إيقاف كويكب ملتزم بالأرض في مساره (افتتاحية)

رسم توضيحي لفنان لكويكب متجه إلى الأرض. (رصيد الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية)

كاثي بليسكو ، دكتوراه ، هي عالمة أبحاث في مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو. ساهمت في هذا المقال أصوات الخبراء في موقع ProfoundSpace.org: افتتاحية ورؤى .

في غضون أسبوعين ، في مؤتمر الدفاع الكوكبي خارج واشنطن العاصمة ، سأقوم بدوري في واحدة من أكثر ألعاب لعب الأدوار خطورة على هذا الكوكب: تدريب على الاستجابة لحالات الطوارئ حيث يقوم علماء الفلك وخبراء إدارة الطوارئ وعلماء الكواكب (مثلي) وعلماء النيازك وعلماء الصواريخ وغيرهم من الخبراء يعملون معًا لممارسة استجابتنا إذا كانت كبيرة الكويكب أو المذنب كان يتجه نحونا. مثل التدريب على الحرائق ، نمارس أدوارنا ونختبر التكنولوجيا الجديدة والبيانات العلمية لنرى كيف يغير ما نعتقد أنه سيكون أفضل استجابة.

على الرغم من أن الكويكبات والمذنبات كبيرة بما يكفي لتكون خطرة لا تضرب الأرض كثيرًا ، إلا أنها تصطدم عشوائياً ، لذلك هناك احتمال أن يحدث لنا حدث على مستوى الانقراض (مثل ما حدث للديناصورات). سيكون الأمر أشبه بالفوز بأسوأ جائزة يانصيب على الإطلاق. لذا فإن التخطيط لطريقة لحماية أنفسنا أمر مهم.

متعلق ب: كويكبات يحتمل أن تكون خطرة (صور)

لحسن الحظ ، وصلنا إلى النقطة التي يمكننا فيها رؤية هذه الأجسام الخطرة القادمة وربما حتى القيام بشيء حيال ذلك. اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون التلسكوبات الأرضية والفضائية ما يقرب من 20000 كائن قريب من الأرض حتى الآن ، وتتسارع وتيرة الاكتشاف. مثل زوج جديد من النظارات ، تلسكوبات مستقبلية مثل القادمة تلسكوب الفضاء NeoCam لديها القدرة على إظهار المخاطر التي لم نتمكن من رؤيتها من قبل.

بمجرد أن تكشف التلسكوبات عن ماهية الجسم وأين يتجه ، يمكننا محاكاة مداره لمئات السنين في المستقبل. إذا تجاوز هذا المدار مسار كوكبنا في أي وقت ، فإن الأمم المتحدة ' شبكة تحذير الكويكبات الدولية سوف يخطر الحكومات الأعضاء ويعمل كمركز لتبادل المعلومات حول هذا الموضوع.

إذا كان الجسم لديه فرصة لضرب الأرض - على سبيل المثال ، واحد من بضعة آلاف في السنوات العشرين القادمة - فإن مجموعة التخطيط للبعثات الفضائية التابعة لناسا ستنسق بين الحكومات التي تعمل على خطة دفاعية بحيث يكون الجميع على نفس الصفحة عند اتخاذ أي إجراء. مطلوب. من المحتمل ألا يتم الاحتفاظ بسرية الكائن المهدِّد ، لأنه سيتم نشر جميع المعلومات المتعلقة به وسيكون الكائن مرئيًا للتلسكوبات في العديد من البلدان.

يتم الإعلان عن معظم الكائنات باحتمالات تأثير تقديرية مماثلة لمراهنات فيغاس. مع ورود المزيد من الملاحظات ، عادة ما تنخفض الاحتمالات إلى الصفر لأننا اكتشفنا أن مدارهم ومدار الأرض لا يتقاطعان في الواقع. إذا ، بدلاً من ذلك ، تخبرنا البيانات أن الجسم من المرجح أن يصطدم أكثر مما كنا نظن ، فإن مجموعة تخطيط البعثات الفضائية ستنسق أي مهمات فضائية للنظر إليها عن قرب أو لدفعها عن مسارها أو تدميرها.

استخدام العلم للإجابة على سؤال 'ماذا لو؟'

بصفتي عالمًا باحثًا في مختبر لوس ألاموس الوطني ، أدرس ما يحدث للغلاف الجوي وقشرة الكوكب عندما يضرب كويكب أو مذنب والطرق الممكنة لذلك. منع ذلك من الحدوث . أستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة في Los Alamos ، وهي من أسرع الحواسيب في العالم ، لتشغيل عمليات محاكاة عالية الدقة لنمذجة فيزياء التأثير بدقة. يتم تحديث هذه المحاكاة باستمرار ببيانات متطورة من بعثات ناسا والتجارب المعملية المرتبطة بالأرض.

أعمل على فريق من العلماء من المختبرات الوطنية ومراكز ناسا يدرسون سيناريوهات ماذا لو معينة ، وأبلغ النتائج إلى مكتب تنسيق الدفاع الكوكبي.

ركزت دراسة الحالة الأولى لدينا على ماذا لو الكويكب بينو ، هدف مهمة NASA OSIRIS-REx. يبلغ عرض بينو ما يقرب من ارتفاع مبنى إمباير ستيت ، ويزن ما يصل إلى 800 حاملة طائرات. إنها تقترب من الأرض مرة كل ست سنوات ، حتى يتمكن علماء الفلك من دراستها جيدًا وحتى استخدام التلسكوبات الراديوية Arecibo و Goldstone لعمل نموذج ثلاثي الأبعاد لشكلها. لحسن الحظ ، لدى بينو فرصة واحدة فقط من بين 2700 فرصة لضرب الأرض ، بعد حوالي 100 عام من الآن.

متعلق ب: أوزيريس ريكس: مهمة عودة عينة الكويكب بالصور التابعة لناسا

استخدمنا نماذج الكمبيوتر لدراسة طريقتين لإبعاد بينو عن مساره حتى لا تصدمنا: تحطيمه بمصادم حركي يشبه كرة المدفع أو تحميص جانب واحد تفجير عبوة ناسفة نووية من ملاعب كرة قدم. قمنا بتغذية أفضل التقديرات لشكل Bennu وتكوينه وكتلته وقوته في نماذج الكمبيوتر الخاصة بنا وتوقعنا ما سيحدث في كل سيناريو. ثم صممنا مركبة فضائية يمكنها القيام بهذه المهمة.

لقد تعلمنا أن تحريك بينو سيكون تحديًا كبيرًا إذا كان مصنوعًا من نوع الصخور التي يفترضها علماء النيازك في ناسا. سنحتاج إلى إطلاق تلك المركبة الفضائية قبل 10 إلى 25 عامًا من التأثير المتوقع من أجل دفعها عن مسارها. ولن نحتاج فقط إلى أسطول واحد ، بل أسطول كامل من مصادمات الكرات المدفعية الحركية - أكثر مما يمكننا إطلاقه حاليًا في الوقت المناسب.

نشرنا توقعاتنا في مجلة علمية العام الماضي ، قبل وصول OSIRIS-REx إلى Bennu. بالنسبة إلى تمرين مؤتمر الدفاع الكوكبي ، يقدم لنا فريق أوزيريس ريكس كل ما يتعلمونه الآن من خلال الدوران حول الكويكب. قريبًا ، سيستخدمون ذراعًا آلية على المركبة الفضائية لأخذ عينة وإرسالها إلى الأرض لتحليلها. سنقوم بإدخال هذه البيانات في نماذجنا وإعادة تشغيلها لمعرفة الفرق الذي تحدثه.

بينما ننتظر من OSIRIS-REx إرسال عينة الصخور الفضائية إلى الأرض ، فإننا ندرس كويكبًا آخر ، Didymos B ، أو Didymoon ، وهو أصغر عضو في نظام كويكب ثنائي. تعمل وكالة ناسا على تصميم اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج ، أو مهمة DART ، لاختبار ما يحدث حقًا عندما نصطدم بكويكب بصدمة صاروخية حركية. إنهم يستهدفون Didymoon لتغيير مداره حول كويكب آخر في النظام ، Didymos A ، دون تغيير مدار أي كويكب حول الشمس. ستسمح لهم هذه التجربة باختبار عملية انحراف الاصطدام الحركي دون أن يطرقوا ديديمون عن طريق الخطأ في مسار تصادم مع الأرض.

أنا سعيد لأننا نجري هذا البحث الآن ، بينما يمكننا أن نأخذ الوقت الكافي لدراسة المشكلة بعناية والتحقق من نماذجنا ثلاث مرات دون ضغط جسم محدد محتمل الخطورة قادم إلينا. إذا استعدنا جيدًا ، فعندئذ لأول مرة يمكن أن يمنع جنسنا كارثة طبيعية كبرى. لا يمكننا بعد دفع إعصار بعيدًا عن مساره ، أو سد بركان ، أو قفل صدع معرض للزلازل ، ولكن في غضون سنوات قليلة ، قد نكون مستعدين لإيقاف مذنب في مساره.