastanek. Dandanes lahko z radijskimi teleskopi opazujemo, kako se planeti rojevajo okoli bližnjih zvezd. Kljub neverjetnim posnetkom pa lahko o podrobnostih, kot je rast zrn prahu in sčasoma nastanek skal in planetov, le ugibamo. Kemijska sestava in zgradba Zemlji bližnjih objektov nam dajo pomembne podatke, s katerimi postanejo modeli nastanka osončij boljši in prepričljivejši.

Eno izmed velikih vprašanj znanosti je izvor življenja na Zemlji. Kometi in asteroidi vsebujejo vodo in organske molekule, torej sestavine, ki so potrebne za nastanek zemeljskega življenja. V daljni preteklosti je bila Zemlja veliko bolj pogosto bombardirana z asteroidi in kometi, ki bi vodo in molekule lahko prinesli na površje. Številne znanstvene misije na asteroide in komete v zadnjih desetletjih želijo razrešiti uganko življenja.

Zemlji bližnji objekti bodo morda ključ za uspešno raziskovanje Osončja s človeško posadko v enaindvajsetem stoletju. Ena izmed težav pri vesoljskem potovanju je prav prvi korak, to je dostaviti masiven tovor z Zemlje v vesolje. Kaj ko bi ujeli manjši asteroid in uporabili surovine za gradnjo vesoljskih postojank in opreme v vesolju samem? Potrebovali bi tudi komet, bogat vir vode (torej vodika in kisika), ki bi jo lahko uporabili za izdelavo raketnega goriva. Te ideje so bile do nedavnega zgolj domena znanstvene fantastike, a z razvojem vesoljske tehnologije postajajo vse bolj dosegljive.

Kometi in asteroidi so vse prej kot dolgočasne skale, ki plujejo po vesolju. Predstavljajo poetično dvojnost. En večji objekt lahko uniči vse življenje na Zemlji, po drugi strani pa je možno, da so prav te gmote ledu in kamenja na Zemljo prinesle osnovne gradnike življenja. In kdo ve, mogoče se brez tistega gromozanskega asteroida pred 66 milijoni let sesalci nikoli ne bi razvili do današnjega človeka in bi dinozavri še vedno kraljevali na planetu.

-