הסטת אסטרואידים

הסטת אסטרואידים היא פעולה שמשמשת למניעת אירועי התנגשות של אסטרואידים עם כדור הארץ. המחקר בתחום כולל פיתוח שיטות שבאמצעותן ניתן להסיט גופים קרובי ארץ שנמצאים במסלול התנגשות פוטנציאלי עם כדור הארץ, כדי למנוע אירועי התנגשות הרסניים. פגיעה של אסטרואיד גדול מספיק בכדור הארץ עשויה לגרום לאסון טבע כמו צונאמי מסיבי או סופות אש מרובות, ולחסימת אור השמש על ידי כמויות גדולות של אבק וחלקיקים אחרים שיתמקמו בסטרטוספירה. התנגשות כזו שהתרחשה לפני 66 מיליון שנה, בין עצם ברוחב של כ-10 קילומטרים לבין כדור הארץ, יצרה את מכתש צ'יקשולוב וגרמה להכחדת הקרטיקון-פלאוגן, שהקהילה המדעית סבורה שבמהלכה נכחדו כל הדינוזאורים שאינם מעופפים. בעוד שהסיכויים להתנגשות חמורה בזמן הקרוב נמוכים, ניתן לומר כמעט בוודאות שהתנגשות כזו תתרחש בסופו של דבר אם לא יינקטו אמצעי הגנה מתאימים. אירועים אסטרונומיים כמו התנגשות שומייקר-לוי 9 בכוכב הלכת צדק ופגיעת מטאור בצ'ליאבינסק שברוסיה בשנת 2013 חידשו את עניין הציבור בפגיעות אסטרואידים. גם מספר העצמים הקרובים לכדור הארץ שהולך וגדל מלבה את ההתעניינות בתחום. הפופולריות של הסרט "אל תסתכלו למעלה" שיצא בשנת 2021 תרמה גם היא להעלאת המודעות לאפשרות להימנע מהתנגשות עם גופים קרובי ארץ. בשנת 2016 הזהיר ואמר מדען של נאס"א שכדור הארץ אינו מוכן לאירוע התנגשות עם אסטרואיד. באפריל 2018 דיווחה קרן B612 שניתן לומר בוודאות של 100% שיפגע אסטרואיד בכדור הארץ, אבל אין ודאות לגבי הזמן שבו זה יקרה. באותה השנה, הפיזיקאי סטיבן הוקינג כתב בספרו האחרון "תשובות קצרות לשאלות הגדולות", שהתנגשות אסטרואידים היא האיום הגדול ביותר על כדור הארץ. לאורך השנים תוארו מספר דרכים להימנע מפגיעת אסטרואיד. עם זאת, במרץ 2019 דיווחו מדענים שעשוי להיות הרבה יותר מאתגר להשמיד אסטרואידים ממה שחשבו קודם לכן. בנוסף, כוח הכבידה עשוי לגרום לאסטרואיד להיווצר מחדש לאחר פיצוץ שגורם לו להתפרק לחלקיקים. במאי 2021 דיווחו אסטרונומים של נאס"א שייתכן שיידרשו 5 עד 10 שנים של הכנה כדי להימנע מפגיעת אסטרואיד, בהתבסס על סימולציה שערכו. בשנת 2013 טענו מומחים בקונגרס של ארצות הברית שתיקחנה לנאס"א עוד לפחות חמש שנים של הכנות לפני שניתן יהיה לשגר משימה להסטת אסטרואיד. ביוני 2018 הזהירה המועצה הלאומית למדע וטכנולוגיה של ארצות הברית כי ארצות הברית לא מוכנה לאירוע של פגיעת אסטרואידים, ופרסמה את "תוכנית הפעולה הלאומית לפיתוח אסטרטגיית היערכות להתמודדות עם גופים קרובי ארץ" כדי להיערך טוב יותר. רוב מאמצי ההסטה של אובייקט גדול דורשים בין שנה לעשרות שנים של הכנה מראש, מכיוון שעוד לא קיימת אסטרטגיה אחידה לפעולה, ועוד לא פותחה חומרה שמאפשרת הגנה מפני התנגשות. ההערכה היא שכדי להסיט בהצלחה גוף במסלול התנגשות ישיר, דרוש שינוי של 3.5 / t × 10 − 2 m ⋅ s − 1 {\displaystyle 3.5/t\times 10^{-2}m\cdot s^{-1}} (כאשר t הוא מספר השנים עד לפגיעה אפשרית) במהירות הגוף. בנסיבות מסוימות, מספיקים שינויי מהירות קטנים בהרבה. לדוגמה, ישנה הסתברות של 10 − 4 {\displaystyle 10^{-4}} שהאסטרואיד אפופיס, שצפוי לחלוף ליד כדור הארץ ב-2029, עשוי לחזור במסלול פגיעה בשנת 2035 או 2036. במקרה כזה, ניתן להסיט את האסטרואיד כבר לפני המעבר הראשון בסמוך לכדור הארץ, תוך שינוי מהירות בסדר גודל של 10 − 6 m ⋅ s − 1 {\displaystyle 10^{-6}m\cdot s^{-1}} , כדי למנוע את החזרה שלו במסלול התנגשות. פגיעה היסטורית של אסטרואיד שקוטרו 10 קילומטרים בכדור הארץ גרמה לאירוע הכחדה המונית בעקבות נזק בלתי הפיך לביוספרה. בנוסף לאסטרואידים, גם שביטים הנכנסים למערכת השמש הפנימית יכולים להוות איום. מהירות הפגיעה של שביט בעל מסלול הקפה ארוך תהיה ככל הנראה גדולה פי כמה מזו של אסטרואיד שנע במסלול קרוב לכדור הארץ, וכתוצאה מכך פגיעתו תהיה הרסנית הרבה יותר. כמו כן, לא סביר שזמן ההתרעה המוקדמת לפני ההתנגשות יעלה על מספר חודשים. פגיעות של עצמים קטנים, בקוטר של עד 50 מטרים, הן נפוצות בהרבה, וגם הן יכולות להיות הרסניות ביותר, למשל במקרה של מכתש המטאור. חקר הרכב החומר של הגוף חשוב גם הוא על מנת לגבש את אסטרטגיית ההסטה המתאימה. משימות חלל, כמו הגשושיות פגיעה עמוקה ורוזטה, סיפקו מידע רב על הרכב של שביטים. בנובמבר 2021 שוגרה חללית של נאס"א שיצאה למשימת ניסוי הסטת האסטרואיד הכפול (DART). מטרת המשימה הייתה להסיט ממסלולו את דימורפוס, ירח קטן שגודלו 180 מטרים שמקיף את האסטרואיד דידימוס 65803. החללית שוגרה על רקטת פאלקון 9 של SpaceX, ממתחם השיגור בבסיס ונדנברג של כוח החלל של ארצות הברית בקליפורניה. ההסטה התרחשה בספטמבר 2022, באמצעות פגיעה בירח במהירות גבוהה של 22,500 קמ"ש כאשר האסטרואיד היה קרוב יחסית לכדור הארץ, מה שאפשר לטלסקופים הממוקמים על פני כדור הארץ לצפות באירוע. התוצאה של הפגיעה צפויה להיות שינוי במהירות המסלול של האסטרואיד, ומכאן גם שינוי בזמן ההקפה של דימורפוס, בצורה מספיק בולטת שניתן יהיה למדוד מכדור הארץ. אם הניסוי יסתיים בהצלחה, הוא יראה שניתן לשנות מסלול של אסטרואיד שגודלו 200 מטרים, גודל שידרוש יתערבות אם אקטיבית במקרה של התנגשות עתידית אפשרית. כחודש לאחר התנגשות החללית בירח, דווח שהפגיעה הצליחה לקצר את זמן הקפת האסטרואיד ב-32 דקות, ביצועים שעולים על ציפיות המדענים, שקיוו שהפגיעה תצליח לקצר את הזמן ב-10 דקות. החלק השני של המשימה, חללית בשם הרה, אושר על ידי המדינות החברות בסוכנות החלל האירופית באוקטובר 2019. החללית עתידה להגיע לדידימוס ב-2027 ולמדוד הן את המסה של דימורפוס והן את ההשפעה המדויקת של ההתנגשות בגוף, מה שיאפשר הבנה טובה יותר של השפעת המשימה. טכניקות שונות של מניעת התנגשות מובילות לתוצאות שונות ביחס למדדים כמו איכות הביצועים, עלות הפרויקט, סיכון לכישלון, ומוכנות טכנולוגית. קיימות שיטות שונות להסטה של אסטרואיד או של שביט. השוני ביניהן מתבטא בסוגים שונים של תכונות, כמו התוצאה המתקבלת (שינוי מסלול או ריסוק העצם), מקור האנרגיה להסטה (קינטית, אלקטרומגנטית, גרביטציונית, סולארית, תרמית או גרעינית), ואסטרטגיית הפעולה (יירוט, התנגשות, ועוד). חלוקה על פי התכונה הראשונה נותנת שתי קבוצות בסיסיות של אסטרטגיות - ריסוק ושינוי מסלול. אסטרטגיית הריסוק מתמקדת בהפיכת הגוף ללא מזיק באמצעות ריסוקו ופיזור של השברים הנוצרים, כך שהם מחמיצים את כדור הארץ או קטנים מספיק כדי להישרף באטמוספירה. אסטרטגיות שינוי המסלול מנצלות את העובדה שפגיעה מתרחשת כאשר כדור הארץ והעצם נמצאים באותה הנקודה בחלל בו-זמנית, כלומר כאשר מסלולי הגופים נחתכים באותו הזמן. קוטרו של כדור הארץ הוא בערך 12,750 קילומטרים, והוא נע במהירות של כ-30 קמ"ש לאורך המסלול. הוא עובר מרחק של קוטר פלנטרי אחד בכ-425 שניות, שהן מעט יותר משבע דקות. על כן, עיכוב או הקדמה של הגוף הפוגע בסדר גודל דומה של זמן, עשויים לגרום לו להחמיץ את כדור הארץ. מדיה וקבצים בנושא הסטת אסטרואידים בוויקישיתוף Why did the dinosaurs go extinct?, Science, ‏2019-07-31 (באנגלית) How Much Our Earth Is Ready To Prevent Future Asteroid Collisions?, Futurism (באנגלית) Corey S. Powell | Published: Monday, December 20, 2021, How prepared is Earth for an asteroid collision?, Astronomy.com (באנגלית) Earth woefully unprepared for surprise comet or asteroid, Nasa scientist warns, the Guardian, ‏2016-12-13 (באנגלית) Earth Will Be Hit By An Asteroid With 100 Percent Certainty, Says Space-Watching Group B612 - Inquisitr, www.inquisitr.com Isaac Stanley-Becker, Stephen Hawking feared race of ‘superhumans’ able to manipulate their own DNA, וושינגטון פוסט, ‏15 באוקטובר 2018 Max de Haldevang, Stephen Hawking left us bold predictions on AI, superhumans, and aliens, Quartz, ‏2018-10-14 (באנגלית) Chang, Kenneth (2018-06-14). "Asteroids and Adversaries: Challenging What NASA Knows About Space Rocks". The New York Times (באנגלית אמריקאית). ISSN 0362-4331. נבדק ב-2022-10-12. Mike Wall published, A Killer Asteroid Is Coming — We Don't Know When (So Let's Be Ready), Bill Nye Says, Space.com, ‏2019-05-02 (באנגלית) Johns Hopkins University, Asteroids are stronger, harder to destroy than previously thought, phys.org (באנגלית) Charles El Mir, Kt Ramesh, Derek C. Richardson, A new hybrid framework for simulating hypervelocity asteroid impacts and gravitational reaccumulation, Icarus 321, 2019-03, עמ' 1013–1025 doi: 10.1016/j.icarus.2018.12.032 Andrews, Robin George (2019-03-08). "If We Blow Up an Asteroid, It Might Put Itself Back Together". The New York Times (באנגלית אמריקאית). ISSN 0362-4331. נבדק ב-2022-10-12. Morgan McFall-Johnsen, Aylin Woodward, A NASA simulation revealed that 6 months' warning isn't enough to stop an asteroid from hitting Earth. We'd need 5 to 10 years., Business Insider (באנגלית אמריקאית) Meghan Bartels published, How did you spend your week? NASA pretended to crash an asteroid into Earth., Space.com, ‏2021-05-01 (באנגלית) Planetary Defense Conference Exercise - 2021, cneos.jpl.nasa.gov Committee on Science, Space, and Technology, THREATS FROM SPACE: A REVIEW OF U.S. GOVERNMENT EFFORTS TO TRACK AND MITIGATE ASTEROIDS AND METEORS (PART I & PART II), 2013, עמ' 147 Interagency Working Group for Detecting and Mitigating the Impact of Earth-bound Near-earth Objects, National Near-earth Object Preparedness Strategy and Action Plan, National Science & Technology Council, 2018 America Isn't Ready to Handle a Catastrophic Asteroid Impact, New Report Warns, Gizmodo, ‏2018-06-21 (באנגלית) Nathan Myhrvold, An empirical examination of WISE/NEOWISE asteroid analysis and results, Icarus 314, 2018-11, עמ' 64–97 doi: 10.1016/j.icarus.2018.05.004 Chang, Kenneth (2018-06-14). "Asteroids and Adversaries: Challenging What NASA Knows About Space Rocks". The New York Times (באנגלית אמריקאית). ISSN 0362-4331. נבדק ב-2022-10-13. Sang-Young Park, I. Michael Ross, Two-Body Optimization for Deflecting Earth-Crossing Asteroids, Journal of Guidance, Control, and Dynamics 22, 1999-05, עמ' 415–420 doi: 10.2514/2.4413 Edward T. Lu, Stanley G. Love, Gravitational tractor for towing asteroids, Nature 438, 2005-11, עמ' 177–178 doi: 10.1038/438177a Report of the Task Force on potentially hazardous NEAR EARTH OBJECTS, web.archive.org, ‏2016-12-10 Roxana Bardan, NASA’s DART Mission Hits Asteroid in First-Ever Planetary Defense Test, NASA, ‏2022-09-26 NASA, SpaceX Launch DART: First Planetary Defense Test Mission – Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission, blogs.nasa.gov (באנגלית אמריקאית) אבי בליזובסקי, החללית DART של נאס"א מכוּונת לפגיעה באסטרואיד המטרה דימורפוס במטרה להסיטו ב-26 בספטמבר, באתר הידען, ‏2022-09-22 הניסוי המסקרן של נאס"א צלח: לראשונה חללית התרסקה על אסטרואיד, באתר www.israelhayom.co.il WATCH: NASA says DART spacecraft successfully redirected asteroid, PBS NewsHour, ‏2022-10-11 (באנגלית אמריקאית) יונתן קפשוק, ‏לראשונה בהיסטוריה - נאס"א הצליחה להסיט אסטרואיד ממסלולו: "רגע מכונן לאנושות כולה", באתר ‏מאקו‏, 12 באוקטובר 2022 Hera Mission, Hera Mission (באנגלית אמריקאית) NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details, nssdc.gsfc.nasa.gov Gregory H. Canavan, Johndale Solem, Interception of near-earth objects, 1992 Christopher Hall, I. Michael Ross, Dynamics and control problems in the deflection of near-earth objects, Advances in the Astronautical Sciences 97, American Astronautical Society, 1997 Johndale C. Solem, Interception of comets and asteroids on collision course with Earth, Journal of Spacecraft and Rockets 30, 1993-03-01, עמ' 222–228 doi: 10.2514/3.11531 Tom Gehrels, Mildred Shapley Matthews, A. M. Schumann, Hazards Due to Comets and Asteroids, University of Arizona Press, 1994, ISBN 978-0-8165-1505-9. (באנגלית) J. C. Solem, Deflection and Disruption of Asteroids on Collision Course with Earth, Journal of the British Interplanetary Society 53, 2000-01-01, עמ' 180–196 I. Michael Ross, Sang-Young Park, Scott D. V. Porter, Gravitational Effects of Earth in Optimizing ?V for Deflecting Earth-Crossing Asteroids, Journal of Spacecraft and Rockets 38, 2001-09, עמ' 759–764 doi: 10.2514/2.3743