Obrona Ziemi przed niebezpiecznymi asteroidami: pytania i odpowiedzi z Lindleyem Johnsonem z NASA

To kosmiczny rzut kostką. Nie ma wątpliwości, że uderzenie dużej asteroidy lub komety może spowodować rozległe zniszczenia i głęboko wpłynąć na życie na Ziemi.

Największym hitem w ostatnim czasie był obiekt, który eksplodował nad Tunguską na Syberii w czerwcu 1908 r. z uderzeniem energii o wartości od 5 do 15 megaton. Potem nastąpił spektakularny i niszczycielski wybuch w lutym 2013 roku nad rosyjskim miastem Czelabińsk. Czelabińsk eksplozja wywołała falę uderzeniową, która rozbijała szyby w oknach, a powstałe latające odłamki szkła raniły ponad 1000 osób.

Chociaż tych zdarzeń jest niewiele, znawcy nazywają je alarmami / budzeniem [wakeup calls].

Udaremnienie uderzenia nadchodzącego obiektu, który ma Ziemię na celowniku, będzie oznaczać zmianę kierunku lub zniszczenie obiektu. To zadanie obrony planetarnej, „nauki planetarnej stosowanej” mającej na celu zajęcie się zagrożeniem uderzeniem obiektu bliskiego Ziemi (NEO).

Lindley Johnson jest oficerem obrony planetarnej NASA i dyrektorem programowym Biura Koordynacji Obrony Planetarnej.  Space.com spotkał się z Johnsonem, aby omówić ostatnie wydarzenia i plany obrony planetarnej w nadchodzącym roku.

Space.com: Jaki wpływ miała utrata 305-metrowego teleskopu Obserwatorium Arecibo 1 grudnia na wysiłki radarów planetarnych obserwujących NEO?

Johnson: National Science Foundation podjęła trudną decyzję, że ze względów bezpieczeństwa należy go wycofać z eksploatacji i zlikwidować. Ale teleskop postanowił zrobić to samodzielnie. Jego obserwacje za pomocą radaru planetarnego nie są wyjątkowe, tak jak w naszym Goldstone [Radar Układu Słonecznego na pustyni Mojave w Kalifornii]. To, co było wyjątkowe w Arecibo, to rozmiar anteny i generowana przez nią moc, co dawało jej większy zasięg niż w Goldstone.

Space.com: Więc straciliśmy możliwości ?

Johnson: Straciliśmy tę zdolność, ale nie straciliśmy zdolności radaru planetarnego. Ale to sprawia, że ​​Goldstone jest dla nas bardziej krytyczną zdolnością niż była. Myślę, że nie tylko NASA, ale także inne agencje wkrótce zaangażują się w badanie nad przyszłymi radarami planetarnymi. Myślę, że utrata Arecibo będzie zachętą do tego, aby to połączyć, wspólny wysiłek kilku agencji.

Space.com: Jak wyglądają początki testu NASA Double Asteroid Redirection Test (DART)?

Johnson: To około dwie trzecie drogi od integracji i testów w Laboratorium Fizyki Stosowanej [APL, na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa w Maryland]. Zaczyna wyglądać jak prawdziwy statek kosmiczny. Ale z pewnością były wyzwania związane z COVID-19 i dostawą wszystkich części przez dostawców. Jednym z pozostałych dużych elementów, które jeszcze nie zostały dostarczone, są wprowadzene na rynek panele słoneczne. Ale harmonogram integracji został zmieniony. Przez cały czas trwania testów sytuacja wygląda pozytywnie. Jesteśmy w całkiem dobrej formie, aby wysłać DART do Vandenberg [bazy sił powietrznych w Kalifornii], na oficjalną “premierę” pod koniec lipca.

Space.com: Jakieś aktualizacje na temat lekkiego włoskiego Cubesatu włoskiej agencji kosmicznej do obrazowania asteroid, LICIACube zbudowano, aby być świadkiem zderzenia DART?

Johnson: Oni też mieli swoje wyzwania, może nawet większe. Mamy nadzieję, że będą w stanie dotrzymać harmonogramu. LICIACube można zintegrować z APL lub w razie potrzeby można go również zintegrować w Vandenberg.

Space.com: Czego chcesz się nauczyć od DART, pierwszej misja NASA w zakresie obrony planetarnej?

Johnson: Potwierdzi to dla nas, jaka jest skuteczność techniki impaktora kinetycznego [kinetic impactor technique] do zmiany orbity asteroidy i określi, czy pozostaje realną opcją, przynajmniej w przypadku mniejszych asteroid, które najczęściej zagrażają ziemi.

Space.com: Brałeś udział w serii ćwiczeń „table top[ćwiczeń symulacyjnych]” z udziałem Federalnej Agencji Zarządzania Kryzysowego (FEMA) i innych organizacji, poświęconych naturze, ryzyku i tym, co należy zrobić w przypadku spotkania Ziemi z asteroidą lub kometą. Jaka jest ich wartość dla Twojej pracy?

Johnson: Na pewno będzie ich więcej i prawdopodobnie w przyszłym roku. Przedstawiamy różne scenariusze, np. ile masz czasu przed uderzeniem? Albo jaki jest rozmiar obiektu? Do tej pory ćwiczenia zostały wykonane ze stosunkowo niewielką społecznością. Myślę, że w przyszłych ćwiczeniach naszym głównym celem jest udział szerszej społeczności grupy roboczej NEO Impact Threat Emergency Protocols, reprezentującej szereg innych agencji, które nie brały udziału w poprzednich ćwiczeniach. Ta grupa robocza została utworzona na początku 2019 r. w celu pracy nad działaniami Goal 5 w krajowej strategii i planie działania wobec NEO.

Space.com: JPL Center for NEO Studies to centrum NASA zajmujące się obliczaniem orbit asteroid i komet oraz ich szans na zderzenie z Ziemią. Dane dotyczące kuli ognia i meteorów znajdują się na ich stronie internetowej, a niektóre z nich są zbierane z tajnych satelitów wojskowych. Jak przebiega wymiana danych między NASA a wojskiem?

Johnson: Możliwości są prostsze niż kiedyś. Nadal pracujemy nad tym, aby był system był szybszy, bardziej zautomatyzowany. W zeszłym roku niektóre działania były wykonywane ręcznie, a dane były opóźnione. Jeśli zajrzysz na stronę internetową, zobaczysz stale dodawane wydarzenia do naszej bazy danych.

Space.com: Chciałbyś uzyskać te dane znacznie wcześniej?

Johnson: W ciągu kilku godzin od wydarzenia, jeśli nie szybciej.

Space.com: Próbki asteroid przywiezione z powrotem na Ziemię – czy to z japońskiej sondy Hayabusa2, czy z NASA OSIRIS-REx – jak cenne są one dla twojego biura obrony planetarnej?

Johnson: Z pewnością pomagają nam zrozumieć naturę i skład tych obiektów. Wysyłanie tych statków kosmicznych do ich obserwacji z bliska jest częścią podejścia krok po kroku, od ich teledetekcji… a następnie pobrania próbki do analizy laboratoryjnej na Ziemi. Potwierdza to, co naszym zdaniem wiemy o składzie asteroidy.

Jest to oczywiście bardzo interesujące dla społeczności naukowej. Ale jest to również przydatne w zrozumieniu, w jaki sposób techniki łagodzenia mogą być bardziej skuteczne. W przypadku teledetekcji tych obiektów nigdy nie masz pewności, czy linie i zygzaki są poprawnie interpretowane. Kiedy podejdziesz bliżej, możesz potwierdzić kilka rzeczy. Jest to więc podejście typu bootstrap [wprowadzone przez Bradleya Efrona metody szacowania rozkładu błędów estymacji, za pomocą wielokrotnego losowania ze zwracaniem z próby. Są przydatne szczególnie, gdy nie jest znana postać rozkładu zmiennej w populacji.]

Space.com: Coś na temat proponowanej przez NASA sondy NASA Near Earth Object Surveyor, kosmicznego teleskopu na podczerwień zdolnego do wykrywania asteroid blisko Ziemi?

Johnson: Z technicznego punktu widzenia wszyscy zgadzają się, że ten projekt jest gotowy do przejścia do fazy B, projektu wstępnego. Obecnie niepewność dotyczy tego, jaki będzie przyszły budżet. Nasz program obrony planetarnej nie dysponuje wystarczającym budżetem na tyle lat, ile zajmie opracowanie NEO Surveyor .

Space.com: Patrząc wstecz i spoglądając w przyszłość, jak oceniasz program obrony planetarnej NASA?

Johnson: Program w NASA trwa. Korzystając z możliwości naziemnych w 2020 r., wygląda na to, że liczba znalezionych NEO osiągnie 2800 [na rok], co jest dla nas rekordem. Większość z nich jest dość mała, znacznie mniejsza niż próg 140 metrów, do którego zmierzamy.

Ilość znajdowanych asteroid których wielkość jest równa lub większa 140-metry, pozostaje dość stabilny i wynosi około 500 rocznie. Nasza prognoza liczby tych obiektów wynosi około 25 000, a do tej pory znaleźliśmy tylko nieco ponad jedną trzecią z nich, może 38% lub więcej. Nasze modele mówią nam, że mamy jeszcze około 15 000 do znalezienia. Przy 500 rocznie trzeba wykonywać obliczenia matematyczne, przez 30 lat aby wykryć je wszystkie. Możemy to zrobić szybciej. Wiemy, że dysponujemy technologią, która pozwala zrobić to szybciej, i na tym polega NEO Surveyor.

Lindley Johnson, oficer obrony planetarnej NASA i dyrektor programowy Biura Koordynacji Obrony Planetarnej. (Zdjęcie: © Lonnie Anderson / Sandia National Laboratories)

Źródła: Leonard David | livescience.com | space.com

Zdjęcia: Photo by Donald Giannatti on Unsplash

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x