مع مرور كويكب 2005 YU55 بالقرب من الأرض بالأمس ، فإن هذا بالقرب من التحليق بالقرب من الأرض جعل الكثير من الناس يتساءلون عما إذا كنا سنكون قادرين على تحويل كويكب كان متجهًا إلى تقاطع مع الأرض في مداره.
بالطبع ، مع استمرار الكوارث الطبيعية ، فإن ضربة كويكب على الأرض ستكون سيئة للغاية. حتى صخور الفضاء الصغيرة نسبيًا يمكن أن تمسح ملايين الناس من على وجه الكوكب ، وبالنسبة للكويكبات الكبيرة حقًا - مثل تلك التي تسببت في حدث Chicxulub قبل 65 مليون عام - فمن غير المرجح أن تنجو البشرية. ومع ذلك ، وعلى الرغم من الدمار الذي لحق بها ، فإن الكويكبات تقدم بصيص من الأمل. يمكن تفادي اصطدام كويكب ، بالنظر إلى أن لدينا الوقت للتعامل معها.
قال الدكتور ديفيد موريسون من برنامج الأجسام القريبة من الأرض (NEO) التابع لناسا في أبلغ عن قبل بضع سنوات من استطلاع Spaceguard الذي يبحث عن الأشياء القريبة المارة. 'لا يتوقع Spaceguard Survey العثور على أي كويكب كبير يهددنا بشكل مباشر. ومع ذلك ، إذا تم اكتشاف مثل هذه الصخرة في مسار تصادمي ، فإننا نتوقع أننا سنطبق التكنولوجيا المناسبة لحرفها قبل أن تصطدم. تأثيرات الكويكبات هي الخطر الطبيعي الوحيد الذي يمكننا ، من حيث المبدأ ، القضاء عليه بالكامل '.
هناك عدة طرق مختلفة لتغيير المسار المداري لكويكب ، ولكن ما هي أفضل طريقة للقيام بذلك؟
أولاً ، لنتحدث قليلاً عما نتعامل معه. جسم قريب من الأرض هو كويكب أو مذنب يدخل مداره في جوار الأرض - أي شيء يدور في نطاق 195 مليون كيلومتر (120 مليون ميل) من المنطقة المدارية للأرض. تسافر بعض الأجسام معنا منذ ملايين السنين ، وتنسج داخل وخارج مسارنا المداري. في النهاية ، سيكون أحد هذه الأجسام في المكان الخطأ في الوقت الخطأ وسيؤثر على الأرض.
يوضح هذا الرسم البياني كيف أدت البيانات من مستكشف مسح الأشعة تحت الحمراء واسع المجال التابع لناسا ، أو WISE ، إلى مراجعات في العدد التقديري للكويكبات القريبة من الأرض. الائتمان: NASA / JPL-Caltech
يدرك علماء الفلك في كل مكان المشكلة ، وهناك العديد من الاستطلاعات الجارية لاكتشاف وتصنيف جميع الكويكبات المحتملة التي تعبر الأرض ، مثل Spaceguard Survey ، التي تعمل على اكتشاف جميع الكويكبات القريبة من الأرض التي يزيد قطرها عن كيلومتر واحد. الصخور التي يزيد حجمها عن هذا الحجم لديها القدرة على إنهاء الحضارة كما نعرفها ، لذلك سيكون من الجيد معرفة ما إذا كان أي منها يسير في طريقنا.
لكن الأجسام التي يصل قطرها إلى 140 مترًا ستسبب أضرارًا إقليمية ، بل وحتى موت الملايين إذا ما أصاب أحدها مدينة كبيرة. هذه الصخور الأصغر لها أولوية أيضًا.
اعتبارًا من 3 نوفمبر 2011 ، تم اكتشاف 8421 جسمًا قريبًا من الأرض. حوالي 830 من هذه الأجسام القريبة من الأرض هي كويكبات يبلغ قطرها حوالي كيلومتر واحد أو أكبر. أيضًا ، تم تصنيف 1262 من هذه الأجسام القريبة من الأرض على أنها كويكبات يحتمل أن تكون خطرة لديها القدرة على الاقتراب من الأرض ، بحجم كبير بما يكفي لإحداث أضرار إقليمية كبيرة في حالة الاصطدام.
بالإضافة إلى ذلك ، النتائج الأخيرة من مستكشف الأشعة تحت الحمراء واسع المجال التابع لناسا ، أو مركبة الفضاء WISE - والتي ساعدت مع المسوح الأخرى في العثور على حوالي 90 في المائة من أكبر الكويكبات القريبة من الأرض - يقدر علماء الفلك الآن أن هناك ما يقرب من 19500 كويكب متوسط الحجم بالقرب من الأرض هناك ، مما يعني أن غالبية هذه الكويكبات متوسطة الحجم لا تزال قيد الاكتشاف. هذه كائنات يتراوح عرضها بين 100 و 1000 متر (330 و 3300 قدم).
يعمل علماء الفلك على إنشاء قائمة شاملة بكل صخرة فضائية خطرة. ماذا لو كان هناك كويكب عليه اسمنا؟ ما هو الإجراء الذي يمكننا اتخاذه للوصول إليه وتدميره ، أو على الأقل تغيير مساره بعيدًا عن الاصطدام بالأرض؟
نحن لا نتحدث عن سيناريو هرمجدون أو ديب إمباكت هنا ؛ لا توجد طريقة لوقف كويكب سيؤثر علينا في غضون بضعة أشهر فقط - لا نعرف كيف ولا نملك التكنولوجيا. لكن لنفترض أن لدينا تحذيرًا لبضعة عقود.
كيف يمكن أن نوقفه؟
مسبار ناسا Deep Impact يضرب معبد المذنب 1 (ناسا)
تحدث رائد فضاء أبولو السابق رستي شويكارت مع الكون اليوم عدة مرات ، وأكد أن التكنولوجيا اللازمة لتحويل الكويكب موجودة اليوم. وقال: 'هذا يعني أننا لسنا مضطرين للدخول في برنامج تطوير تكنولوجي كبير من أجل تشتيت انتباه معظم الكويكبات التي قد تشكل تهديدًا بالتأثير'. 'ومع ذلك ، لم يتم وضع هذه التكنولوجيا معًا في تصميم نظام ، ولم يتم التحقق منها أو اختبارها أو إثبات أنها يمكن أن تؤدي في الواقع إلى انحراف كويكب. لذلك ، نحن بحاجة إلى اختبار كل شيء - اختبار التسلسل ذاته الذي سنستخدمه لحملة انحراف. '
أفضل طريقة لاختباره هي أن تقوم ناسا ، أو ربما مجموعة من وكالات الفضاء ، بتنفيذ مهمة فعلية لاختبار النظام بأكمله.
قال شويكارت: 'ليس مع كويكب يهدد اصطدامه ، ولكن مع كويكب يهتم فقط بشؤونه الخاصة ، وستتاح لنا الفرصة لإظهار أنه يمكننا تغيير مداره قليلاً بطريقة محكومة'.
وصف شويكارت نوعين من 'حملات الانحراف' لكويكب مهدد: أالتأثير الحركيمن شأنه أن 'يدفع' الكويكب تقريبًا إلى مدار مختلف (نسخة أكبر مما حدث مع مركبة الفضاء ديب إمباكت) وجرار الجاذبية أو القاطرة الفضائيةسوف يسحب الكويكب ببطء لتقليص مسار التغيير الناتج بدقة باستخدام أي شيء أكثر من الجاذبية بين الجسمين. تشكل هاتان الطريقتان معًا حملة انحراف كاملة ، باستخدام التكنولوجيا الحالية.
ما هي بعض الخيارات الأخرى؟
تفجيرها بالأسلحة النووية
تتضمن كل قصة في هوليوود تتعامل مع الكويكبات دائمًا تعبئة الرؤوس الحربية النووية على متن مركبة فضائية ثم التحليق بها لتفجير الكويكب. كابوم! تم حل المشكلة؟ ليس تماما. العلم في هذه الأفلام مضلل في أحسن الأحوال ، وربما مجرد خطأ واضح.
بالإضافة إلى ذلك ، كما يؤكد شويكارت ، ربما تكون هذه فكرة سيئة حقًا . إنه يعتقد أن هناك مشكلة إنشاء العديد من القطع الصخرية الأصغر حجمًا والمميتة من خلال تفجير كويكب كبير (وقد يؤدي في الواقع إلى زيادة قوته التدميرية.) ولكن في تقرير صادر عن المجلس القومي للبحوث عام 2010 ، يعترف العلماء بأن التفجيرات النووية هي الوسيلة العملية الحالية الوحيدة للتعامل مع الأجسام القريبة من الأرض الكبيرة (التي يزيد قطرها عن كيلومتر واحد) أو كنسخة احتياطية للأجسام الصغيرة إذا فشلت الطرق الأخرى.
هناك مشكلة قانونية إضافية. المادة الرابعة منمعاهدة المبادئ المنظمة لأنشطة الدول في مجال استكشاف واستخدام الفضاء الخارجي ، بما في ذلك القمر والأجرام السماوية الأخرىيحظر على الدول استخدام الأسلحة النووية في الفضاء. يُسمح بالمتفجرات التقليدية ، لكنها ليست فعالة. لكن شويكارت قلق من أن ناسا قد تكون منفتحة على التلاعب لطرح انتشار الأسلحة النووية الموجودة في الفضاء تحت ستار 'السلامة' الدولية.
* تحديث: ومع ذلك ، هناك خطة تخفيف أخرى تشمل الأسلحة النووية ، وتسمىالاجتثاث النووي. قد ينطوي ذلك على تفجير قنبلة نووية على مقربة شديدة من كويكب ويتبخر الإشعاع سطحه ويولد قوة دفع متفجرة وتغيرًا في سرعة الاستجابة.
في بهم تقرير ورشة عمل NEO لعام 2007 حدد تحليل وتقييم برنامج ناسا أن مثل هذا النهج سيكون أكثر فعالية 100 مرة من المصادم الحركي.
استخدم شراعًا شمسيًا
للحصول على فكرة أكثر أناقة بدلاً من تفجيرها ، فعل الفيزيائي جريجوري ماتلوف درس المفهوم باستخدام محرك فوتون شمسي ثنائي الشراع يستخدم طاقة شمسية مركزة. أحد الأشرعة ، شراع جامع مكافئ كبير يواجه الشمس باستمرار ويوجه ضوء الشمس المنعكس على شراع ثاني أصغر متحرك من شأنه أن يشع ضوء الشمس المركز على سطح الكويكب. من الناحية النظرية ، ستؤدي الحزمة إلى تبخير منطقة على السطح لتكوين تيار هوائي من المواد التي من شأنها أن تعمل كنظام دفع لتغيير مسار الجسم القريب من الأرض.
ربط عنها
مرة أخرى في عام 2009 ، ديفيد فرينش ، طالبة دكتوراة في هندسة الطيران في جامعة ولاية كارولينا الشمالية ، كانت لديها فكرة ربط الصابورة بكويكب بحبل. من خلال القيام بذلك ، يشرح فرينش ، 'أنت تغير مركز كتلة الجسم ، وتغير مدار الجسم بشكل فعال وتسمح له بالمرور عبر الأرض ، بدلاً من التأثير عليه.'
مرآة النحل
تستخدم تقنية أخرى أكثر أناقة أيضًا الضوء المركز لتحريك الكويكب برفق. هذا المشروع الذي تم برعاية مجتمع الكواكب ، يسمى 'مرآة النحل'. يستخدم هذا العديد من المركبات الفضائية الصغيرة - كل منها يحمل مرآة - تحوم حول كويكب خطير. يمكن للمركبة الفضائية أن تميل مراياها بدقة لتركيز ضوء الشمس على بقعة صغيرة على الكويكب ، مما يؤدي إلى تبخير الصخور والمعدن ، وخلق عمود نفاث من الغازات والحطام شديد الحرارة. بدلاً من ذلك ، يمكن أن تحتوي الأقمار الصناعية على ليزر قوي يضخه ضوء الشمس ، ويمكن استخدام الليزر لتبخير الصخور. سيصبح الكويكب وقودًا لصاروخه - وببطء ، سيتحرك الكويكب في مسار جديد.
مفهوم الفنان لمرآة النحل. الائتمان: جمعية الكواكب
الليزر
تقنية أخرى مثيرة للاهتمام من جامعة ألاباما في هانتسفيل ستشمل وضع نظام ليزر في الفضاء ، أو في قاعدة قمرية في المستقبل. عندما يتم اكتشاف كويكب محتمل يعبر الأرض ، فإن الليزر سيستهدفه ويطلق النار لفترة طويلة من الزمن. سوف تتساقط كمية صغيرة من المواد عن سطح الكويكب ، مما قد يؤدي إلى انحراف مداره قليلاً. على مدى فترة طويلة من الزمن ، كان تصحيح مسار الكويكب يضيف شيئًا ، مما يحول الضربة المباشرة إلى خطأ وشيك.
غلاف بلاستيكي
واحد للغاية مفهوم ابتكاري يتضمن استخدام قمر صناعي لف كويكب بشرائط من صفائح مايلر العاكسة. إن تغطية نصف الكويكب فقط سيغير سطحه من باهت إلى عاكس ، وربما يكفي للسماح للضغط الشمسي بتغيير مسار الكويكب.
السائقين الجماعيين
تتضمن هذه الفكرة استخدام العديد من أجهزة الهبوط للالتقاء بكويكب مهدد والتعلق به ، والحفر في سطحه ، وإخراج كميات صغيرة من مادة الكويكب بعيدًا بسرعة عالية باستخدام سائق جماعي (بندقية السكك الحديدية أو قاذفة كهرومغناطيسية). عند تطبيق التأثير على مدى أسابيع أو أشهر ، سيؤدي في النهاية إلى تغيير سرعة مركزية الشمس للكويكب المستهدف وبالتالي تغيير أقرب اقترابه من الأرض.
تشمل الأفكار الأخرى ربط محرك صاروخي عادي بالكويكب ؛ طلاء كويكب لجعله أغمق أو أفتح بحيث يمتص ويعيد إشعاع قدر أكبر أو أقل من ضوء الشمس ، مما يؤثر على دورانه وفي النهاية مداره ؛ و شعاع أيوني الراعي .
الدفاع المدني (الإخلاء ، والإيواء في المكان ، وتوفير البنية التحتية للطوارئ) هو إجراء تخفيف فعال من حيث التكلفة لإنقاذ الأرواح من أصغر أحداث تأثير الأجسام القريبة من الأرض وسيكون أيضًا جزءًا ضروريًا من التخفيف للأحداث الأكبر.
مفتاح انحراف كويكب خطير هو تجدهم في وقت مبكر بحيث يمكن وضع خطة. قال شويكارت إن اتخاذ القرارات بشأن كيفية التخفيف من التهديد بمجرد أن يكون صخرة فضائية على الطريق قد فات الأوان ، وأن جميع القرارات المتعلقة بما سيتم القيام به وكيف سيتم اتخاذها الآن. وقال: 'القضية الحقيقية هنا هي الحصول على تعاون دولي ، حتى نتمكن - بطريقة منسقة - من تقرير ما يجب القيام به والتصرف قبل فوات الأوان'. 'إذا قمنا بالمماطلة والتجادل حول هذا الأمر ، فسنجادل في طريقنا لتجاوز النقطة التي فات الأوان وسنقوم بالضربة'.
لمزيد من المعلومات ، اقرأ تقرير الهيئة الدولية لرابطة مستكشفي الفضاء (برئاسة شويكارت): تهديدات الكويكبات: دعوة للاستجابة العالمية.
تقرير المجلس القومي للبحوث: الدفاع عن كوكب الأرض: استطلاعات الأجسام القريبة من الأرض واستراتيجيات التخفيف من المخاطر. التقرير الأخير.
2006 مسح الكويكبات القريبة من الأرض ودراسة انحرافها
ساهم فريزر كاين بشكل كبير في هذا المقال.