Strategie vychýlení asteroidů

Tyto strategie vodicí asteroidy jsou způsoby, kterými Neos mohly být zneužity, aby se zabránilo kolizi s Zemi . Oběžná dráha těchto asteroidů nebo komet - také označovaná jejich anglickou zkratkou NEO ( Near-Earth object ) - má tu zvláštnost, že prořezává Zemi nebo se k ní blíží velmi blízko. Pravidelně někteří z nich zasáhli naši planetu. Pokud nejmenší z těchto předmětů nezpůsobí žádné poškození, mohou ty, jejichž velikost přesahuje několik desítek metrů, způsobit mnoho obětí, ale jejich frekvence je velmi nízká. Za průměrem jednoho kilometru může mít dopad globální dopady. Od konce 90. let 20. století tuto hrozbu zohledňují některé vládní organizace, zejména NASA, a byly vyvinuty strategie, jak zabránit katastrofě. První spočívá v důkladné identifikaci a charakterizaci oběžné dráhy nejnebezpečnějších NEO. Aby se zabránilo nárazu, je nutné odchýlit se od jejich trajektorie. Bylo identifikováno několik metod, které je třeba otestovat: nárazové těleso, gravitační traktor, modifikace Yarkovského efektu atd. NASA vyvíjí misi DART, která by měla umožnit posoudit účinek dopadu na malý asteroid. To má být spuštěno v roce 2021.

Definice

Dostatečně masivní Nárazové , asteroid nebo kometa, mohl, pokud narazí na naší planetě, protože gigantické tsunami nebo zvýšit obrovské množství prachu v ovzduší, blokujících sluneční paprsky a způsobují umělý zimu. Existuje 65 milionů let, kolize mezi Zemí a objektem o průměru asi 10 km by měla za následek vyhynutí křídy .

Teoreticky je pravděpodobnost takové události nízká, ale nedávné události, jako například kolize komety Shoemaker - Levy 9 s Jupiterem nebo hrozba asteroidů blízkých Zemi (99942) Apophis (najednou klasifikovány na úrovni 4 na Torino měřítko ), přitahuje pozornost vědců - a veřejnosti - na hrozbu. Technologický pokrok umožňuje představit si určité možnosti obrany.

Obrana proti nárazovým tělesům

Bylo navrženo několik metod, které zabrání tomu, aby se objekt blízký Zemi dotkl Země. Obvykle to zahrnuje nepatrnou úpravu oběžné dráhy objektu blízkého Zemi aplikací tahu na nebeské těleso. Pokud je tlak přesný, měl by být aplikován, když je tělo na svém aphelionu ( vrcholu ). Můžete také zvolit slabší, ale nepřetržitý tah. Čím více očekáváme korekci trajektorie, tím méně to musí být důležité.

Hlavní studované metody jsou následující:

První metoda vychylování, kterou již kosmická sonda Deep Impact NASA implementovala pro úplně jiný účel , spočívá ve startu kosmické lodi proti zařízení Země blízko Země. Tuto metodu musí vyzkoušet DART americké kosmické agentury, která musí v roce 2021 upravit trajektorii asteroidu (65803) Didymos . V okamžiku nárazu se rychlost asteroidu mění podle zákona zachování hybnosti :

M 1 x V 1 + M 2 x V 2 = (M 1 + M 2 ) x V 3
s hmotností M 1 kosmické lodi, hmotností M 2 komety, rychlostí V 1 kosmické lodi, rychlostí V 3 komety po dopadu, M 1 a M 2 hmotností kosmické lodi a komety. Rychlosti jsou vektory.

Metoda popularizovaná kinem ( Armageddon ) spočívá ve způsobení jaderného výbuchu určeného k fragmentaci asteroidu. Toto řešení je technicky proveditelné, ale má velké nevýhody. Jeho účinky jsou nekontrolovatelné a jeho účinnost je ještě třeba prokázat. Toto by bylo řešení, které je třeba považovat za poslední možnost.
Účinnější metodou by byla detonace jaderného náboje na povrchu nebo v krátké vzdálenosti od NEO, aby se na něj přenesl impuls bez jeho fragmentace. Tato technika přináší dva problémy: na jedné straně je nutné uspět v řízení vektoru generovaného impulzu a na druhé straně může výbuch jaderného náboje vyvolat politické problémy. Toto je řešení, které je třeba zvážit, když je výpovědní doba velmi krátká.
Gravitační traktor je metoda, která využívá vzájemné gravitační tažení mezi zařízením blízkým Zemi a kosmickou lodí. Ten udržuje pomocí elektrického pohonu konstantní vzdálenost od NEO. Svou hmotou vyvíjí na asteroid velmi lehkou sílu, která v průběhu času dostatečně modifikuje oběžnou dráhu. 20tunová kosmická loď by touto metodou mohla dostatečně odklonit asteroid 200 metrů tím, že by zůstala rok blízko ní, za předpokladu, že tato operace bude provedena 20 let před očekávaným dopadem.
Použití Yarkovského efektu , což je síla produkovaná mezerou mezi solární absorpcí a radiační tepelnou emisí. Tuto sílu, která trvale přispívá k utváření oběžné dráhy stroje blízkého Zemi, lze upravit například vložením clony mezi Sluncem a asteroidem nebo úpravou albeda druhého (například nanesením černého nebo bílého povlaku na jeho povrch). Intenzita této síly je velmi slabá, ale v průběhu času může umožnit dosažení požadované odchylky.
Další metoda by spočívala v instalaci pohonného systému na malý asteroid, který by upravil jeho trajektorii a zasáhl zařízení ohrožující Zemi blízko Země. Implementace této metody je však složitá a její účinky nelze kontrolovat.
Průhyb výbuchu zahrnuje umístění kosmické lodi na krátkou vzdálenost od asteroidu a nasměrování iontového motoru směrem k povrchu asteroidu. Vysunuté ionty se odrážejí od povrchu asteroidu a vyvíjejí na něj tlak. Kosmická loď má další pohon namířený v opačném směru, aby neutralizoval pohyb vyvolaný prvním motorem. S iontovým motorem majícím specifický impuls 3000 sekund lze pomocí dvoutonové kosmické lodi dosáhnout vychýlení po jednom roce. Pokud má motor specifický impuls 10 000 sekund, lze hmotnost kosmické lodi snížit na polovinu.

Poznámky a odkazy

Émeline Ferard, „ Chtějí zničit asteroidy jadernou bombou jako v Armagedonu “ , na maxisciences.com ,21. listopadu 2012
(in) Claudio Bombardelli, Jesus Peláez a kol. , „ Ion Beam Shepherd pro Asteroid průhybu “ , Journal of vedení, řízení a dynamiky ,ledna 2011, str. 1-6 ( číst online )

Bibliografie

(en) Výbor pro přezkum průzkumů objektů blízkých Zemi a strategií pro zmírnění rizik Rada pro vesmírné studie, Obrana planety Země: Průzkumy objektů Země a strategií pro zmírnění rizik , NÁRODNÍ AKADEMIE TISK,2010, 152 s. ( ISBN 978-0-309-15721-6 , číst online ) - Velmi podrobná zpráva z roku 2010 vypracovaná Americkou akademií věd, která hodnotí rizika blízkých objektů Země a prostředky k jejich léčbě.
(en) NASA, Office of Science and Technology Policy, Federal Emergency Management Agency, ..., The National Near-Earth Object Preparedness Strategy and Action Plan (Strategy and Action Plan) , Maison Blanche,2018, 23 str. ( číst online ) - Strategický plán Spojených států v oblasti planetární obrany na příštích 10 let.
(en) Výbor pro vědu, vesmír a technologii (Sněmovna reprezentantů), Hrozby z vesmíru: Přezkum snah vlády USA o sledování a zmírnění asteroidů a meteorů (část I a část II) , Kongres USA,2013, 195 s. ( číst online ) - Slyšení na téma identifikace NEO hrozeb a provádění protiopatření.
(en) NASA, průzkum Země a analýza odchylek alternativ (zpráva Kongresu) , NASA,2007, 28 str. ( číst online ) - Zpráva připravená NASA pro americký kongres, která uvádí různé scénáře detekce objektů blízkých Zemi a metody umožňující jejich odklonění.

Související články

Potenciálně nebezpečný předmět (PHA)
Objekt blízký Zemi (NEO), potenciálně nebezpečný objekt (PHA), asteroid blízký Zemi
NEOWISE , NEOSM vesmírné mise věnovaná detekci NEOs
Catalina Sky Survey , Pan-STARRS , pozemní observatoře LSST věnované detekci NEO
Mise Don Quijote , AIDA , Hera , DART k otestování odklonu NEO
Scale of Turin , Palermo Scale Risk Assessment
Chicxulub ( křída ), kráter meteorů , Toungouska , Čeljabinsk blízko Země, které zasáhly Zemi
Seznam planetek blízkých Zemi
Impaktor , impaktní kráter , seznam impaktních kráterů na Zemi