Kiedy spodziewać się Armagedonu?
W jednym z odległych zakątków Układu Słonecznego, na odległej orbicie, czai się niezauważenie jedno z największych zagrożeń dla ludzkości – asteroida zmierzająca w kierunku Ziemi. Niemal wszyscy ludzie zginęliby, gdyby taka asteroida zderzyła się z Ziemią. Pytanie nie brzmi, czy do takiego zderzenia dojdzie w przyszłości, ale kiedy to nastąpi. Prześledźmy historię wysiłków ludzkości, aby uratować Ziemię przed zagrożeniem ze strony asteroidy.
Sensacją z 15 lutego 2013 roku był upadek 50-tonowego meteorytu w obwodzie czelabińskim. Ponad 1000 ofiar, w tym około 200 dzieci, trafiło do szpitali. Początkowe straty oszacowano na 1 miliard rubli. To nie pierwszy i niestety nie ostatni duży meteoryt, który spadł na Ziemię. Oto kilka innych przykładów.
W połowie stycznia 2000 roku w Kanadzie wydarzyło się coś, co obudziło kraj z zimowego letargu. Mieszkańcy byli świadkami eksplozji 200-tonowej asteroidy wysoko na niebie. Gdyby asteroida tej wielkości spadła na Ziemię, miałaby siłę rażenia bomby atomowej. Kanadyjczycy mieli jednak szczęście, ponieważ rozpadła się przed uderzeniem w ziemię. Być może to była nasza ostatnia szansa na przetrwanie?
W 2000 roku kolejna asteroida eksplodowała wysoko nad Oceanem Spokojnym z siłą 10 razy większą niż bomba zrzucona na Hiroszimę. W 2002 roku kolejna asteroida wstrząsnęła Morzem Śródziemnym.
Ile czasu upłynie, zanim asteroida przejdzie przez ziemską atmosferę i uderzy w gęsto zaludniony obszar? Ile czasu do Armagedonu?
Jeszcze kilka lat temu myśleliśmy, że jesteśmy bezpieczni. Uważaliśmy, że zniszczenia spowodowane przez asteroidy to temat science fiction i Hollywood. Oczywiście wszyscy wiemy, że dinozaury wyginęły po uderzeniu asteroidy w Ziemię, ale to było 65 milionów lat temu. Wydawało się, że takie rzeczy nie mogą się zdarzyć dzisiaj.
Zignorowano sygnały śmiertelnego zagrożenia dla Ziemi. Olbrzymie kratery i ogromne wgniecenia powstałe w wyniku uderzeń przypisywano wygasłym wulkanom. Tylko nieliczni geologowie i astronomowie rozumieli ich prawdziwe pochodzenie, ale kiedy ostrzegano ludzi, że taka asteroida może ponownie uderzyć w Ziemię, nikt nie słuchał.
Jednym z tych, którzy ośmielili się zaprzeczyć, był astronom David Levy. Jego obserwacje teleskopowe przekonały go, że świat stoi w obliczu realnego niebezpieczeństwa. Twierdził, że prawdopodobieństwo uderzenia przez dużą kometę lub asteroidę wynosi 100%. Wyniki jego długoterminowych obserwacji przyniosły owoce i wydarzyło się coś, co przekreśliło kpiny. To było bardzo otrzeźwiające.
Zdarzyło się to w styczniu 1993 roku w Obserwatorium Palomar. David Levy, Caroline i Eugene Shoemaker obserwowali asteroidy i komety, gdy Caroline skierowała swój teleskop w odległe zakątki Układu Słonecznego, w pobliżu Jowisza. Powiedziała, że zobaczyła łańcuch pięciu lub sześciu komet, przypominający sznur pocisków smugowych z ognistymi ogonami. Później okazało się, że było ich ponad dwadzieścia. Nazwali ten dziwny łańcuch kometą Shoemaker-Levy 9.
Wrażenie to było spowodowane orbitą komety, która zmierzała dokładnie w kierunku Jowisza.
Społeczność astronomiczna była zachwycona i pospieszyła do teleskopów. Teleskopy i kamery wideo skierowały się w stronę komety, a Shoemaker-Levy 9 nie zawiodła. W 1994 roku kometa dała spektakularny pokaz – ogromne jej fragmenty uderzyły w Jowisza. Uderzenie było naprawdę spektakularne. Same powstałe chmury miały rozmiar Ziemi.
Katastrofa na Jowiszu była najbardziej niszczycielską kolizją, jaką kiedykolwiek widziano w Układzie Słonecznym.
Pewnej nocy Ziemia poczuła się bezbronna. Sąsiad naszego Układu Słonecznego został zaatakowany na naszych oczach. Podobna kolizja mogła przydarzyć się również nam. Nagle asteroidy stały się priorytetem dla rządów. Rozpoczęto polowanie na tych potencjalnych kosmicznych zabójców. Wszystkie oczy zwróciły się w stronę pasa asteroid, grupy skał orbitujących między Marsem a Jowiszem.
Większość z nich jest nieszkodliwa i nigdy nie zbliży się do Ziemi, ale czasami się zderzają, a jeden z nich został kiedyś wyrzucony z orbity z prędkością 20 kilometrów na sekundę, kilka razy szybciej niż pocisk. Przy takiej prędkości asteroida o średnicy jednego kilometra mogłaby uderzyć w Ziemię z siłą 20 razy większą niż łączna moc wszystkich broni jądrowych na świecie.
W 1998 roku NASA, z polecenia Kongresu USA, rozpoczęła poszukiwania asteroid o średnicy co najmniej jednego kilometra. Okazało się, że w Układzie Słonecznym znajduje się ich około 1100.
W kosmosie znajdują się jednak inne asteroidy, a wiele z nich ma średnicę większą niż kilometr.
Statystyki mówią, że asteroida o długości kilometra spada na Ziemię raz na milion lat, a asteroida o długości pięciu kilometrów raz na dziesięć milionów lat.
Problem ma jeszcze jeden aspekt: panikę. W 1997 roku na niebie odkryto bardzo jasną kometę Hale'a-Boppa, która przeleciała 196,7 miliona kilometrów od Ziemi. To spora odległość, większa niż odległość Ziemi od Słońca, dlatego przez długi czas widzieliśmy jej ogon.
Widok wywołał panikę wśród nieprzygotowanych, a następnie doszło do wielu samobójstw. Co by było, gdyby przeleciał bliżej? Albo wyobraź sobie kometę lecącą prosto w kierunku Ziemi, której ogony byłyby niewidoczne, dopóki Słońce ich nie rozbłysło. Mielibyśmy zbyt mało czasu, aby przeciwdziałać zagrożeniu.
Najważniejsze pytanie brzmi: czy możliwe jest już wykrycie tych niewidzialnych zabójców w głębokiej przestrzeni kosmicznej – asteroidów lub komet skierowanych w naszą stronę?
Jak uciec przed zabójcą z nieba?
Po prawie 10 latach poszukiwań i kilku fałszywych alarmach astronomowie odkryli to, czego obawiało się wielu: asteroidę o średnicy kilometra zmierzającą w kierunku Ziemi. Znana jako 1950 DA, ma uderzyć lub przelecieć niebezpiecznie blisko Ziemi w 2880 roku. Jej uderzenie może zabić setki milionów ludzi.
Nauka stanęła przed nie lada wyzwaniem: jak uchronić Ziemię przed zderzeniem z asteroidą lub kometą? Jay Melosh dołączył do elitarnego zespołu naukowców powołanego przez rząd USA w celu rozwiązania tego problemu. W jego skład weszli również czołowi światowi producenci broni. Z przekonaniem zaproponowali przekształcenie broni masowego rażenia w broń masowego zbawienia – zaatakowanie nadlatującej asteroidy pociskami jądrowymi.
Melosh i jego współpracownicy wskazali jednak na oczywiste przeszkody.
Nawet najpotężniejsze pociski z głowicami o mocy 20 megaton są bezużyteczne. Naukowcy obliczyli, że eksplozja jedynie roztrzaskałaby asteroidę na fragmenty, a na Ziemię spadłby deszcz ogromnych głazów – i to radioaktywnych. Ten gigantyczny zabójca przekształciłby się w coś równie śmiercionośnego: bomby wybuchowe. W końcu kometa Shoemaker-Levy 9 również składała się z pojedynczych fragmentów, najwyraźniej pozostałych po rozpadzie komety.
Gdyby odłamki uderzyły w ląd, każdy z nich wywołałby gigantyczny pożar. Większe odłamki spadające do morza wywołałyby fale o wysokości do 4 km, zdolne do całkowitego zniszczenia wszystkiego na lądzie.
Istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że ładunek jądrowy uderzy nie w środek masy asteroidy, lecz w jej obrzeża, nie powodując jej eksplozji, a jedynie powodując jej obrót.
Stało się jasne, że istniejąca broń jądrowa nie uratuje Ziemi. Potrzebne było coś więcej – coś, co nie tylko roztrzaskałoby asteroidę na kawałki, ale i ją wyparowało.
Eksperci zaczęli obliczać, jak potężna broń będzie potrzebna do tego celu. Wyniki były oszałamiające.
Największa bomba, jaką kiedykolwiek zbudowano, miała zostać zamontowana na największej rakiecie, a cała konstrukcja musiałaby zostać rozpędzona do 40 000 km/h. Gdyby taka broń wpadła w niekompetentne lub złośliwe ręce, mogłaby spowodować globalną katastrofę nawet bez asteroidy. Pomysł odrzucono jako szalony. Naukowcy musieli znaleźć lepsze rozwiązanie.
To właśnie wtedy eksperci zaproponowali nowe podejście: nie wysadzić asteroidy, lecz zmienić jej kurs w kierunku Ziemi. Jednak ich rozwiązanie nadal zakładało użycie broni jądrowej.
Bomba o mocy 20 megaton nie jest na tyle silna, aby zniszczyć asteroidę o średnicy kilometra, ale gdyby zdetonować ją w jej pobliżu, eksplozja mogłaby zmienić tor lotu asteroidy.
Ale czy zmiana prędkości o kilka centymetrów na sekundę wystarczy, aby uratować świat?
Opracowując ten plan, eksperci stwierdzili, że tak, jest to możliwe.
Najpierw obliczyli, o ile asteroida powinna się przemieścić. Minimalna bezpieczna odległość wynosiła połowę średnicy Ziemi, czyli nieco ponad 6000 km.
Następnie obliczyli, o ile asteroida musi przyspieszyć. Świat mógłby zostać uratowany, zmieniając prędkość obiektu o zaledwie 2 cm/s, ale na 10 lat przed uderzeniem.
Wygląda na to, że eksplozja w pobliżu asteroidy, dokonana 10 lat przed uderzeniem, mogłaby spowodować jej oddalenie się od Ziemi. A 1950 DA miało uderzyć w nas ponad 800 lat później, więc jest mnóstwo czasu na ucieczkę.
Nauka znalazła odpowiedź! Niestety, nie była ona do końca poprawna.
Dlaczego eksplozja nie zadziała?
Po przeprowadzeniu szeroko zakrojonych obliczeń i badań naukowcy ustalili, że zwykła eksplozja jądrowa może nie wpłynąć na asteroidę o niskiej gęstości materii i nie wyprze jej z orbity. W związku z tym zagrożenie dla Ziemi pozostaje realne.
W styczniu 2000 roku nad jeziorem Tagish w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie roztrzaskał się duży meteoryt, a może asteroida. Miejscowi mieszkańcy przeszukali okolicę w poszukiwaniu jakichkolwiek cząstek, które dotarły do Ziemi. Oczywiście! Gram meteorytu może być wart tysiące dolarów. Ale nikt niczego nie znalazł.
Jeden z poszukiwaczy, Jim Brook, po tygodniu bezowocnych poszukiwań, wrócił do domu z pustymi rękami przez zamarznięte jezioro. Tam zauważył dziwne ciemne postacie na powierzchni lodu. Jim zdał sobie sprawę, że znalazł jedyny fizyczny dowód istnienia asteroidy.
Pomijając nasz temat, wspomnijmy jeszcze, z czego słynie ten meteoryt. Fragmenty meteorytu zebrano z lodu jeziora i, zamrożone w celu uniknięcia zniekształcenia ich składu, przetransportowano do laboratorium. Tam odkryto, że meteoryt jest bogaty w węgiel i zawiera materię organiczną, w tym aminokwasy. To kolejny dowód na możliwość istnienia życia we Wszechświecie, nie tylko na naszej planecie.
Ale wróćmy do zabójczych meteorytów.
Wieść o odkryciu Brooka szybko rozeszła się wśród społeczności naukowej. Próbki wysłano do analizy.
Część z nich trafiła do Muzeum Historii Naturalnej w Londynie, które posiada jedną z najbogatszych kolekcji pozostałości po asteroidach. Wszystkie były ciężkimi skałami lub metalami, zupełnie innymi niż nowo odkryty.
Meteoryt z jeziora Tagish został poddany licznym, zaawansowanym technologicznie testom i stopniowo stało się jasne, dlaczego jego fragmenty były tak drobne. Meteoryt był bardzo porowaty. Był to najlżejszy meteoryt, jaki kiedykolwiek odkryto. Ta dziwna informacja stanowiła nowe wyzwanie dla naukowców.
Teoria odległej eksplozji opiera się na założeniu, że asteroida składa się z gęstej skały lub metalu. Wszystkie obliczenia opierały się na tym założeniu. Nikt nie wiedział, co by się stało, gdyby asteroida była zbudowana ze słabszego lub lżejszego materiału.
Dan Darda, specjalista od badań zderzeniowych, postanowił to przetestować eksperymentalnie. W laboratoriach NASA detonował próbki meteorytów specjalnymi pociskami i strzelał do nich z ogromnego działa pneumatycznego. Jego eksperymenty w komorze próżniowej symulowały skutki eksplozji jądrowej w kosmosie.
Darda początkowo badał reakcję twardych, trwałych części meteorytu. Reakcja była przewidywalna. Ale potem eksperymentował z lekkimi, porowatymi próbkami, takimi jak materiał z jeziora Tagish, a wyniki były zupełnie inne.
Chociaż twarde meteoryty poruszyły się po eksplozji, porowaty fragment skały zachował się jak gąbka, absorbując siłę uderzenia. Meteor zmierzający w kierunku Ziemi mógł nawet się nie poruszyć. Zagrożenie dla Ziemi stało się ogromne! Porowate asteroidy o średnicy jednego kilometra lub większej nadal stanowią zagrożenie dla życia na planecie i po prostu będą kontynuować swoją drogę w kierunku Ziemi, absorbując siłę eksplozji.
Czy meteoryt Tagish jest wyjątkowy, czy też istnieją inne podobne? Problem polegał na tym, że nie da się poznać składu konkretnego meteorytu bez jego analizy.
Aby uzyskać przybliżoną wskazówkę, naukowcy zaczęli monitorować prędkość obrotową ciał niebieskich, opierając się na zasadzie, że im większy spin (moment pędu) asteroidy, tym jest ona gęstsza. Wolniejszy spin wskazywałby na to, że asteroida składa się z materiału porowatego lub sypkiego. Zatem, przyjmując spin jako punkt wyjścia, odkryli zarówno dobre, jak i złe wieści.
Asteroida 1950 DA obraca się bardzo szybko, co oznacza, że jest zbudowana ze stałego materiału, a eksplozja najprawdopodobniej zepchnęłaby ją z toru lotu.
Zła wiadomość jest taka, że w kosmosie znajdują się setki powoli rotujących asteroid, co oznacza, że są one odporne na tego typu eksplozję.
Ciągnąć czy pchać?
Kiedy naukowcy zdali sobie sprawę, że eksplozja nie przesunie asteroidy, musieli opracować bezpieczniejszy sposób na jej odchylenie od Ziemi. Najpierw NASA musiała zrozumieć, jaki typ asteroidy może uderzyć w Ziemię i jak najlepiej mu przeciwdziałać.
Wszystkie oczy zwróciły się ku małej sondzie Shoemaker-Neer, która zbliżała się do końca swojej trzyletniej podróży przez kosmos. Jednym z jej głównych celów było zbadanie składu 30-kilometrowej asteroidy Eros.
Wyzwania stojące przed sondą były ogromne. Eros jest znacznie mniejszy niż jakakolwiek planeta czy księżyc i porusza się z prędkością dwukrotnie większą niż pocisk. Oficjalnym celem misji sondy było okrążenie Erosa i zebranie cennych informacji. Jednak tajna misja była o wiele bardziej ambitna.
Żaden samolot nigdy nie próbował lądować na czymś tak małym i lecącym z tak ogromną prędkością. Lądowanie wymagało serii delikatnych operacji.
Sukces sondy okazał się bardziej przydatny niż oczekiwano. Nie tylko dostarczyła cennych informacji o składzie Erosa, ale także zbliżyła się do celu na tyle, że prawdopodobnie przybliżyła nas do ważnego odkrycia: jak zwalczać przyszłe zagrożenia ze strony asteroid.
Nieoczekiwana szansa na wdrożenie nowego rodzaju technologii otworzyła się. Technologia ta była marzeniem Jaya Melosha. Długoletni przeciwnik energii jądrowej, wierzył, że Ziemia potrzebuje czegoś, co mogłoby łatwo i skutecznie odbijać asteroidy. I oczywiście bez użycia eksplozji jądrowych. Natychmiast zdał sobie sprawę, że Układ Słoneczny posiada ogromne źródło energii, które można wykorzystać w tym celu: Słońce.
W związku z tym Melosh wpadł na nietypowy pomysł. Zaproponował wynalezienie urządzenia, które działałoby jak gigantyczna soczewka i kierowało skupioną wiązkę światła słonecznego na asteroidę. Melosh nazwał ten wynalazek „kolektorem słonecznym”.
Ciepło spaliłoby część powierzchni asteroidy, a uwolniona energia powoli zepchnęłaby ją z kursu. Obliczenia Melosha wykazały, że aby kolektor słoneczny odniósł sukces, musiałby pozostać w pobliżu asteroidy przez wiele lat. Po sukcesie sondy Shoemaker-Neer pomysł wydawał się realny.
Ale kiedy Melosh przedstawił swój plan na konferencji poświęconej problemom kolizji, gdzie większość uczestników stanowili producenci uzbrojenia, spotkał się on z wrogością. Jedynym zarzutem wobec oczywistych wad planu był fakt, że nikt nie wiedział, czy takie kolektory słoneczne w ogóle da się zbudować. Pomysł został potępiony jako obcy i odrzucony.
Jednak kilka dni po konferencji Melosh odebrał telefon z nieznanego źródła. Głos twierdził, że kolektory nie tylko istnieją, ale są już w użyciu. Jay Melosh dowiedział się, że istnieje firma produkująca małe prototypy zwierciadeł parabolicznych. Zbierały one jednak fale radiowe, a nie promienie słoneczne.
Melosh zdał sobie sprawę, że tę samą technologię można z łatwością zaadaptować do pozyskiwania energii słonecznej. To już był sposób na zmianę toru lotu nadlatujących asteroid, niezależnie od ich składu.
Melosh planował rozpocząć od wystrzelenia sondy podobnej do tej użytej do Erosa. Ponieważ planowano jej rozpoczęcie 10 lat przed uderzeniem, sonda potrzebowałaby jeszcze czasu na dotarcie do celu. Po dotarciu dostatecznie blisko, miałaby ona wystrzelić potężny kolektor słoneczny, który powoli, ale nieuchronnie spaliłby powierzchnię asteroidy, stopniowo spychając ją z kursu.
To nie jedyny projekt „łagodnego” odchylenia toru lotu asteroidy. Na powierzchni asteroidy można by zamontować mały silnik rakietowy. Nawet tydzień pracy z istniejącym silnikiem wystarczyłby, aby zmienić prędkość asteroidy o wymaganą wartość. Wymagałoby to jednak trudnego do zrealizowania, miękkiego lądowania na asteroidzie o nieznanych właściwościach powierzchni.
Jest jeszcze jeden sprytny pomysł: nie pchanie asteroidy, a jej przyciąganie. Ogromny statek kosmiczny wyposażony w silniki manewrowe unosiłby się kilkaset metrów nad asteroidą. Siła grawitacji statku kosmicznego powoli, ale nieuchronnie odciągałaby asteroidę na bok. Ale wszystko to wciąż wymaga wdrożenia i przetestowania.
Ile kosztowałoby wystrzelenie takiego statku kosmicznego? Odpowiedź jest paradoksalna: nie więcej niż koszt filmu „Armageddon”.
A może chcesz zaproponować coś nowego?