Jedne asteroidy spalają się w atmosferze, inne uderzają w Ziemię. "To się dzieje obok nas, nie myślimy o tym". Grozi nam zagłada?

Historia naszej planety pokazuje, że wielokrotnie dochodziło do sytuacji, kiedy w Ziemię uderzały obiekty takie jak komety, meteoryty, planetoidy - przykładem jest Syberia. I nic nie stoi na przeszkodzie, aby historia się powtórzyła. Niewiele osób wie, że gdyby meteoryt, który spadł na Syberię (działo się to w 1908 roku), uderzył w miasto, zmiótłby je z powierzchni Ziemi. Z kolei w 2002 jedna z asteroid przeleciała w odległości 120 tys. km od naszego globu - w skali kosmosu to bardzo mała odległość wynosząca jedynie trzy obwody naszej planety. Jeśli spojrzeć na to wszystko z perspektywy istnienia Ziemi, to można pokusić się o stwierdzenie, że kończy się okres bezkolizyjny takich obiektów, jak asteroidy czy komety z naszą planetą. Brzmi strasznie i nieprawdopodobnie? Przecież to nic nadzwyczajnego.

Naukowcy opracowali plan wykrywania "niewidzialnych" ciał niebieskich, które potencjalnie mogą stwarzać zagrożenie dla Ziemi. Ci sami eksperci rozwiali doniesienia medialne, że asteroida nazwana 2002 NT7 (mówił o niej cały świat, a media tylko podkręcały atmosferę) była na kolizyjnej drodze z Ziemią. Badacze są świadomi, że przestrzeń kosmiczna stanowi prawdziwe zagrożenie, bowiem liczba asteroid bliskich Ziemi o średnicy większej niż 1 kilometr wynosi około 1200. - Do tej pory odkryto prawie połowę z nich - mówi Alan Harris z NASA dodając, że wiedza na temat mniejszych obiektów jest w zasadzie niewielka.

Tysiące obiektów w naszym Układzie Słonecznym

źródło: NASA/YT

- Gdyby było całkowicie bezpiecznie, to nikt by się tym nie zajmował. Oczywiście, że istnieje ryzyko uderzenia ciała niebieskiego w naszą planetę. Bywały takie zdarzenia w przeszłości, dlatego bada się tego typu obiekty. Każdy z nich jest identyfikowany i obliczana jest jego trajektoria nawet na setki lat do przodu. To bardzo ważne. Na tej podstawie wiadomo czy ten obiekt może się zbliżyć do Ziemi czy też nie. Obecnie mamy tysiące obiektów zbadanych. Niektóre z nich mogą zbliżać się do naszej planety, ale czy w nią uderzą? To jest celem obserwacji - wyjaśnia dr Marek Sendyk z Zielonej Góry.

Jeden do miliona. To jedno z najwyższych prawdopodobieństw, że coś może nam zagrozić. Obiekty teoretycznie nam zagrażające w odpowiedni sposób bada się.

- W tym celu została wysłana sonda do planetoidy Bennu, która porusza się po podobnej orbicie co Ziemia i teoretycznie mogłaby się zbliżyć do naszej planety - mówi nasz ekspert.

Badacze dokładają wszelkich starań, aby uchronić naszą planetę przed potencjalnym zagrożeniem. Przykładem tego jest tak zwany m.in. projekt "Spaceguard", który odnosi się do wielu wysiłków zmierzających do odkrycia i badania obiektów bliskich lądu (NEO), szczególnie tych, które mogą oddziaływać na Ziemię. Asteroidy odkrywane są przez teleskopy, które zajmują się badaniem dużych obszarów nieba. Niemałą rolę odgrywają również sondy poruszające się w przestrzeni kosmicznej. Niektóre obiekty są sklasyfikowane, jako te które w jakiś sposób nam zagrażają. Co do pozostałych te potencjalne zagrożenie jest wykluczane.

Czytaj również:

Misja w kierunku Bennu

O Bennu było głośno już kilka lat temu. Wówczas media zaczęły prześcigać się w udostępnianiu informacji odnośnie tego, że obiekt minie nas "o włos" lub jest duże ryzyko na zderzenie z Ziemią. Nie wszystko było prawdą. Dokładnie 8 września 2016 roku NASA podjęła się misji OSIRIS-REx, czyli wysłania bezzałogowej sondy kosmicznej do planetoidy Bennu. Misja ma zakończyć się w 2023 roku, ale już teraz wiemy, że będzie ona przedłużona. Jej celem było pobranie fragmentu gruntu. I tak 31 grudnia 2018 roku OSIRIS-REx wszedł na orbitę wokół Bennu w odległości około 1,75 km (1,09 mil), aby rozpocząć mapowanie obiektu i wybrać miejsce lądowania w celu pobrania próbek.

źródło: NASA/YT

Niecałe dwa lata później, 20 października 2020 roku, sonda pomyślnie wylądowała na planetoidzie. Już samo lądowanie i pobranie próbki rzuciły światło dzienne na to, jak zachowuje się powierzchnia obiektu i z czego może on zostać wykonany. Okazało się, że Bennu ma strukturę gruzową, a zatem zarówno ona jak i jej siły grawitacyjne są słabsze, niż sądzono.

Naukowcy wysnuli przy okazji teorię, zgodnie z którą wielkość cząstek wchodzących w skład regolitu zwiększa się wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru asteroidy. Miałoby to być spowodowane tym, że większe cząstki utrzymują mniejsze elementy dzięki silniejszej grawitacji na powierzchni. W kontekście Bennu naukowcy stwierdzili, że objętościowo warstwa podpowierzchniowa zawiera aż dwa razy tyle próżni, ile wynosi cała objętość tej asteroidy.

Zaskakująca struktura powierzchni Bennu

Źródło: NASA Goddart/YT

Obecnie zespół OSIRIS-REx przygotowuje statek do następnej fazy misji, czyli rejsu powrotnego na Ziemię. 7 kwietnia 2021 roku zakończył się ostatni przelot nad Bennu i sonda zaczęła oddalać się od asteroidy. 10 maja 2021 roku OSIRIS-REx oficjalnie opuścił powierzchnię Bennu i rozpoczął swoją dwuletnią podróż na Ziemię z próbką asteroidy.

Po Bennu przyjrzą się Apophis

25 kwietnia 2022 roku NASA potwierdziła, że ​​misja zostanie przedłużona. Po zrzuceniu próbki na Ziemię w 2023 roku zmieni nazwę na OSIRIS-APEX („APophis EXplorer”). Jak sugeruje nowa nazwa, jego kolejnym celem będzie asteroida (i potencjalnie niebezpieczny obiekt ) 99942 Apophis, która przeleci niezwykle blisko Ziemi 13 kwietnia 2029 roku. Jest to asteroida potencjalnie niebezpieczna o średnicy 370 metrów (ok. 130 mniejsza, niż Bennu). Obserwacje Apophisa rozpoczną się 8 kwietnia 2029 roku, a kilka dni później, 21 kwietnia, planowane jest spotkanie OSIRIS-APEX z asteroidą. Cała operacja będzie miała podobny charakter, jak w przypadku Bennu.

Odpowiedź jest banalna. Są to obiekty potencjalnie groźne, niebezpieczne. I już sam ten fakt wpływa na wyobraźnię i pozwala wysnuwać wnioski o potencjalnym zderzeniu z trzecią planetą od Słońca. Omówmy to na przykładzie Bennu, choć także Apophis jest planetoidą należąca do grupy Apolla oraz obiektów NEO (bliski Ziemi) i PHA (potencjalnie niebezpieczny). Bennu została odkryta 11 września 1999 roku w ramach programu LINEAR. Planetoida ta okrąża Słońce w ciągu 1 roku i 71 dni (Apophis - 17 lat, 16 dni) w średniej odległości 1,13 au. Ważną informacją jest to, że orbita jej całkowicie zawiera się wewnątrz orbity Marsa, ale w swoim ruchu orbitalnym Bennu przecina orbitę Ziemi. Jej prędkość wynosi ok. 27,77 km/s.

Czytaj również:

Jak wynika z badań włoskich astronomów Uniwersytetu w Pizie, asteroida Bennu na przestrzeni najbliższych 200 lat ma do Ziemi zbliżyć się aż osiem razy. Prawdopodobieństwo jej uderzenia w naszą planetę w przypadku wszystkich zbliżeń wynosi około 0,07 proc.

Jak pokazuje poniższy film, asteroida Bennu przecina tor orbitalny Ziemi bądź znajduje się bardzo blisko niego:

Bennu waży blisko 77 miliardów ton i ma 500 metrów średnicy (to więcej niż pięć boisk piłkarskich), jest 1664 razy cięższa od Titanica i okrąża Słońce z prędkością około 63 000 mil na godzinę (101 388 km/h). Co by się stało, gdyby najgorszy z możliwych scenariuszy się sprawdził, czyli planetoida uderzyłaby w Ziemię? Doszłoby do katastrofy.

Na podstawie dostępnych danych obserwacyjnych, Bennu ma 1 na 2700 szans na uderzenie w Ziemię 25 września 2135 (jest to data, kiedy obiekt ten będzie stosunkowo blisko Ziemi). Gdyby jednak to nastąpiło, wówczas szacuje się, że energia kinetyczna tego uderzenia mogłaby równać się 1200 megatonom (80 tysięcy razy większa od energii wytworzonej przez wybuch bomby w Hiroszimie).

Wyobraźcie sobie, że mierzące blisko pół kilometra ciało niebieskie uderzyłoby w Ziemię. Najwięcej ofiar wówczas pochłonęłaby fala uderzeniowa (60 proc.), która miażdżyłaby nasze organy wewnętrzne i porywała ludzi. Kolejnym zabójczym elementem stałoby się zjawisko fali termicznej (ok. 30 proc ofiar). Najmniejszą liczbę ofiar pochłonęłyby kratery oraz odłamki powstałe w wyniku wybuchu, a także wstrząsy sejsmiczne.

źródło: Mr Scientific/YT

Gdyby jednak asteroida Bennu uderzyła w ocean, wiązałoby się to ze zjawiskiem śmiercionośnego tsunami, które docierając do lądu, pochłonęłoby ok 80-70 proc. ofiar. Im większy rozmiar, tym większe skutki. O ile obiekt mierzący ok. 18 metrów średnicy najprawdopodobniej spali się w naszej atmosferze, o tyle w przypadku mierzącego 500 metrów kolosa może nie być tak optymistycznie.

Często przeprowadza się specjalistyczne symulacje, opracowuje plany, które mają na celu zmianę toru lotu danej planetoidy.

Jak powiedział Dante Lauretty z Planetary Science w Lunar and Planetary Laboratory na Uniwersytecie Arizony, uderzenie Bennu uwolniłoby o wiele więcej energii niż cała broń jądrowa, która została zdetonowana w historii planety. Według obliczeń energia wytworzona w momencie uderzenia Bennu w Ziemię wynosiłaby równowartość wybuchu nawet 1450 megaton trotylu. Dla porównania, bomby atomowe zdetonowane podczas II wojny światowej uwolniły energię wynoszącą 20 kiloton.

- Istnieje szansa, że niektóre obiekty zagrażające nam można w bezpieczny sposób "odsunąć", zmieniając kierunek ich lotu. Teoretycznie można przypiąć do nich silnik, czy odpalić na ich powierzchni bombę. Na tej podstawie istnieje szansa na zmianę ich trajektorii o kilka centymetrów na sekundę, co spowoduje, że minie się on z Ziemią o kilka tysięcy kilometrów - mówi dr Marek Sendyk.

Często przeprowadza się specjalistyczne symulacje, opracowuje plany, które mają na celu zmianę toru lotu danej planetoidy. Jeśli plan "A" nie wypali bierze się również pod uwagę plan "B" mówiący o użyciu ładunków jądrowych.

Bat na asteroidy

Naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory są częścią narodowego zespołu obrony planetarnej, który zaprojektował koncepcyjny statek kosmiczny, aby odeprzeć asteroidę zagrażającą Ziemi. Ich zadaniem jest też ocena, czy tego typu pojazd będzie w stanie zmienić tor lotu takiego obiektu, jak ważąca 77 miliardów ton Bennu. Jak to ma działać? W oparciu o koncepcję badaczy powstać miałby ważący 8,8 tony statek kosmiczny o konstrukcji modułowej, która umożliwiłaby mu działanie jako impaktor kinetyczny, czyli dużych rozmiarów sonda kosmiczna. Kiedy takie coś uderzyłoby w daną asteroidę z ogromną prędkością, przekazana siła powinna wystarczyć do zmiany orbity obiektu.

Przełomem uświadamiającym nas, że mamy wpływ na zagrożenie z komosu było to, co wydarzyło się 26 września 2022 roku. Doszło wówczas do zderzenia bezzałogowej sondy kosmicznej Double Asteroid Redirection Test (DART) z planetoidą Dimorphos. Kolizja była celowo zaplanowana przez NASA w ramach testowania zdolności naszej cywilizacji do obrony przed potencjalnym zagrożeniem ze strony planetoid. Plan zakładał, że gdyby groźna planetoida leciała w kierunku Ziemi, to być może udałoby się zmienić jej orbitę na tyle, żeby minęła naszą planetę, a nie uderzyła w nią wywołując katastrofalne skutki. Jednym z możliwych rozwiązań jest uderzenie kinetyczne w planetoidę. I właśnie taki test przeprowadzono, zderzając sondę DART z jedną z planetoid.

Aby zmienić tor ciała niebieskiego, trzeba przyłożyć do niego siłę. W programie DART nastąpiło uderzenie w kosmiczne ciało statkiem kosmicznym, który oddał swój pęd – podobnie jak bila uderzająca w inną bilę. Pojazd całkowicie rozbił się na planetoidzie, co oznacza, że praktycznie przekazał jej cały swój pęd. To zderzenie jest dość złożonym procesem, w którym następuje zniszczenie sondy, zniszczenie fragmentu powierzchni planetoidy i wyrzucenie jej fragmentów do tyłu w postaci pióropusza. Mimo to, z pewnością suma pędu planetoidy i sondy kosmicznej przed i po zderzeniu niemal nie zmienia się. Warto jednak podkreślić, że misja DART była pierwszym w historii skutecznym eksperymentem ukazującym możliwości obronne Ziemi.

Misja DART - test obronności Ziemi

Na skutek zderzenia sondy rozmiarów lodówki ze skałą o średnicy 160 metrów do którego doszło 11 mln km od naszej planety, Dimorphos spowolnił swój ruch wokół innej planetoidy (Didymos) nie o 10 jak zakładano, ale aż o 32 minuty. Misja ta niewątpliwie była sukcesem, jednak, aby ochronić Ziemię przed tego typu obiektami, zderzenie z zagrażającą nam planetoidą musi nastąpić kilka lat przed kolizją spodziewaną kolizją.

Ponadto w przyszłości NASA chce również przetestować inne opcje bezpieczeństwa, jak metoda "ciągnika grawitacyjnego". Chodzi tu o to, aby umieścić w pobliżu danego obiektu statek kosmiczny. Siła przyciągania i blikość pojazdu miałaby doprowadzić do odchylenia orbity.

Trudno jednak przewidzieć i wyśledzić wszystkie obiekty, jakie mogą nam zagrażać w przestrzeni kosmicznej. Przypomnijmy sobie zdarzenie z czerwca 2002 roku, kiedy asteroida 2002 NM, przeleciała w odległości blisko 120 tys. km od Ziemi (dystans między Ziemią a Księżycem wynosi 384 tys. km). Problem nie polegał jednak na bliskości, tylko na fakcie, że została ona wypatrzona przez astronomów dopiero po trzech dniach od tego incydentu. 2002 NM mierzyła wówczas długość boiska piłkarskiego, zaś ewentualna kolizja w ziemskiej atmosferze porównywalna byłaby do wybuchu kilkuset bomb nuklearnych.

Ziemia posiada naturalną tarczę w postaci atmosfery, która chroni nas przed takimi obiektami, jak planetoidy. Zdarzają się jednak sytuacje, gdy to nie wystarcza.

- Małe obiekty, takie jak ta planetoida, która spadła na Syberii są trudno wykrywalne, ale też mogą poczynić małe szkody. Te duże natomiast są łatwo zauważalne i łatwo przewidzieć ich tor. Bardziej niebezpieczne są komety, które przybywają prawie zawsze spoza naszego Układu Słonecznego i poruszają się z ogromnymi prędkościami. Takie obiekty trzeba badać - podreśka dr Marek Sendyk.

Katastrofa tunguska, bo o niej właśnie mowa datowana jest na 30 czerwca 1908 roku. W tajdze w środkowej Syberii nad rzeką Podkamienna Tunguzka, na północ od jeziora Bajkał na obszarach niezamieszkanych doszło wówczas do ogromnej eksplozji, która powaliła drzewa w odległości 40 km, widziana była w promieniu 650 km, słyszana w promieniu 1000 km, zaś niezwykle silny wstrząs zarejestrowały wówczas sejsmografy na całej Ziemi. Mało tego! Dzięki położeniu Słońca w czasie przesilenia letniego na skutek odbijania światła przez pył, będący efektem eksplozji, w wielu europejskich miastach zaobserwowano zjawisko tak zwanej „białej nocy”. Uderzenie było tak silne, że ówczesne rosyjskie magnetometry pokazywały w jego rejonie drugi biegun północny.

Szacuje się, że ciało niebieskie leciało wówczas z prędkością ok. 1,3 km/s z południowego wschodu w kierunku północno-zachodnim i eksplodowało w odległości 65 km na zachód ówczesnej faktorii Wanawara, na wysokości kilku kilometrów nad powierzchnią Ziemi (źródło: Wikipedia).

- Cały czas spadają na Ziemię odłamki. To co uderzyło w Księżyc podczas zaćmienia (21 stycznia 2019 podczas całkowitego zaćmienia meteoryt uderzył w Księżyc dop. red.) było stosunkowo niewielkim obiektem. Mimo to jego prędkość spowodowała, że choć na skutek uderzenia ta energia nie była duża, to zjawisko mimo wszystko dało się zauważyć. Ta planetoida, która spadła na Syberię tylko otarła się o naszą planetę. Gdyby spadła prostopadle na Ziemię i trafiła w miasto, to by miasta nie było - tłumaczy dr Sendyk.

Przypomnijmy sobie luty 2013 roku. Wówczas tzw. meteor czelabiński mierzący około 20 metrów średnicy, mający masę do 10 tys. ton, zaobserwowany został nad południowym Uralem około godziny 9.20 czasu lokalnego. Po wejściu w atmosferę Ziemi obiekt ten rozpadł się na wysokości blisko 30 kilometrów nad obwodem czelabińskim.

Na skutek tego powstała duża fala uderzeniowa, która spowodowała znaczne straty. Uszkodzonych zostało ponad 7500 budynków. Z obrażeniami zgłosiło się ponad 1,5 tys. osób.

Zobaczcie, co działo się tego dnia w Czelabińsku:

W tym samym dniu, 15 godzin później, w pobliżu Ziemi przeleciała planetoida 2012 DA14 (obecna nazwa to (367943) Duende) o średnicy około 50 metrów, która odkryto w 2012 roku. Kilkanaście minut różnicy wystarczyłoby, żeby ten obiekt uderzył w Ziemię. Byliśmy wówczas o kosmiczny włos od gigantycznej katastrofy.

Obiekt, którego przelot obserwowano jako meteor czelabiński był największym znanym obiektem kosmicznym, jaki zderzył się z Ziemią od czasu katastrofy tunguskiej w 1908.

Kończy nam się ten okres niekolizyjny ciała niebieskiego z naszą planetą.

W Ziemię kiedyś uderzyła potężna planetoida lub kometa, która spowodowała wyginięcie masy gatunków. Prawdopodobieństwo uderzenia w Ziemię obiektu, o którym nie mamy zielonego pojęcia jest niewielkie. Z drugiej jednak strony, kiedy spojrzymy na temat szerzej i odpowiemy na pytanie, jak często w historii naszej planety zdarzały się takie rzeczy, to można pokusić się o stwierdzenie, że statystycznie rzecz ujmując kończy nam się ten okres niekolizyjny ciała niebieskiego z naszą planetą. Pesymiści mówią, że można się spodziewać iż "lada chwila" coś się wydarzy...

dr Marek Sendyk: Jest grupa obiektów, których pojawienia się nie potrafimy przewidzieć.

To nie był jednorazowy przypadek, że 65 mln lat temu uderzył w nas obiekt, który przyczynił się do wyginięcia żyjących gatunków. Takie rzeczy zdarzały się wcześniej i później.

- Dlaczego kupujemy ubezpieczenia domu? Przecież w ciągu ostatnich dziesięciu lat w naszym mieszkaniu czy domu nie wydarzyła się żadna katastrofa, który zniszczyłaby nam mieszkanie i sprawiła, że musielibyśmy się wyprowadzić. Ale robimy to po to, aby taka sytuacja nas nie zaskoczyła i żebyśmy nie stracili wszystkiego, co mamy. A w przypadku takiej katastrofy niestety tak to się może skończyć. Jest grupa obiektów, których pojawienia się nie potrafimy przewidzieć i to właśnie te grupę naukowcy będą szczególnie obserwować - mówi popularyzator astronomii Karol Wójcicki.

Nie możemy mieć stuprocentowej pewności i czuć się całkowicie bezpiecznie nawet jeśli prawdopodobieństwo kolizji jakiegoś obiektu z Ziemią jest niewielkie. Choć naukowcy dokładają wszelkich starań, aby poprawić bezpieczeństwo, to przykład takich obiektów jak 2002 NT7 czy tego, co wydarzyło się na Syberii chcąc nie chcąc pobudza naszą wyobraźnię. Wówczas wizja niebezpieczeństwa rodem z filmów science-fiction może nabierać całkiem realnych wymiarów...

Odkryj tajemnice Lubuskiego: