Asteroit çarpmasından kaçınma -Asteroid impact avoidance

Yörüngesinin ne kadar değiştiğini ölçmek için bir uzay aracını bir asteroide çarpan Çift Asteroid Yönlendirme Testi görevinin illüstrasyonu .

Asteroit çarpmasından kaçınma , Dünya ile olası bir çarpışma rotasındaki Dünya'ya yakın nesnelerin (NEO) yönünü değiştirerek yıkıcı etki olaylarını önleme yöntemlerini içerir . Yeterince büyük bir asteroit veya diğer NEO'ların çarpması, çarpma konumuna bağlı olarak, büyük tsunamiler veya çoklu yangın fırtınalarına ve büyük miktarlarda toz haline getirilmiş kaya tozu ve stratosfere yerleştirilen diğer döküntülerin güneş ışığını engelleme etkisinin neden olduğu bir kış etkisine neden olur. . 66 milyon yıl önce Dünya ile yaklaşık 10 kilometre (6 mil) genişliğindeki bir nesne arasındaki çarpışmanın Chicxulub kraterini oluşturduğu düşünülüyor.kuş olmayan tüm dinozorların neslinin tükenmesine neden olduğu bilim çevreleri tarafından anlaşılan Kretase-Paleojen yok oluş olayını tetiklemiştir .

Yakın vadede büyük bir çarpışma olasılığı düşük olsa da, savunma önlemleri alınmadığı takdirde eninde sonunda bir çarpışma olacağı neredeyse kesindir . Shoemaker-Levy 9'un Jüpiter'e çarpması ve 2013 Chelyabinsk meteoru gibi astronomik olaylar , keşfedilen ve Sentry Risk Tablosunda kataloglanan Dünya'ya yakın nesnelerin artan sayısı gibi, bu tür tehditlere yeniden dikkat çekti. 2021 filmi Don't Look Up'ın popülaritesi, NEO'lardan kaçınma olasılığı konusunda farkındalığın artmasına yardımcı oldu .

2016'da bir NASA bilim adamı, Dünya'nın böyle bir olay için hazırlıksız olduğu konusunda uyardı. Nisan 2018'de B612 Vakfı , "Yıkıcı bir asteroit tarafından çarpılacağımız yüzde 100 kesin, ancak ne zaman olduğundan yüzde 100 emin değiliz." Yine 2018'de fizikçi Stephen Hawking , son kitabı Büyük Sorulara Kısa Cevaplar'da , bir asteroit çarpışmasını gezegen için en büyük tehdit olarak değerlendirdi. Bir asteroit çarpmasından kaçınmanın birkaç yolu tarif edilmiştir. Bununla birlikte, Mart 2019'da bilim adamları, asteroitleri yok etmenin daha önce düşünülenden çok daha zor olabileceğini bildirdi. Ek olarak, bir asteroit, parçalandıktan sonra yerçekimi nedeniyle kendini yeniden toplayabilir. Mayıs 2021'de NASA gökbilimcileri , 2021 Gezegensel Savunma Konferansı tarafından yürütülen simüle edilmiş bir egzersize dayanan sanal bir çarpma cihazından kaçınmak için 5 ila 10 yıllık bir hazırlığın gerekebileceğini bildirdi .

saptırma çabaları

Bilinen Dünya'ya Yakın nesneler  – Ocak 2018'den itibaren
Video (0:55; 23 Temmuz 2018)
(Dünya'nın yörüngesi beyaz)

2013'te Amerika Birleşik Devletleri Kongresi'ndeki uzman ifadesine göre , NASA'nın bir asteroidi durdurma görevinin başlatılabilmesi için en az beş yıl hazırlık yapması gerekecek. Haziran 2018'de ABD Ulusal Bilim ve Teknoloji Konseyi , Amerika Birleşik Devletleri'nin bir asteroit çarpma olayına hazırlıksız olduğu konusunda uyardı ve daha iyi hazırlanmak için "Ulusal Dünyaya Yakın Nesne Hazırlık Stratejisi Eylem Planı"nı geliştirip yayınladı.

Büyük bir nesne için çoğu saptırma çabası, bir yıldan on yıllarca uyarı gerektirir ve henüz bilinen bir gezegen savunma donanımı geliştirilmediği için bir çarpışmadan kaçınma projesi hazırlamak ve yürütmek için zaman tanır. Bir cismi doğrudan çarpışma yörüngesinde başarılı bir şekilde saptırmak için sadece 3.5/t × 10 −2 m·s −1'lik bir hız değişiminin (burada t, potansiyel çarpışmaya kadar geçen yılların sayısıdır) gerekli olduğu tahmin edilmektedir. Ek olarak, belirli koşullar altında çok daha küçük hız değişimlerine ihtiyaç duyulur. Örneğin, 2029'da Dünya tarafından sallanan 99942 Apophis'in 10 −4 olasılıkla bir "anahtar deliğinden" geçme ve 2035 veya 2036'da bir çarpma yörüngesine geri dönme olasılığının yüksek olduğu tahmin edildi. bu potansiyel dönüş yörüngesinden, salınımdan birkaç yıl önce, 10 -6  ms -1 mertebesinde bir hız değişikliği ile elde edilebilir .

NASA'nın , Dünya'yı potansiyel asteroit veya kuyruklu yıldız tehlikelerine karşı savunma teknolojisini test etmeye yönelik dünyanın ilk tam ölçekli görevi olan Çift Asteroid Yönlendirme Testi (DART), California'daki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü'ndeki Space Launch Complex 4 East'ten bir SpaceX Falcon 9 roketiyle fırlatıldı.

10 kilometrelik (6,2 mil) bir asteroidin Dünya'ya çarpması, tarihsel olarak biyosfere katastrofik hasar nedeniyle yok olma düzeyinde bir olaya neden oldu . Ayrıca iç Güneş Sistemine giren kuyruklu yıldızlardan kaynaklanan tehdit de var. Uzun periyotlu bir kuyruklu yıldızın çarpma hızı, Dünya'ya yakın bir asteroidin çarpma hızından muhtemelen birkaç kat daha fazla olacaktır ve bu da çarpmasını çok daha yıkıcı hale getirecektir; ayrıca, uyarı süresinin birkaç aydan fazla olması olası değildir. Çapı 50 metre (160 ft) kadar küçük olan ve çok daha yaygın olan nesnelerden gelen etkiler, tarihsel olarak bölgesel olarak son derece yıkıcıdır (bkz . Barringer krateri ).

Hangi stratejinin uygun olduğuna karar vermeden önce nesnenin malzeme bileşimini bulmak da yararlıdır. 2005 Derin Darbe sondası ve Rosetta uzay aracı gibi görevler , ne bekleneceği konusunda değerli bilgiler sağladı.

REP. STEWART: ... [bir asteroidi] engelleyebilecek bir şeyi teknolojik olarak fırlatma yeteneğine sahip miyiz? ... DR. A'HEARN: Hayır. Kitaplarda zaten uzay aracı planlarımız olsaydı, bu bir yıl sürerdi... Yani tipik bir küçük görev... Onaydan fırlatmaya başlaması dört yıl sürer ...

Dünya atmosferini etkileyen yaklaşık 1 ila 20 metre çapında küçük asteroitlerin sıklığı.

ABD hükümeti yetkilerinin tarihi

Asteroit çarpma tahminindeki çabalar , anket yöntemi üzerinde yoğunlaşmıştır. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nın ev sahipliği yaptığı 1992 NASA sponsorluğundaki Dünyaya Yakın Nesneleri Durdurma Çalıştayı , Dünya'ya çarpabilecek gök cisimlerinin yakalanmasıyla ilgili sorunları değerlendirdi. 1992'de NASA'ya verilen bir raporda , Dünya'dan geçen asteroitleri keşfetmek, doğrulamak ve takip gözlemleri sağlamak için koordineli bir Uzay Koruma Araştırması önerildi. Bu anketin 25 yıl içinde bir kilometreden büyük bu nesnelerin %90'ını keşfetmesi bekleniyordu. Üç yıl sonra, başka bir NASA raporu, on yıl içinde bir kilometreden büyük, kısa dönemli, Dünya'ya yakın nesnelerin %60-70'ini keşfedecek ve beş yıl içinde %90 tamlık elde edecek arama anketleri önerdi.

1998'de NASA, 2008 yılına kadar, Dünya için bir çarpışma riskini temsil edebilecek çapları 1 km veya daha büyük olan tüm Dünya'ya yakın nesnelerin (NEO'lar) %90'ını bulma ve kataloglama hedefini resmen benimsedi. 1 km çapındaki ölçüm, 1 km'den daha küçük bir nesnenin etkisinin önemli yerel veya bölgesel hasara neden olabileceğini, ancak dünya çapında bir felakete neden olma olasılığının düşük olduğunu gösteren önemli araştırmalardan sonra seçildi. Çapı 1 km'den çok daha büyük bir cismin etkisi, dünya çapında insan türünün yok olmasına kadar varan ve potansiyel olarak neslinin tükenmesi de dahil olmak üzere hasara neden olabilir . NASA taahhüdü, 2008 yılına kadar %90 hedefine doğru önemli ilerleme kaydeden bir dizi NEO arama çabasının finanse edilmesiyle sonuçlandı. Ancak 2009 yılında, yaklaşık 2 ila 3 kilometre çapında birkaç NEO keşfi (örn. 2009 CR 2 , 2009 HC ) 82 , 2009 KJ , 2009 MS ve 2009 OG ) hala tespit edilecek büyük nesneler olduğunu gösterdi.

Amerika Birleşik Devletleri Temsilcisi George E. Brown Jr. (D-CA), Air & Space Power Chronicles'da gezegen savunma projelerine desteğini dile getirirken , "Gelecekte bir gün çok önceden çok büyük bir asteroid keşfedersek, Kitlesel bir yok oluşa neden olacak kadar bir şey Dünya'ya çarpacak ve sonra o asteroidin gidişatını bize çarpmaması için değiştireceğiz, bu insanlık tarihinin en önemli başarılarından biri olacak."

Kongre Üyesi Brown'ın gezegen savunmasına uzun süredir devam eden bağlılığı nedeniyle, ABD Temsilciler Meclisi'nin bir yasa tasarısı olan HR 1022 onuruna seçildi: George E. Brown, Jr. Dünyaya Yakın Nesne Araştırma Yasası. "Belirli Dünya'ya yakın asteroitleri ve kuyruklu yıldızları tespit etmek, izlemek, kataloglamak ve karakterize etmek için bir Dünyaya Yakın Nesne Araştırma programı sağlamak için" bu yasa tasarısı Mart 2005'te Temsilci Dana Rohrabacher (R-CA) tarafından sunuldu. Sonunda , 22 Aralık 2005'te Kongre tarafından kabul edilen ve daha sonra Başkan tarafından imzalanan ve kısmen şunu belirten, 2005 NASA Yetkilendirme Yasası olan S.1281'e aktarıldı:

ABD Kongresi, Amerika Birleşik Devletleri'nin genel refahı ve güvenliğinin, NASA'nın benzersiz yetkinliğinin, potansiyel tehlikenin uyarısını ve azaltılmasını sağlamak için Dünya'ya yakın asteroitleri ve kuyruklu yıldızları tespit etmeye, izlemeye, kataloglamaya ve karakterize etmeye yönlendirilmesini gerektirdiğini ilan etti. Bu tür Dünya'ya yakın nesnelerin Dünya'ya NASA Yöneticisi, dünya çapında 140 metreye eşit veya daha büyük çapa sahip nesnelerin fiziksel özelliklerini tespit etmek, izlemek, kataloglamak ve karakterize etmek için bir Dünyaya Yakın Nesne Araştırma programı planlayacak, geliştirecek ve uygulayacaktır. Bu tür Dünya'ya yakın nesneler Dünya'ya. Bu Yasanın yürürlüğe girdiği tarihten itibaren 15 yıl içinde Dünya'ya yakın nesneler kataloğunun (Dünya'ya yakın nesnelerin istatistiksel olarak tahmin edilen popülasyonlarına dayalı olarak) %90 oranında tamamlanması Araştırma programının hedefi olacaktır. NASA Yöneticisi, bu Yasanın yürürlüğe girdiği tarihten en geç 1 yıl sonra aşağıdakileri sağlayan bir ilk raporu Kongre'ye iletecektir: (A) NASA'nın Anket programını yürütmek için kullanabileceği olası alternatiflerin bir analizi, zemin- teknik açıklamaları ile tabanlı ve uzay tabanlı alternatifler. (B) Önerilen seçeneğe göre Anket programını yürütmek için önerilen bir seçenek ve önerilen bütçe. (C) NASA'nın bir nesneyi Dünya ile olası bir çarpışma rotasında yönlendirmek için kullanabileceği olası alternatiflerin analizi.

Bu direktifin sonucu, Mart 2007'nin başlarında Kongre'ye sunulan bir rapor oldu. Bu, NASA'nın Program Analizi ve Değerlendirme (PA&E) ofisi tarafından yürütülen ve dışarıdan danışmanlar, Aerospace Corporation, NASA Langley Research tarafından yürütülen bir Alternatifler Analizi (AoA) çalışmasıydı. Center (LaRC) ve SAIC (diğerlerinin yanı sıra).

Ayrıca bkz . Etki tahminini iyileştirme .

Devam eden projeler

Çeşitli projeler tarafından tespit edilen NEO sayısı.
NEOWISE  – Aralık 2013'te başlayan ilk dört yıllık veriler (animasyonlu; 20 Nisan 2018)

Massachusetts, Cambridge'deki Küçük Gezegen Merkezi , 1947'den beri asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların yörüngelerini kataloglamaktadır. Yakın zamanda , çoğu (2007 başlarından itibaren) NASA tarafından finanse edilen, Dünya'ya yakın nesnelerin (NEO) yerini belirleme konusunda uzmanlaşmış anketlere katıldı. Spaceguard programının bir parçası olarak Yakın Dünya Nesnesi program ofisi. En iyi bilinenlerden biri 1996'da başlayan LINEAR'dır. 2004 yılına gelindiğinde LINEAR her yıl on binlerce nesne keşfediyordu ve tüm yeni asteroit tespitlerinin %65'ini oluşturuyordu. LINEAR, New Mexico merkezli iki adet bir metrelik teleskop ve bir yarım metrelik teleskop kullanır.

Catalina Gökyüzü Araştırması ( CSS), Amerika Birleşik Devletleri'nde Tucson, Arizona yakınlarında bulunan Steward Gözlemevi'nin Catalina İstasyonunda yürütülmektedir. İki teleskop, Lemmon Dağı'nın zirvesinde 1,5 metrelik (60 inç) bir f/2 teleskop ve Bigelow Dağı yakınında (her ikisi de Tucson, Arizona'da ) 68 cm (27 inç) f/1.7 Schmidt teleskop kullanır. alan). 2005'te CSS, o zamandan beri her yıl keşfedilen toplam NEO ve potansiyel olarak tehlikeli asteroit sayısında Lincoln Near-Earth Asteroid Research'ü (LINEAR) geride bırakan en üretken NEO araştırması oldu. CSS 2005'te 310, 2006'da 396, 2007'de 466 ve 2008'de 564 NEO keşfetti.

Arizona'daki Kitt Peak Gözlemevi'ne yerleştirilmiş 90 santimetrelik bir teleskop kullanan ve gökyüzünde davetsiz misafirleri aramak için otomatik işaretleme, görüntüleme ve analiz ekipmanı ile güncellenen Spacewatch, 1980 yılında Tom Gehrels ve Lunar'dan Robert S. McMillan tarafından kuruldu . ve Tucson'daki Arizona Üniversitesi Gezegen Laboratuvarı'dır ve şu anda McMillan tarafından işletilmektedir. Spacewatch projesi, NEO'ları avlamak için yine Kitt Peak'te bulunan 1.8 metrelik bir teleskop satın aldı ve eski 90 santimetrelik teleskopa çok daha yüksek çözünürlüklü gelişmiş bir elektronik görüntüleme sistemi sağladı ve arama kabiliyetini geliştirdi.

Diğer Dünya'ya yakın nesne izleme programları arasında Yakın Dünya Asteroid Takibi (NEAT), Lowell Gözlemevi Dünyaya Yakın Nesne Arama (LONEOS), Campo Imperatore Yakın Dünya Nesne Anketi (CINEOS), Japon Uzay Muhafızları Derneği ve Asiago-DLR Asteroid Anketi bulunur. . Pan-STARRS , 2010 yılında teleskop yapımını tamamladı ve şu anda aktif olarak gözlemliyor.

Şu anda faaliyette olan Asteroid Karasal Etki Son Uyarı Sistemi , asteroit yörüngesinin çarpışma uzantısında daha sonraki aşamaları tespit etmek amacıyla sık sık gökyüzü taramaları gerçekleştirir. Bunlar saptırma için çok geç olurdu, ama yine de etkilenen Dünya bölgesinin tahliyesi ve hazırlanması için zamanında.

Avrupa Birliği tarafından desteklenen bir diğer proje ise , bir NEO'nun Dünya ile çarpışmasını önlemek için gerçekçi seçenekleri analiz eden NEOShield. Amaçları, uygulanabilir NEO azaltma kavramları için test görevi tasarımları sağlamaktır. Proje özellikle iki yönü vurgulamaktadır.

  1. Birincisi, asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların yakın çevresinde rehberlik, navigasyon ve kontrol (GNC) için gerekli olan temel teknikler ve araçlar üzerinde teknolojik gelişmeye odaklanmaktır. Bu, örneğin, bu tür cisimlere yüksek hızlı kinetik çarpma tertibatlı bir uzay aracı ile vurulmasına ve örneğin yörünge belirleme ve izleme için bir azaltma girişiminden önce, sırasında ve sonrasında gözlemlenmesine izin verecektir.
  2. İkincisi, Yakın Dünya Nesnesi (NEO) karakterizasyonunu iyileştirmeye odaklanır. Ayrıca, NEOShield-2, NEO'ların astronomik gözlemlerini gerçekleştirecek, fiziksel özelliklerinin anlaşılmasını geliştirecek, azaltma amaçları için en çok endişe duyulan daha küçük boyutlara odaklanacak ve fiziksel karakterizasyon ve NEO sapma gösterimi için misyonlar için uygun diğer nesneleri tanımlayacaktır.

" Spaceguard ", bazıları ABD Kongresi'nin 2008 yılına kadar 1 km çapındaki Dünya'ya yakın asteroitlerin % 90'ını tespit etme gereksinimini karşılamak için NASA fonu alan bu gevşek bağlantılı programların adıdır. Bir takip programı üzerine 2003 NASA çalışması 2028 yılına kadar 140 metre ve daha büyük tüm Dünya'ya yakın asteroitlerin %90'ını tespit etmek için 250-450 milyon ABD Doları harcamayı öneriyor.

NEODyS , bilinen NEO'ların çevrimiçi bir veritabanıdır.

Nöbetçi görevi

B612 Vakfı , merkezi Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan ve Dünya'yı asteroit saldırılarından korumaya adanmış, kar amacı gütmeyen özel bir vakıftır . Ağırlıklı olarak Bilim adamları, eski astronotlar ve Gelişmiş Araştırma Enstitüsü , Güneybatı Araştırma Enstitüsü , Stanford Üniversitesi , NASA ve uzay endüstrisinden mühendisler tarafından yönetiliyor .

Bir sivil toplum kuruluşu olarak, bir gün Dünya'ya çarpabilecek NEO'ları tespit etmeye ve bu tür çarpışmalardan kaçınmak için yollarını değiştirecek teknolojik araçları bulmaya yardımcı olmak için iki satır ilgili araştırma yürütmüştür. Vakfın amacı , 2017-2018'de piyasaya sürülecek olan özel olarak finanse edilen bir asteroit bulan uzay teleskopu olan Sentinel'i tasarlamak ve inşa etmekti. Ancak proje 2015'te iptal edildi. Sentinel'in kızılötesi teleskopu Venüs'ünkine benzer bir yörüngeye park edilmiş olsaydı, çapı 140 metreden (460 ft) büyük olanların %90'ını kataloglayarak tehdit eden NEO'ların belirlenmesine yardımcı olurdu. daha küçük Güneş Sistemi nesnelerini incelemek gibi.

Sentinel tarafından toplanan veriler, NASA ve Minor Planet Center gibi akademik kurumlar da dahil olmak üzere bilimsel veri paylaşım ağlarına iletilerek, Dünya ile çarpışma riski oluşturan asteroitlerin ve diğer NEO'ların belirlenmesine yardımcı olabilirdi. Vakıf ayrıca , yörüngelerini Dünya'dan uzaklaştırmak için yerçekimi traktörleri kullanarak potansiyel olarak tehlikeli NEO'ların asteroid sapmasını önermektedir; bu, organizasyonun CEO'su, fizikçi ve eski NASA astronotu Ed Lu tarafından ortaklaşa icat edilen bir kavramdır .

olası projeler

Orbit@home , arama stratejisini optimize etmek için dağıtılmış bilgi işlem kaynakları sağlamayı amaçlamaktadır. 16 Şubat 2013 tarihinde, hibe fonu yetersizliği nedeniyle proje durdurulmuştur. Bununla birlikte, 23 Temmuz 2013'te, yörünge@home projesi NASA'nın Yakın Dünya Nesne Gözlem programı tarafından finanse edilmek üzere seçildi ve 2014'ün başlarında faaliyetlerine yeniden başlayacaktı. 13 Temmuz 2018 itibariyle, proje web sitesine göre çevrimdışı.

Şu anda yapım aşamasında olan Büyük Sinoptik Tarama Teleskobu'nun 2020'lerin başlarından itibaren kapsamlı, yüksek çözünürlüklü bir araştırma yapması bekleniyor.

Uzaydan algılama

8 Kasım 2007'de, Bilim ve Teknoloji Ev Komitesi'nin Uzay ve Havacılık Alt Komitesi , NASA'nın Yakın Dünya Nesnesi araştırma programının durumunu incelemek için bir oturum düzenledi. Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Gezgini'ni kullanma olasılığı NASA yetkilileri tarafından önerildi.

WISE, gökyüzünü kızılötesi bantta çok yüksek bir hassasiyetle inceledi. Güneş radyasyonunu emen asteroitler, kızılötesi bant aracılığıyla gözlemlenebilir. Bilim hedeflerini gerçekleştirmenin yanı sıra NEO'ları tespit etmek için kullanıldı. WISE'nin bir yıllık görev içinde 400 NEO'yu (ilgilenen tahmini NEO popülasyonunun yaklaşık yüzde ikisi) tespit edebileceği tahmin edilmektedir.

Yakın Dünya Nesne Gözetleme Uydusu NEOSSat , Kanada Uzay Ajansı (CSA) tarafından Şubat 2013'te uzayda NEO'ları avlayacak bir mikro uydudur. Ayrıca , WISE misyonunun bir uzantısı olan Yakın Dünya Nesnesi WISE (NEOWISE) , Dünya yörüngesine yakın asteroitler ve kuyruklu yıldızları avlamak için Eylül 2013'te (ikinci görev uzantısında) başladı .

Derin etki

Nature dergisinin 26 Mart 2009 sayısında yayınlanan araştırma, bilim adamlarının uzaydaki bir asteroidi Dünya atmosferine girmeden önce nasıl tanımladıklarını, bilgisayarların Güneş Sistemi'ndeki menşe alanını belirlemesini ve varış zamanını tahmin etmesini sağladığını anlatıyor. ve parçalanmış hayatta kalan parçalarının Dünya üzerindeki konumu. 2008 TC 3 olarak adlandırılan dört metre çapındaki asteroit, başlangıçta otomatik Catalina Sky Survey teleskopu tarafından 6 Ekim 2008'de görüldü. Hesaplamalar, keşiften 19 saat sonra ve Kuzey Sudan'ın Nubian Çölü'nde etkileyeceğini doğru bir şekilde öngördü .

2004'te geçici olarak 2029 yılı için yaklaşık %3'lük bir etki olasılığına sahip olan 99942 Apophis (önceden 2004 MN 4 olarak biliniyordu ) gibi bir dizi potansiyel tehdit belirlendi . Ek gözlemler bu olasılığı sıfıra indirdi. .

Etki olasılığı hesaplama modeli

Asteroit çarpma olasılığı neden genellikle önce yükselir, sonra düşer?

Sağdaki diyagramdaki elipsler, en yakın Dünya yaklaşımında örnek bir asteroitin tahmini konumunu gösterir. İlk başta, yalnızca birkaç asteroit gözlemiyle, hata elipsi çok büyüktür ve Dünya'yı içerir. Daha fazla gözlem, hata elipsini küçültür, ancak yine de Dünya'yı içerir. Bu, Dünya artık hata bölgesinin daha büyük bir bölümünü kapsadığından, tahmin edilen çarpma olasılığını yükseltir. Son olarak, daha fazla gözlem (genellikle radar gözlemleri veya arşiv görüntülerinde aynı asteroitin daha önce görülmesinin keşfi), elipsi küçülterek Dünya'nın hata bölgesinin dışında olduğunu ve çarpma olasılığının sıfıra yakın olduğunu ortaya çıkarır.

Aslında Dünya'ya çarpma yolunda olan asteroitler için tahmin edilen çarpma olasılığı, daha fazla gözlem yapıldıkça artmaya devam ediyor. Bu benzer model, yalnızca Dünya'ya yaklaşacak olan asteroitler ile gerçekten çarpacak olanlar arasında ayrım yapmayı zorlaştırıyor. Bu da, daha fazla kesinlik kazanmak zaman aldığından alarmın ne zaman yükseltileceğine karar vermeyi zorlaştırır, bu da öngörülen bir etkiye tepki vermek için mevcut süreyi azaltır. Bununla birlikte, alarmı çok erken yükseltmek, asteroit gerçekten Dünya'yı ıskalarsa, yanlış bir alarma neden olma ve Kurt Ağlayan Çocuk etkisi yaratma tehlikesine sahiptir.

Çarpışmadan kaçınma stratejileri

Çeşitli çarpışmadan kaçınma teknikleri, genel performans, maliyet, arıza riskleri, operasyonlar ve teknoloji hazırlığı gibi ölçütlere göre farklı ödünleşimlere sahiptir. Bir asteroit/kuyruklu yıldızın seyrini değiştirmek için çeşitli yöntemler vardır. Bunlar, azaltma türü (sapma veya parçalanma), enerji kaynağı (kinetik, elektromanyetik, yerçekimi, güneş/termal veya nükleer) ve yaklaşma stratejisi gibi çeşitli nitelik türleri ile ayırt edilebilir.durdurma, buluşma veya uzak istasyon).

Stratejiler iki temel gruba ayrılır: Parçalanma vegecikme. Parçalanma, çarpma tertibatını parçalayarak ve parçaları Dünya'yı kaçıracak veya atmosferde yanacak kadar küçük olacak şekilde dağıtarak zararsız hale getirmeye odaklanır. Gecikme, hem Dünya'nın hem de çarpma tertibatının yörüngede olduğu gerçeğinden yararlanır. Her ikisi de aynı anda uzayda aynı noktaya ulaştığında veya daha doğru bir şekilde Dünya yüzeyindeki bir nokta çarpma tertibatı geldiğinde çarpma tertibatının yörüngesiyle kesiştiğinde bir çarpma meydana gelir. Dünya yaklaşık 12.750 km çapında olduğundan ve yaklaşık olarak hareket ettiğinden. Yörüngesinde saniyede 30 km, yaklaşık 425 saniyede veya yedi dakikanın biraz üzerinde bir gezegen çapında bir mesafe kat eder. Çarpma tertibatının varışını bu büyüklükteki zamanlarla geciktirmek veya ilerletmek, çarpmanın tam geometrisine bağlı olarak, Dünya'yı ıskalamasına neden olabilir.

Çarpışmadan kaçınma stratejileri, doğrudan veya dolaylı olarak ve enerjiyi nesneye ne kadar hızlı aktardıkları konusunda da görülebilir. Nükleer patlayıcılar veya kinetik çarpma tertibatları gibi doğrudan yöntemler, bolidin yolunu hızla keser. Doğrudan yöntemler, genellikle zaman ve para açısından daha az maliyetli oldukları için tercih edilir. Etkileri anında olabilir, bu nedenle değerli zamandan tasarruf sağlar. Bu yöntemler, kısa süreli ve uzun süreli tehditler için işe yarar ve en çok doğrudan itilebilen katı nesnelere karşı etkilidir, ancak kinetik çarpma tertibatları durumunda, gevşek bir şekilde toplanmış büyük moloz yığınlarına karşı çok etkili değildirler. Yerçekimi traktörleri , roket takma veya toplu sürücüler gibi dolaylı yöntemler çok daha yavaştır. Nesneye seyahat etmeyi, uzay buluşması için rotayı 180 dereceye kadar değiştirmeyi ve ardından asteroitin yolunu Dünya'yı kaçıracak kadar değiştirmek için çok daha fazla zaman ayırmayı gerektiriyorlar.

Birçok NEO'nun yalnızca yerçekimi tarafından gevşek bir şekilde bir arada tutulan "uçan moloz yığınları " olduğu düşünülür ve tipik bir uzay aracı boyutundaki kinetik çarpmalı sapma girişimi, rotasını yeterince ayarlamadan nesneyi parçalayabilir veya parçalayabilir. Bir asteroit parçalara ayrılırsa, 35 metreden daha büyük herhangi bir parça atmosferde yanmaz ve kendisi Dünya'yı etkileyebilir. Böyle bir patlamadan kaynaklanabilecek binlerce saçma sapan parçayı takip etmek çok göz korkutucu bir iş olacaktır, ancak parçalama hiçbir şey yapmamaktan ve bir atış ve balmumu sümüğüne benzeyen orijinal olarak daha büyük olan moloz gövdesinin çarpmasına izin vermekten daha tercih edilir. Dünya.

2011-2012 yıllarında yürütülen, enerji iletim hızının ve miktarının yeterince yüksek olduğu ve moloz yığınının boyutuyla eşleştiği, örneğin uyarlanmış bir nükleer patlamanın ardından, Cielo simülasyonlarında, sonuçlar, darbeden sonra oluşturulan herhangi bir asteroit parçasının olduğunu göstermiştir. enerjinin teslim edilmesi, yeniden birleşme tehdidi oluşturmaz (asteroit Itokawa şeklindeki olanlar dahil ), bunun yerine ana gövdelerinden hızla kaçış hızına ulaşır (bu, Itokawa için yaklaşık 0,2 m/s'dir) ve bu nedenle hareket eder. bir dünya etkisi yörüngesinden.

Nükleer patlayıcı cihaz

1952'deki Ivy Mike testinde kullanıldığı gibi, kısmi helyum basıncıyla doldurulmuş önceki borulara benzer şekilde , 1954 Castle Bravo testi de daha iyi tanımlamak ve Bu erken termonükleer cihazlar tarafından üretilen x-ışınlarının ve nötronların zamanlamasını ve enerjilerini ölçmek. Bu teşhis çalışmasının sonuçlarından biri, enerjik x-ışını ve nötronların yaklaşık 2.3 km uzunluğundaki bir vakum hattı boyunca taşınmasının bu grafik tasviri ile sonuçlandı, bunun üzerine "istasyon 1200" blok evinde katı maddeyi ısıttı ve böylece ikincil bir enerji üretti. ateş topu.

Tehdit edici bir gök cismi yüzeyinin üzerinde , üzerinde veya biraz altında nükleer patlayıcı bir cihaz başlatmak , nesnenin bileşimine ve boyutuna bağlı olarak optimal patlama yüksekliği ile potansiyel bir sapma seçeneğidir. Bir darbe tehdidini azaltmak için tüm NEO'nun buharlaştırılmasını gerektirmez. Bir "moloz yığınından " gelen bir tehdit olması durumunda, uzaklık veya yüzey konfigürasyonunun üzerindeki patlama yüksekliği, moloz yığınının olası kırılmasını önlemek için bir araç olarak ortaya konmuştur. Patlama tarafından salınan ve maddeye kayda değer ölçüde nüfuz etmeyen enerjik nötronlar ve yumuşak X-ışınları , nesnenin yüzey maddesiyle karşılaştıklarında termal ısıya dönüştürülür, nesnenin tüm görüş hattına maruz kalan yüzey alanlarını sığ bir derinliğe kadar ablatif olarak buharlaştırır , dönerek ejecta olarak ısıttığı yüzey malzemesi ve bir kimyasal roket motoru egzozundan çıkan ejektaya benzer şekilde , hızı değiştirerek veya "dürterek", Newton'un üçüncü yasasını izleyerek , ejecta'nın bir yöne gittiği ve reaksiyonla nesnenin rotasından saptığı nesne diğerinde itilir. Patlayıcı cihazın enerjisine bağlı olarak , asteroitin buharlaşmış kütle fırlatmasının yüksek hızının yarattığı roket egzoz etkisi, nesnenin kütlesindeki küçük azalma ile birleştiğinde, nesnenin yörüngesinde ıskalamaya yetecek kadar bir değişiklik üretecektir. Dünya.

Acil Müdahale için bir Hiper Hız Asteroidi Azaltma Misyonu (HAMMER) önerildi.

Stand-off yaklaşımı

Nesne çok büyükse ancak hala gevşek bir şekilde bir arada tutulan bir moloz yığınıysa, bir çözüm, asteroitin yanında 20 metre (66 ft) veya daha yüksek bir mesafede bir veya bir dizi nükleer patlayıcı cihazı patlatmaktır. gevşek bir şekilde bir arada tutulan nesneyi kırmamak için yüzeyinin üzerinde. Bilgisayar simülasyonlarına ve termal X-ışınına maruz kalan meteorlardan elde edilen deneysel kanıtlara göre, bu uzak durma stratejisinin yeterince önceden yapılmış olması koşuluyla, yeterli sayıda nükleer patlamadan gelen kuvvet, nesnenin yörüngesini bir darbeyi önlemek için yeterince değiştirecektir. Z-makinesinin darbeleri .

1967'de, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Paul Sandorff'un altındaki lisansüstü öğrencileri , 1.4 kilometre genişliğindeki (0.87 mi) asteroit 1566 Icarus'un Dünya üzerinde 18 aylık varsayımsal bir uzak etkiyi önlemek için bir yöntem tasarlamakla görevlendirildi . Dünya'ya düzenli olarak, bazen 16 ay mesafesi kadar yakın yaklaşmalar yapar . Görevi zaman çerçevesi içinde ve asteroidin bileşimi hakkında sınırlı malzeme bilgisi ile başarmak için değişken bir stand-off sistemi tasarlandı. Bu, durdurma kurslarına gönderilen bir dizi modifiye Satürn V roketini ve 100 megaton enerji aralığında bir avuç nükleer patlayıcı cihazın yaratılmasını kullanabilirdi - tesadüfen, Sovyetlerin Çar Bomba'sının maksimum verimi ile aynı olurdu. bir uranyum kurcalaması kullanılmış olsaydı - her roket aracının yükü olarak . Tasarım çalışması daha sonra 1979 yapımı Meteor filmi için ilham kaynağı olan Project Icarus olarak yayınlandı .

2007 yılında yürütülen bir NASA sapma alternatifleri analizi şunları belirtti:

Nükleer ayrık patlamaların, bu çalışmada analiz edilen nükleer olmayan alternatiflerden 10-100 kat daha etkili olduğu değerlendirilmektedir. Nükleer patlayıcıların yüzey veya yüzey altı kullanımını içeren diğer teknikler daha verimli olabilir, ancak hedef NEO'yu kırma riskini artırırlar. Ayrıca daha yüksek geliştirme ve operasyon riskleri taşırlar.

Aynı yıl, NASA (yaklaşık 300 metre veya 1.000 fit çapında) asteroid Apophis'in çok daha düşük bir moloz yığın yoğunluğuna (1.500 kg/m3 veya 100 lb/cu ft) sahip olduğu ve dolayısıyla şu anda sahip olduğu bilinenden daha düşük kütle ve çalışmada, 2029 yılı için Dünya ile bir çarpışma yörüngesi üzerinde olduğu varsayılıyor. Bu varsayımsal koşullar altında, rapor, bir "Beşik uzay aracının" saptırmak için yeterli olacağını belirliyor. Dünya etkisinden. Bu kavramsal uzay aracı , her biri maksimum 1.2 megaton verim için ayarlanmış , 2020'lerde bir Ares V aracı tarafından bir araya getirilmiş ve çatıya yerleştirilmiş altı B83 fizik paketi içeriyor ve her bir B83 , asteroidin yüzeyinde 100 metre yükseklikte patlatmak için kaynaştırılıyor. veya 330 fit ("nesne çapının 1/3'ü"), birbiri ardına, her patlama arasında bir saatlik aralıklarla. Bu çalışmanın sonuçları, bu seçeneğin tek bir kullanımının "[100-500 metre veya 330-1.640 fit çapında] NEO'ları çarpmadan iki yıl önce ve daha büyük NEO'ları en az beş yıl uyarı ile saptırabileceğini" göstermiştir. Bu etkinlik rakamları, yazarları tarafından "muhafazakar" olarak kabul edilir ve hesaplama kolaylığı açısından nötron ısıtması ihmal edilirken, yalnızca B83 cihazlarının termal X-ışını çıktısı dikkate alınır.

Yüzey ve yeraltı kullanımı

Bu erken Asteroid Yönlendirme Misyonu sanatçısının izlenimi, güçlü bir kinetik etki yaratmanın aracı olarak , genellikle önerilen küçük uzay aracı parçalarını değil, nispeten daha küçük gök cisimlerini yakalayarak ve bunları kullanarak büyük bir tehdit edici gök cisminin yörüngesini değiştirmenin başka bir yöntemini düşündürüyor. veya alternatif olarak, 253 Mathilde gibi bazı düşük yoğunluklu asteroitler , çarpma enerjisini dağıtabileceğinden, daha güçlü, daha hızlı hareket eden bir yerçekimi traktörü .

2011 yılında, Iowa Eyalet Üniversitesi'ndeki Asteroid Saptırma Araştırma Merkezi müdürü Dr. Bong Wie (daha önce kinetik çarpma tertibatı saptırma çalışmaları yayınlamıştı), 50 ila 500 metre çapındaki (200 metre) çaplarla başa çıkabilecek stratejileri araştırmaya başladı. –1,600 ft) nesneler, Dünya'ya çarpma süresi bir yıldan az olduğunda. Gerekli enerjiyi sağlamanın, nükleer bir patlamanın veya aynı gücü sağlayabilecek başka bir olayın, bu zaman kısıtlamaları içinde çok büyük bir asteroide karşı çalışabilecek tek yöntem olduğu sonucuna vardı.

Bu çalışma, ilk kraterde takip eden bir yeraltı nükleer patlaması için bir başlangıç ​​krateri oluşturmak üzere bir kinetik çarpma tertibatını birleştiren kavramsal bir Hiper Hızlı Asteroid Önleme Aracının (HAIV) yaratılmasıyla sonuçlandı. patlamada açığa çıkan nükleer enerjinin asteroide itme enerjisine dönüştürülmesi.

Benzer bir öneri, ilk krateri oluşturmak için kinetik çarpma tertibatı yerine yüzey patlatmalı bir nükleer cihaz kullanacak ve ardından krateri, sonraki nükleer patlamaları yönlendirmek için bir roket nozulu olarak kullanacaktır.

2014 NASA Yenilikçi Gelişmiş Kavramlar (NIAC) konferansında, Wie ve meslektaşları, "asteroit çarpma tehdidini herhangi bir uyarı aralığıyla hafifletebilmek için temel konseptimizi kullanarak çözüme sahibiz" dedi. Örneğin, bilgisayar modellerine göre, 30 günlük bir uyarı süresiyle, 300 metre genişliğindeki (1.000 ft) bir asteroit, tek bir HAIV kullanılarak nötralize edilir ve yok edilen nesnenin kütlesinin %0,1'inden daha azı potansiyel olarak Dünya'ya çarpar. , ki bu karşılaştırma kabul edilebilirden daha fazla olurdu.

2015 itibariyle Wie, nihayetinde nükleer olmayan bir HAIV uzay aracını gezegen sigortası olarak tasarlamak, inşa etmek ve depolamak için yeterli fonu kitle kaynaklı olarak sağlamayı amaçlayan Danimarka Acil Asteroid Savunma Projesi (EADP) ile işbirliği yaptı. Nükleer olmayan HAIV yaklaşımıyla etkili bir şekilde saptırılamayacak kadar büyük ve/veya Dünya etkisine çok yakın tehdit eden asteroitler için, nükleer patlayıcı cihazların (uzaklaşma stratejisi için kullanılanlardan %5 patlayıcı verimi ile) olması amaçlanmıştır. Bunu gerektiren koşullar ortaya çıktığında, uluslararası gözetim altında değiştirilir.

Kuyruklu yıldız sapma olasılığı

"Kim bilir, bir kuyruklu yıldız onu yok etmek için bu küreye yaklaştığında... insanlar buharla temellerinden kayaları parçalamayacaklar ve devlerin söylediği gibi alevli kütleye karşı dağları fırlatmayacaklar mı?"
Lord Byron

1994 Shoemaker-Levy 9 Jüpiter kuyruklu yıldızı çarpmasının ardından Edward Teller , Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda (LLNL) 1995 yılında düzenlenen bir gezegen savunma atölyesinde , ABD ve Rus eski Soğuk Savaş silah tasarımcılarından oluşan bir topluluğa, tasarım için işbirliği yapmalarını önerdi. bir kilometre çapında (0.62 mil) bir asteroidin kinetik enerjisine eşdeğer olacak bir gigatonluk nükleer patlayıcı cihaz . Teorik bir gigatonluk cihaz, Energia roketinde kaldırılabilecek kadar hafif, yaklaşık 25-30 ton ağırlığında olacaktı . Bir kilometrelik (0.62 mil) bir asteroidi anında buharlaştırmak, ELE sınıfı asteroitlerin (10 kilometreden büyük veya 6,2 mil çapında) yollarını birkaç ay içinde kısa sürede yönlendirmek için kullanılabilir. Bir yıllık ihbar süresi ve Jüpiter'den daha yakın olmayan bir durdurma konumunda , Kuiper kuşağından çıkıp iki yıl içinde Dünya yörüngesinden geçebilen daha da nadir kısa dönemli kuyruklu yıldızlarla da ilgilenebilir . Maksimum tahmini çapı 100 kilometre (62 mil) olan bu sınıftaki kuyruklu yıldızlar için, Chiron varsayımsal bir tehdit görevi gördü.

2013 yılında, ABD ve Rusya'nın ilgili Ulusal Laboratuvarları , asteroitlerden savunma konusunda işbirliği yapma niyetini içeren bir anlaşma imzaladı.

Mevcut yetenek

Nisan 2014 tarihli bir GAO raporu, NNSA'nın hazır alt meclisleri (CSA'lar—nükleer ikincil aşamalar) belirsiz bir durumda tuttuğunu ve bunların üst düzey bir hükümet tarafından yeryüzündeki asteroitlere karşı gezegen savunmasında kullanımlarının değerlendirilmesini beklediğini belirtiyor." FY2015 bütçe talebinde, NNSA, dokuz megatonluk B53 bileşeninin sökülmesinin "gecikmiş" olduğunu ve bazı gözlemcilerin, potansiyel gezegen savunma amaçları için tutulan savaş başlığı CSA'ları olabileceği sonucuna varmalarına yol açtığını belirtti.

Kinetik etki

2005 yılında sekize beş kilometrelik (5x3 mil) kuyruklu yıldız Tempel 1 ile Derin Darbe çarpışması . Darbe parlaması ve ortaya çıkan ejecta açıkça görülebilir. Çarpma tertibatı, çarpma üzerine 19 gigajoule (4,8 ton TNT eşdeğeri ) verdi. Kuyruklu yıldızın yörünge hareketinde tahmini 0,0001 mm/s (0,014 inç/sa) hız değişikliği oluşturdu ve günberi mesafesini 10 m (33 ft) azalttı. Çarpmanın ardından bir gazete, kuyruklu yıldızın yörüngesinin 10 cm (3,9 inç) değiştiğini bildirdi."

Bir uzay aracı veya hatta Dünya'ya yakın başka bir nesne gibi büyük bir nesnenin etkisi, bekleyen bir NEO etkisine başka bir olası çözümdür. Dünya'ya yakın yüksek kütleye sahip bir nesne, asteroid ile çarpışma rotasına gönderilebilir ve rotadan sapabilir.

Asteroit hala Dünya'dan uzaktayken, asteroidi saptırmanın bir yolu, bir uzay aracını asteroitle çarpışarak momentumunu doğrudan değiştirmektir.

2007 yılında yürütülen bir NASA sapma alternatifleri analizi şunları belirtti:

Nükleer olmayan kinetik çarpma cihazları en olgun yaklaşımdır ve özellikle tek bir küçük, katı gövdeden oluşan NEO'lar için bazı sapma/azaltma senaryolarında kullanılabilir.

DART tarafından ve tamamen farklı bir amaç için (bir kuyruklu yıldızın yapısının ve kompozisyonunun analizi) NASA'nın Deep Impact uzay sondası tarafından uygulanan bu sapma yöntemi, yakın Dünya nesnesine karşı bir uzay aracının fırlatılmasını içeriyor . Asteroidin hızı, momentumun korunumu yasası nedeniyle değiştirilir :

M 1 x V 1 + M 2 x V 2 = (M 1 + M 2 ) x V 3

uzay aracının M1 kütlesi , gök cisminin M2 kütlesi, uzay aracının V1 hızı , çarpmadan sonra gök cisminin V2 hızı, uzay aracının ve gök cisminin ilgili kütlesi M1 ve M2 ile. Hızlar burada vektörlerdir .

Avrupa Birliği'nin NEOShield-2 Misyonu da öncelikle Kinetik Etki azaltma yöntemini inceliyor. Kinetik çarpma tertibatı azaltma yönteminin ilkesi, bir çarpma tertibatı uzay aracından gelen bir çarpmanın ardından NEO veya Asteroid'in saptırılmasıdır. Çarpma cihazı NEO'ya 10 km/s (36.000 km/sa; 22.000 mph) veya daha yüksek bir hızla çarptığından, momentum aktarımı ilkesi kullanılır. Çarpma tertibatının momentumu NEO'ya aktarılır, bu da hızda bir değişikliğe neden olur ve dolayısıyla rotasından biraz sapmasına neden olur.

2021 ortalarından itibaren, değiştirilmiş AIDA görevi onaylanmıştır. NASA Çift Asteroid Yönlendirme Testi ( DART ) kinetik çarpmalı uzay aracı Kasım 2021'de fırlatıldı. Amaç, Dünya'ya yakın asteroit 65803 Didymos'un 180 metrelik (590 ft) küçük gezegen uydusu Dimorphos'u (takma ad Didymoon ) etkilemekti . Etki, Eylül 2022'de Didymos'un Dünya'ya nispeten yakın olduğu ve Dünya tabanlı teleskopların ve gezegen radarlarının olayı gözlemlemesine izin verdiği zaman meydana geldi. Çarpmanın sonucu, Dimorphos'un yörünge hızını ve dolayısıyla yörünge periyodunu, Dünya'dan ölçülebilecek kadar büyük bir miktarda değiştirmek olacaktır. Bu, ilk kez, 200 metrelik (660 ft) küçük bir asteroidin yörüngesini, gelecekte aktif azaltma gerektirebilecek boyutta değiştirmenin mümkün olduğunu gösterecektir. AIDA görevinin ikinci kısmı olan ESA HERA uzay aracı, Ekim 2019'da ESA üye ülkeleri tarafından onaylandı. 2027'de Didymos sistemine ulaşacak ve hem Dimorphos'un kütlesini hem de bu cisim üzerindeki etkinin kesin etkisini ölçecek, AIDA misyonunun diğer hedeflere çok daha iyi tahmin edilmesini sağlar.

Asteroit yerçekimi traktörü

Asteroid Yönlendirme Görevi aracı, tehlikeli boyutta bir asteroid üzerinde " yerçekimi traktörü " gezegen savunma tekniğini göstermek için tasarlandı. Yerçekimi-traktör yöntemi, asteroide bir kuvvet vermek için uzay aracının kütlesinden yararlanır ve asteroidin yörüngesini yavaşça değiştirir.

Patlayıcı sapmaya bir başka alternatif, asteroidi zaman içinde yavaşça hareket ettirmektir. Bir cismi rotasından yeterince saptırmak için küçük ama sabit bir miktarda itme birikir. Edward T. Lu ve Stanley G. Love , asteroidi yerçekimsel olarak tehdit edici olmayan bir yörüngeye çekmek için bir asteroidin üzerinde gezinen devasa bir insansız uzay aracı kullanmayı önerdiler. Her iki nesne de yerçekimsel olarak birbirine doğru çekilse de, uzay aracı, örneğin bir iyon iticisi ile asteroide yönelik kuvvete karşı koyabilir , bu nedenle net etki, asteroidin uzay aracına doğru hızlandırılması ve dolayısıyla yörüngesinden hafifçe sapması olacaktır. Yavaş olsa da, bu yöntem asteroitin bileşimi veya dönüş hızından bağımsız olarak çalışma avantajına sahiptir; moloz yığınlı asteroitlerin nükleer patlamalar yoluyla yönünü değiştirmek zor olurken, hızlı dönen bir asteroit üzerine bir itme cihazı monte etmek zor veya verimsiz olacaktır. Bir yerçekimi traktörünün etkili olabilmesi için muhtemelen asteroitin yanında birkaç yıl geçirmesi gerekecekti.

2007 yılında yürütülen bir NASA sapma alternatifleri analizi şunları belirtti:

"Yavaş itme" azaltma teknikleri en pahalıdır, en düşük teknik hazırlık düzeyine sahiptir ve uzun yıllar ila on yıllar arasında görev süreleri mümkün olmadıkça, tehdit edici bir NEO'ya seyahat etme ve onları yönlendirme yetenekleri sınırlı olacaktır.

İyon ışını çoban

Bir başka "temassız" asteroit saptırma tekniği, Madrid Teknik Üniversitesi'nden C. Bombardelli ve J. Peláez tarafından önerildi . Yöntem, yakındaki bir uçan uzay aracından asteroite işaret eden düşük sapmalı bir iyon iticisinin kullanımını içerir. Asteroid yüzeyine ulaşan iyonlar tarafından iletilen momentum, asteroidi yerçekimi traktörüne benzer şekilde ancak daha hafif bir uzay aracıyla saptırabilen yavaş ama sürekli bir kuvvet üretir.

Odaklanmış güneş enerjisi

IV Nemchinov ile HJ Melosh , malzemenin buharlaşmasından kaynaklanan itme kuvveti yaratmak için güneş enerjisini yüzeyine odaklayarak bir asteroit veya kuyruklu yıldızı saptırmayı önerdi . Bu yöntem ilk önce güneş fırınlarında kullanılanlara benzer büyük toplama, içbükey aynalardan oluşan bir sisteme sahip bir uzay istasyonunun inşasını gerektirecektir .

Yüksek konsantrasyonlu güneş ışığı ile yörünge azaltma, uzun süreli uyarı süresi olmadan küresel tehdit oluşturan bir vücut için bile bir yıl içinde önceden belirlenmiş sapmaya ulaşmak için ölçeklenebilir.

Böyle bir hızlandırılmış strateji, potansiyel bir tehlikenin geç tespit edilmesi durumunda ve ayrıca, gerekirse, bazı ek eylemler için olanak sağlamada güncel hale gelebilir. Konvansiyonel içbükey reflektörler, aynalı yüzeyin önünde yer alan dev bir gölgeli uzay hedefi durumunda, yüksek konsantrasyonlu geometriye pratik olarak uygulanamaz. Bu öncelikle , optik eksen Güneş ile aynı hizada olmadığında optik sapma nedeniyle aynaların odak noktalarının hedef üzerindeki çarpıcı yayılmasından kaynaklanmaktadır . Öte yandan, herhangi bir toplayıcının hedefe boyutundan çok daha büyük bir mesafede konumlandırılması, güneş ışınlarının doğal olarak farklılaşması nedeniyle gerekli konsantrasyon seviyesini (ve dolayısıyla sıcaklığı) sağlamaz. Bu tür temel kısıtlamalar, bir veya daha fazla gölgelenmemiş ileri yansıtmalı toplayıcının asteroidi ile ilgili herhangi bir yerde kaçınılmaz olarak vardır. Ayrıca, Cassegrain teleskoplarında bulunanlara benzer ikincil aynaların kullanılması durumunda, birincil aynadan kısmen konsantre güneş ışığı nedeniyle ısı hasarına eğilimli olacaktır.

Yukarıdaki kısıtlamaları ortadan kaldırmak için VP Vasylyev, aynalı bir toplayıcının alternatif bir tasarımını - halka dizili yoğunlaştırıcıyı uygulamayı önerdi. Bu tip toplayıcı, hedef tarafından toplayıcının gölgelenmesini önleyen ve dışarı atılan kalıntılarla kaplanması riskini en aza indiren odak alanının alt tarafında mercek benzeri bir konuma sahiptir. Güneş ışığı konsantrasyonu ~ 5 × 103 kez sağlandığında, 4-5 MW/m 2 civarında bir yüzey ışıması ~ 10 3 N itme etkisine yol açar . Odak noktasının altında dönen asteroit yüzeyinin yoğun ablasyonu , kaçan gaz akışının jet benzeri bir akışa dönüşmesine katkıda bulunabilecek derin bir "kanyon". Bu, 0,5 km'lik bir asteroidi birkaç ay içinde saptırmak ve ilave uyarı süresi olmaksızın, yalnızca halka dizili toplayıcı boyutu ~ 0,5 asteroit çapı kullanılarak yeterli olabilir. 1.3-2.2 km'lik daha büyük NEO'ların böyle hızlı bir şekilde sapması için, gerekli kolektör boyutları hedef çapla karşılaştırılabilir. Daha uzun bir uyarı süresi durumunda, gerekli kollektör boyutu önemli ölçüde azaltılabilir.

Yenilikçi bir halka dizili güneş kollektörü kullanarak sanatçının asteroit sapma izlenimi.

Toplu sürücü

Bir kütle sürücüsü , uzaya malzeme fırlatmak için asteroit üzerinde (otomatik) bir sistemdir, böylece nesneye yavaş ve sabit bir itme sağlar ve kütlesini azaltır. Bir kütle sürücüsü, genel olarak çok fazla itici gaz kullanan, ancak çok az güç kullanan çok düşük özgül bir dürtü sistemi olarak çalışmak üzere tasarlanmıştır .

Buradaki fikir, itici olarak yerel malzeme kullanıldığında, itici gaz miktarının sınırlı olması muhtemel olan güç miktarı kadar önemli olmadığıdır.

Geleneksel roket motoru

Herhangi bir uzay aracı tahrik cihazı takmak, muhtemelen asteroidi onu Dünya'dan uzaklaştıracak bir yörüngeye zorlamak gibi bir itme sağlamak gibi benzer bir etkiye sahip olacaktır. 106 N·s'lik bir itki verebilen (Örneğin, 1000 kg'lık bir araca 1 km/s ekleyerek) bir uzay roketi motoru, kabaca kütlesi olan nispeten küçük bir asteroit üzerinde nispeten küçük bir etkiye sahip olacaktır. bir milyon kat daha fazla. Chapman, Durda ve Gold'un teknik incelemesi, asteroite gönderilen mevcut kimyasal roketleri kullanarak sapmaları hesaplıyor.

Bu tür doğrudan kuvvet roket motorlarının, tipik olarak, iyon iticileri veya VASIMR gibi yüksek verimli elektrikle çalışan uzay aracı tahrikini kullanması önerilmektedir .

Asteroit lazer ablasyonu

Bir nükleer cihazın etkilerine benzer şekilde, bir asteroidin yüzeyine yeterli lazer enerjisini odaklamanın, flaş buharlaşmasına / ablasyona neden olacak şekilde, asteroid kütlesini yok etmesinin ya da yok etmesinin mümkün olduğu düşünülmektedir. Asteroit lazer ablasyonu olarak adlandırılan bu kavram, 1995 SpaceCast 2020 beyaz belgesi "Gezegen Savunmasına Hazırlık" ve 1996 Hava Kuvvetleri 2025 beyaz belgesi "Gezegen Savunması: Dünya Gezegeni için Felaket Sağlık Sigortası"nda dile getirilmiştir. İlk yayınlar arasında 1996'dan CR Phipps "ORION" konsepti, Albay Jonathan W. Campbell'in 2000 yılı monografisi "Using Lasers in Space: Laser Orbital Debris Removal and Asteroid Deflection" ve NASA'nın 2005 konsepti Comet Asteroid Protection System (CAPS) yer alıyor. Tipik olarak, bu tür sistemler, Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi Uydusundan elde edilebilecek kadar önemli miktarda güç gerektirir .

Başka bir öneri de Phillip Lubin'in DE-STAR önerisi:

  • Santa Barbara'daki California Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından önerilen DE-STAR projesi, güneş enerjisiyle çalışan 1 µm, kızılötesi dalga boyuna yakın , lazer dizisi konseptli bir modülerdir. Tasarım, dizinin sonunda yaklaşık 1 km kare boyutunda olmasını gerektiriyor ve modüler tasarım, artışlarla başlatılabileceği ve uzayda birleştirilebileceği anlamına geliyor. Küçük bir dizi olarak ilk aşamalarında daha küçük hedeflerle başa çıkabilir, güneş yelkenli sondalarına yardımcı olabilir ve ayrıca uzay enkazını temizlemede de faydalı olabilir .

Diğer teklifler

NASA'nın bir güneş yelkeni çalışması . Yelken 0,5 kilometre (0,31 mil) genişliğinde olacaktır.
  • Asteroidi güneş yelkeni gibi alüminize PET film gibi yansıtıcı plastik bir tabakaya sarmak
  • Artan yansıyan radyasyon basıncı yoluyla yörüngesini değiştirmek için nesneyi titanyum dioksit (beyaz) veya Yarkovsky etkisi yoluyla yörüngesini değiştirmek için kurum (siyah) ile "boyamak" veya tozlamak .
  • Gezegen bilimcisi Eugene Shoemaker 1996'da, nesnenin yolunda bir buhar bulutu bırakarak potansiyel bir çarpma tertibatını saptırmayı önerdi ve umarım yavaşça yavaşlatır. 1990'da Nick Szabo benzer bir fikir, "kuyruklu yıldız aerobraking", bir kuyruklu yıldızın veya bir asteroitteki buz yapısının hedeflenmesi ve ardından asteroit yolunda geçici bir atmosfer oluşturmak için buzu nükleer patlayıcılarla buharlaştırma fikrini çizdi.
  • Tutarlı kazıcı dizisi, asteroid toprak kütlesini uyumlu bir fıskiye dizisi olarak kazabilen ve çıkarabilen birden fazla 1 tonluk düz traktörler, koordineli çeşme aktivitesi yıllar içinde ilerleyebilir ve sapabilir.
  • Kütle merkezini değiştirerek yörüngesini değiştirmek için asteroide bir ip ve balast kütlesi takmak.
  • Yörünge yolunda geniş bir tel bobini dağıtarak yüksek oranda meteorik demir içeren nesneleri manyetik olarak frenlemek ve/veya yakalamak için manyetik akı sıkıştırması ve içinden geçtiğinde Endüktans , üretilecek bir elektromıknatıs solenoidi oluşturur.

Saptırma teknolojisi endişeleri

Carl Sagan , Soluk Mavi Nokta adlı kitabında , sapma teknolojisiyle ilgili endişelerini dile getirerek, çarpma tertibatlarını Dünya'dan uzaklaştırabilen herhangi bir yöntemin, tehdit oluşturmayan cisimleri gezegene yönlendirmek için de kötüye kullanılabileceğini belirtti. Soykırımcı siyasi liderlerin tarihini ve bu tür herhangi bir projenin gerçek hedeflerini bilimsel katılımcılarının çoğuna bürokratik olarak gizleme olasılığını göz önünde bulundurarak, Dünya'yı doğal olandan daha insan yapımı bir etkiden daha büyük bir risk altında değerlendirdi. Bunun yerine Sagan, sapma teknolojisinin yalnızca gerçek bir acil durumda geliştirilmesini önerdi.

Tüm düşük enerji dağıtım saptırma teknolojileri, doğal olarak hassas kontrol ve yönlendirme yeteneğine sahiptir, bu da, belirli bir Dünya hedefine yalnızca yakın bir yaklaşım için orijinal olarak hedeflenen bir asteroidi yönlendirmek için doğru miktarda enerji eklemeyi mümkün kılar .

Eski NASA astronotu Rusty Schweickart'a göre, yerçekimi traktörü yöntemi tartışmalı çünkü bir asteroidin yörüngesini değiştirme sürecinde, Dünya'da çarpma ihtimalinin en yüksek olduğu nokta farklı ülkeler arasında yavaşça kaydırılacaktı. Böylece, tüm gezegen için tehdit, bazı belirli devletlerin güvenliği pahasına en aza indirilecektir. Schweickart'a göre, asteroidin "sürüklenmesi" yolunu seçmek zor bir diplomatik karar olacaktır.

Nükleer sapmanın içerdiği belirsizliğin analizi, gezegeni koruma yeteneğinin gezegeni hedef alma yeteneği anlamına gelmediğini gösteriyor. Bir asteroidin hızını 10 metre/saniye (artı veya eksi %20) değiştiren bir nükleer patlama, onu Dünya'yı etkileyen bir yörüngeden dışarı itmek için yeterli olacaktır. Bununla birlikte, hız değişiminin belirsizliği yüzde birkaçtan fazla olsaydı, asteroidi belirli bir hedefe yönlendirme şansı olmazdı.

Gezegensel savunma zaman çizelgesi

1984 Stratejik Savunma Girişimi , bir hedefe ateş eden, lazer ablasyonu ile hedef nesnede bir momentum değişikliğine neden olan, genel bir uzay tabanlı Nükleer reaktör pompalı lazer veya hidrojen florür lazer uydusu konsepti . Arka planda önerilen Uzay İstasyonu Özgürlüğü (ISS) ile.
  • 1964 tarihli Islands in Space adlı kitaplarında Dandridge M. Cole ve Donald W. Cox, hem doğal olarak meydana gelen hem de düşmanca bir niyetle meydana gelebilecek olan gezegenimsi etkilerin tehlikelerine dikkat çekti. Küçük gezegenleri kataloglamayı ve gezegenleri iniş, saptırma ve hatta yakalama teknolojileri geliştirmeyi savundular.
  • 1967'de MIT'deki Havacılık ve Uzay Bilimleri bölümündeki öğrenciler, asteroit 1566 Icarus'un Dünya üzerinde varsayımsal bir etkisini önlemek için bir misyon olan "Project Icarus" adlı bir tasarım çalışması yaptılar. Tasarım projesi daha sonra MIT Press tarafından bir kitapta yayınlandı ve ilk kez asteroit etkisini halkın gözüne sokarak hatırı sayılır bir tanıtım aldı.
  • 1980'lerde NASA, Dünya gezegeninde geçmişteki saldırılara ilişkin kanıtları ve bunun mevcut uygarlık düzeyinde olma riskini inceledi. Bu, Güneş Sistemi'ndeki hem Dünya'nın yörüngesini geçen hem de çarparlarsa ciddi hasara neden olacak kadar büyük nesneleri haritalayan bir programa yol açtı.
  • 1990'larda ABD Kongresi, riskleri ve bunlarla ilgili yapılması gerekenleri değerlendirmek için oturumlar düzenledi. Bu, NASA ve USAF tarafından yönetilen Spaceguard ve Dünya'ya yakın nesne programı gibi programlar için yıllık 3 milyon ABD doları tutarında bir bütçeye yol açtı .
  • 2005'te bir dizi astronot , Uzay Kaşifleri Derneği aracılığıyla, Dünya'yı kozmik bir çarpışma riskinden korumak için stratejiler geliştirmek için birleşik bir baskı çağrısında bulunan bir açık mektup yayınladı.
  • Şu anda (2007 sonundan itibaren), Dünya'nın yörüngesini geçebilecek ve endişe uyandıracak kadar büyük (140 metre veya daha büyük) yaklaşık 20.000 nesne olduğu tahmin edilmektedir. Önleyici tedbirler alınmadığı takdirde, ortalama olarak bunlardan biri her 5.000 yılda bir Dünya ile çarpışacaktır. 2008 yılına kadar çapı 1 km ve üzeri olan nesnelerin %90'ının tespit edilip izleneceği öngörülmüştür. 140 m veya daha büyük tüm bu tür nesneleri belirleme ve izleme görevinin 2020 civarında tamamlanması bekleniyordu. Nisan 2018'e kadar, gökbilimciler en az 460 fit (140 metre) genişliğinde 8.000'den fazla Dünya'ya yakın asteroit tespit ettiler ve Tahminen yaklaşık 17.000 bu tür Dünya'ya yakın asteroit tespit edilmedi. 2019'a kadar, keşfedilen tüm boyutlarda Dünya'ya yakın asteroitlerin sayısı 19.000'den fazlaydı. Her hafta ortalama 30 yeni keşif ekleniyor.
  • Catalina Gökyüzü Anketi (CSS), NASA'nın 1998 ABD Kongresi'nin 2008 yılı sonuna kadar, 1'den büyük tüm Dünya'ya yakın nesnelerin (NEO'lar) en az yüzde 90'ını bulma ve kataloglama yetkisini yürütmek için finanse edilen dört anketinden biridir . kilometre boyunca. CSS, 2005 ile 2007 yılları arasında 1150'den fazla NEO keşfetti. Bu anketi yaparken, 20 Kasım 2007'de, başlangıçta 30 Ocak 2008'de Mars'a çarpma şansı olduğu tahmin edilen, 2007 WD 5 olarak adlandırılan bir asteroid keşfettiler, ancak daha fazlası Takip eden haftalarda yapılan gözlemler, NASA'nın bir etkiyi ekarte etmesine izin verdi. NASA, 26.000 kilometre (16.000 mil) bir ramak kala tahmin etti.
  • Ocak 2012'de, 2012 BX34 nesnesinin yakınından geçtikten sonra , Rusya, Almanya, Amerika Birleşik Devletleri, Fransa, İngiltere ve İspanya'dan araştırmacılar tarafından "Dünyaya Yakın Nesne Etkisi Tehdit Azaltmasına Küresel Bir Yaklaşım" başlıklı bir makale yayınlandı. "NEOShield" projesini tartışan .
  • Ocak 2022'de, NASA tarafından finanse edilen Asteroid Karasal Etki Son Uyarı Sistemi (ATLAS) - Hawaii Üniversitesi (UH) Astronomi Enstitüsü (IfA) tarafından ajansın Gezegensel Savunması için işletilen son teknoloji bir asteroid algılama sistemi Koordinasyon Ofisi (PDCO)—Dünya için gelecekte bir darbe tehlikesi oluşturabilecek Dünya'ya yakın nesneler (NEO'lar) için tüm karanlık gökyüzünü her 24 saatte bir arayaabilen ilk anket olarak yeni bir dönüm noktasına ulaştı. Şu anda dört teleskoptan oluşan ATLAS, Haleakala ve Hawai'deki Maunaloa'daki mevcut iki kuzey yarımküre teleskopundan güney yarımküreye erişimini Güney Afrika ve Şili'deki iki ek gözlemevini içerecek şekilde genişletti.

Ayrıca bakınız

Kaynaklar

Kamu malı Bu makale  , Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi belgesinden kamu malı materyali içermektedir : Linda Herridge. "NASA, SpaceX DART'ı Başlat: İlk Gezegensel Savunma Test Misyonu" . Erişim tarihi: 24 Ağustos 2022 .

Referanslar

alıntılar

Genel kaynakça

daha fazla okuma

Genel

Dış bağlantılar