Στο προηγούμενο τεύχος είδαμε ότι το διάστημα κρύβει μια σειρά από απειλές για την ανθρωπότητα, όπως τα εκρηκτικά φαινόμενα της ατμόσφαιρας του Ήλιου, τα διαστημικά σκουπίδια (για τα οποία ευθύνεται η επέκταση του ανθρώπου στο εγγύς διάστημα) και μια πιθανή πρόσκρουση μετεωρίτη.
Αν και μοιάζει με σενάριο ταινίας, η πρόσκρουση μετεωρίτη είναι ίσως η μόνη από αυτές τις απειλές που η ανθρωπότητα καθίσταται, προοδευτικά, σε θέση να αποτρέψει. Για αυτό το λόγο, η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και υπηρεσίες όπως η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (European Space Agency, ESA), η NASA, και κρατικοί οργανισμοί, συντονίζονται και αναπτύσσουν δράσεις, οι οποίες αποσκοπούν στην καλύτερη γνώση του πληθυσμού των αστεροειδών και των πιθανών απειλών τους.
Όπως αφήνει να εννοηθεί η περιγραφή αυτή, το σχέδιο δράσης έχει δυο βασικές συνιστώσες. Η πρώτη αφορά την, όσο γίνεται λεπτομερέστερη, καταγραφή των πληθυσμών των αστεροειδών που περιφέρονται στο ηλιακό σύστημα και η δεύτερη την αναχαίτιση ενός πιθανού κινδύνου, με δεδομένο ότι έχει εξασφαλιστεί αρκετός χρόνος δράσης.
Τι είναι οι αστεροειδείς και πόσο μας απειλούν;
Εκτός από τον Ήλιο, τους πλανήτες και τους δορυφόρους τους, στο ηλιακό μας σύστημα υπάρχουν διάσπαρτοι εκατομμύρια αστεροειδών, οι οποίοι, μαζί με τους κομήτες, αποτελούν τα υπολείμματα της δημιουργίας του. Τα μεγέθη των αστεροειδών ποικίλουν από περίπου 1000 χιλιόμετρα ως ένα μέτρο ενώ ακόμα μικρότερα αντικείμενα, που φτάνουν ως το μέγεθος της σκόνης ονομάζονται μετεωροειδή.
Οι περισσότεροι αστεροειδείς είναι συγκεντρωμένοι μεταξύ Άρη και Δία και αποτελούν την κύρια ζώνη των αστεροειδών. Σημαντικός, επίσης, αριθμός βρίσκεται γύρω από σημεία ισορροπίας επί της τροχιάς του Δία (θυμηθείτε τα σημεία Lagrange του προηγούμενου άρθρου) και ονομάζονται Τρωικοί (trojan) αστεροειδείς. Οι τελευταίοι σχηματίζουν δυο ομάδες, η μια προηγούμενη και η άλλη υπολειπόμενη του πλανήτη, τους «Έλληνες» και «Τρώες» αντιστοίχως. Ωστόσο, όπως αναφέρθηκε, αστεροειδείς και άλλα μικρότερα μετεωροειδή συναντώνται σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα και κατά μήκος των τροχιών άλλων πλανητών.
Ο πρώτος αστεροειδής που ανακαλύφθηκε, ο μεγαλύτερος της κύριας ζώνης αστεροειδών είναι η Δήμητρα (Ceres), το 1801 ενώ ακολούθησε η ανακάλυψη άλλων μεγάλων μελών της ομάδας. Με διάμετρο περίπου 940 χιλιομέτρων, η Δήμητρα πλέον κατατάσσεται στην κατηγορία των νάνων πλανητών, μαζί με τον Πλούτωνα, την Έριδα, τον Haumea κ.α.
Η μελέτη των αστεροειδών έχει μεγάλη σημασία καθώς οι πληθυσμοί και η σύστασή τους είναι απαραίτητα στοιχεία για τις θεωρίες δημιουργίας του ηλιακού μας συστήματος. Επιπλέον, έχουν διατυπωθεί απόψεις που θέλουν τους αστεροειδείς πιθανές πηγές μεταλλευμάτων, οι οποίες θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν μια μελλοντική διαστημική οικονομία και την περαιτέρω εξερεύνηση του διαστήματος. Σε ό,τι αφορά τους αστεροειδείς που αποτελούν πιθανή απειλή για τον πλανήτη μας, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα κοντινά στη Γη αντικείμενα (Near Earth Objects, ΝΕΟ).
AIDA, DART και Ήρα
Ένας από τους άμεσους στόχους της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας είναι η μελέτη της δυνατότητάς μας να παρέμβουμε στην τροχιά των δυνητικά απειλητικών αστεροειδών. Οι αντίστοιχες διαστημικές αποστολές, επομένως, σχεδιάζονται ώστε να προσεγγίζουν έναν αστεροειδή στόχο, να εκτοξεύσουν ένα βλήμα και να μελετήσουν τα αποτελέσματα. Από μια τέτοια μελέτη μπορούν να βγουν συμπεράσματα και για τη σύσταση του αστεροειδούς.
Ένα σχετικά πρόσφατο παράδειγμα αποτελεί η αποστολή Deep Impact, η οποία, τον Ιούλιο του 2005, εκτόξευσε ένα χάλκινο βλήμα με στόχο τον κομήτη Tempel 1, που είχε μόλις προσεγγίσει. Χρειάστηκαν, ωστόσο, αρκετές ημέρες ώσπου τα εκατομμύρια κιλών εξαχνωμένου πάγου και σκόνης να επιτρέψουν την παρατήρηση, κάτι που δεν κατέστει τελικά δυνατό για την ίδια αποστολή. Ο διαμέτρου περίπου 150 μέτρων κρατήρας που είχε δημιουργηθεί, τελικά παρατηρήθηκε έξι χρόνια μετά από την αποστολή Stardust.
Σήμερα, οι διαστημικές υπηρεσίας των ΗΠΑ και της Ευρώπης (NASA και ESA αντιστοίχως) συνεργάζονται στα πλαίσια της αποστολής AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment) μαζί με τις αντίστοιχες υπηρεσίες της Γερμανίας (DLR), του Applied Physics Laboratory του πανεπιστημίου Johns Hopkins (JHU/APL) και του αστεροσκοπείου της Κυανής Ακτής της Γαλλίας. Σκοπός της AIDA είναι να επαναλάβει το πείραμα αυτή τη φορά σε έναν αστεροειδή, ή μάλλον ζεύγος αστεροειδών, τον 65803 Δίδυμο, με διάμετρο περίπου 780 μέτρων και τον μόλις 160 μέτρων διαμέτρου δορυφόρο του, τον Δίμορφο. Το όνομα του φεγγαριού επιλέχθηκε από τον Κλεομένη Τσιγάνη, Αναπλ. Καθηγητή του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Εναλλακτικά, το μεγάλο σώμα του ζεύγους αναφέρεται συχνά ως Didymain (ως το κυρίως τμήμα του συστήματος) ενώ ο δορυφόρος ως Didymoon (ναι, οι επιστήμονες έχουν χιούμορ!). Αστεροειδείς σαν τον Δίδυμο αντιπροσωπεύουν τυπικές περιπτώσεις αντικειμένων που, λόγω του μεγέθους τους, αποτελούν σημαντική απειλή για την ανθρωπότητα, σε περίπτωση πρόσκρουσης
Το πρώτο μέρος της AIDA, που συντονίζεται από τη NASA, είναι να προσεγγίσει το ζεύγος αστεροειδών με την αποστολή DARTS (Double Asteroid Redirection Test, δηλαδή δοκιμή επανακατεύθυνσης διπλού αστεροειδούς), τον Οκτώβριο του 2022. Στην πραγματικότητα, το DARTS θα έχει ως στόχο να συγκρουστεί με το Δίδυμο με ταχύτητα ίση περίπου με 5 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο και δεν θα περιλαμβάνει όργανα μέτρησης, πλην αυτών που είναι απαραίτητα για την πλοήγησή του. Ωστόσο, θα μεταφέρει έναν μικροδορυφόρο (cubeSat) ιταλικής κατασκευής, το LICIACube (Little Italian CubeSat for Imaging of Asteroids). Το LICIACube θα αποκολληθεί από το DARTS λίγες στιγμές πριν από την πρόσκρουση στον Δίδυμο και θα στείλει σε πραγματικό χρόνο στη Γη εικόνες από τη σύγκρουση, καθώς επίσης και από το φεγγάρι του Δίμορφο.
Οι επιπτώσεις της πρόσκρουσης του DARTS στον Δίδυμο θα μελετηθούν διεξοδικά, ολοκληρώνοντας την AIDA, με την αποστολή Hera (Ήρα), η οποία συντονίζεται από την ESA. Η Hera αποτελεί την πρώτη αποστολή σε διπλό σύστημα αστεροειδών. Με τις μετρήσεις της αναμένεται να συνεισφέρει όχι μόνο στην κατανόηση του, έτσι κι αλλιώς ιδιαίτερα ενδιαφέροντος, συγκεκριμένου είδους αστεροειδών αλλά, το κυριότερο, στον τρόπο με τον οποίο επηρεάστηκαν από την πρόσκρουση του DARTS.
Η διπλή αποστολή AIDA είναι μια δοκιμή των τεχνολογικών μας δυνατοτήτων, με την οποία θα μπορέσουμε να διαμορφώσουμε μελλοντικές στρατηγικές για την αντιμετώπιση πιθανών κινδύνων. Με λίγα λόγια, να είμαστε σε θέση, έχοντας την έγκαιρη προειδοποίηση για πιθανά απειλητικούς αστεροειδείς, να μπορούμε να εκτελέσουμε μια διαστημική αποστολή που θα μπορεί να μεταβάλει τις κινητικές ιδιότητες του αστεροειδούς, ώστε να αποτραπεί μελλοντική πρόσκρουσή του στη Γη.
Νέα τηλεσκόπια και το «μάτι της μύγας»
Απαραίτητα προϋπόθεση για την αποτροπή μιας πρόσκρουσης μετεωρίτη είναι η έγκαιρη προειδοποίηση, η οποία, με τη σειρά της, βασίζεται σε πλήρη γνώση των πιθανά απειλητικών αστεροειδών. Οι αστεροειδείς είναι μικρά και αμυδρά αντικείμενα επομένως η παρατήρηση και καταγραφή τους απαιτούν μεγάλη διακριτική ικανότητα και ευρύ πεδίο, ώστε τα αντίστοιχα τηλεσκόπια να μπορούν να σαρώσουν όσο γίνεται μεγαλύτερα τμήματα του ουρανού σε συντομότερο χρόνο.
Σήμερα είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε τις θέσεις των μεγαλύτερων αστεροειδών της κατηγορίας NEO, οι οποίοι θα μπορούσαν να προκαλέσουν ολική καταστροφή σε περίπτωση πρόσκρουσης. Ωστόσο, αστεροειδείς με διαμέτρους μερικές δεκάδες έως εκατοντάδες μέτρα, αν και σημαντικά μικρότεροι, μπορούν να προκαλέσουν πολύ μεγάλες καταστροφές τοπικά. Τα αντικείμενα αυτά είναι, φυσικά, δυσκολότερο να παρατηρηθούν.
Για αυτό το σκοπό, η ESA ετοιμάζει ένα δίκτυο τηλεσκοπίων για την αυτόματη ανίχνευση, καταγραφή και παρακολούθηση των NEO. Τα ισχυρά τηλεσκόπια που είναι απαραίτητα για τον εντοπισμό των αμυδρών και μικρών σε μέγεθος αστεροειδών έχουν, δυστυχώς, μικρό οπτικό πεδίο. Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι επιστήμονες της ESA αποφάσισαν να μιμηθούν τα σύνθετα μάτια που διαθέτουν οι μύγες, και τους παρέχουν όραση σε μεγάλη οπτική γωνία. Συνδυάζοντας συστήματα από πολλούς φακούς θα κατασκευάσουν πλήρως ρομποτικά τηλεσκόπια, τα Flyeye, τα οποία θα έχουν πολύ ευρύ οπτικό πεδίο. Το πρώτο από αυτά θα βρίσκεται στην Σικελία και σχεδιάζεται να τοποθετηθούν μέχρι τρία επιπλέον ανά την υφήλιο. Κάθε βράδυ τα Flyeye θα σαρώνουν τον ουρανό με σκοπό τον αυτόματο εντοπισμό NEO και οι παρατηρήσεις θα στέλνονται στο αντίστοιχο τμήμα της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης στις ΗΠΑ, υπεύθυνο για την αρχειοθέτηση δεδομένων για μικρά πλανητοειδή σώματα (Minor Planet Center).
Τα δεδομένα που θα συγκεντρώνονται από τα τηλεσκόπια Flyeye θα χρησιμοποιούνται, στη συνέχεια, για τον ακριβή υπολογισμό των τροχιών των αστεροειδών που έχουν εντοπιστεί. Γνωρίζοντας τις τροχιές τους μπορούμε να προβλέψουμε ποιοι από τους αστεροειδείς ενδεχομένως βρίσκονται σε πορεία σύγκρουσης με τον πλανήτη μας. Σκοπός της υπηρεσίας είναι η δημιουργία λιστών με τους αστεροειδείς που ενδεχομένως απειλούν τον πλανήτη μας σε ορίζοντα εκατό ετών.
Τα μέχρι τώρα δεδομένα είναι καθησυχαστικά, καθώς κανένας από τους εντοπισμένους αστεροειδείς δεν απειλεί τον πλανήτη μας, τουλάχιστον για τον επόμενο αιώνα. Ωστόσο, μεγάλος αριθμός μικρότερων αντικειμένων παραμένει ακόμα μη καταγεγραμμένος.
Πηγές:
https://www.esa.int/Safety_Security/Hera/Asteroid_Impact_Deflection_Assessment_AIDA_collaboration
https://www.esa.int/Safety_Security/Flyeye_ESA_s_bug-eyed_asteroid_hunter
https://www.eso.org/public/news/eso2107/?lang&fbclid=IwAR1X1u3EL49W0dcWLsRh8mj-LcrytE--wgvMi7c3YKLDMHHuWI6uQDDoZYI
