Mi történne, ha egy halálos aszteroida száguldana a Föld felé?

2021. november 24-én gyakorlatilag minden különösebb felhajtás nélkül útnak indult az emberiség jövője szempontjából legfontosabb NASA-küldetés. A SpaceX Falcon-9 rakétájának fellövéséről ugyan a magyar és a nemzetközi sajtó is beszámolt, mégsem övezte akkora figyelem a DART űrszonda startját, mint amekkora jelentőséggel valójában bírt. 

Pedig ha van olyan természeti jelenség, ami a tudományos kutatások és a legnépszerűbb sci-fi toposzok szerint is egyöntetűen az emberi faj villámgyors kihalásával fenyeget, akkor az az űr végtelen sötétjéből hirtelen előbukkanó, Föld felé száguldó aszteroida.

A Föld és az emberiség történetéből tudjuk, hogy az élet mennyire törékeny és kiszolgáltatott a kozmosz erőinek ezen a bolygón. Legintőbb példa erre az egykor az egész bolygót uraló krétakori szárazföldi őshüllők 65,5 millió évvel ezelőtti villámgyors kihalása, amit a tudósok nagy része szerint egy hatalmas aszteroidabecsapódás, illetve az azt követő katasztrofális klímaváltozás okozott.

A hozzánk földtörténeti órával mérve szempillantásnyira lévő huszadik század legelején is történt olyasmi, amitől libabőrös lesz minden elhivatott bolygóvédelmi szakember. Az 1908-as, úgynevezett tunguszkai eseményről sokáig roppant keveset lehetett tudni. Ma már elég nagy bizonyossággal állítják kutatók, hogy egy nagyjából 65 méter átmérőjű üstökösdarab vagy aszteroida lépett a Föld légkörébe, és robbant fel Szibéria középső része fölött 6-10 kilométeres magasságban. 

A 12 megatonnásra becsült detonáció egy 80 kilométer sugarú körben letarolta a tajgát, elpusztítva minden élőlényt a robbanás centrumában.

Hasonló eseményre az egészen közeli múltban is volt példa. A 2013. február 15-én, az oroszországi Cseljabinszk térségében a légkörbe lépő, majd felrobbanó szikladarab harmad-negyedakkora lehetett, mint a tunguszkai, és pusztító ereje is kisebb volt, de így is csaknem 1500-an megsérültek és egymilliárd rubeles (10 milliárd forintos) kár keletkezett a robbanás lökéshulláma miatt. 

Mint a fenti videóból is látható, az Oroszországban rendkívül elterjedt fedélzeti kameráknak köszönhetően a cseljabinszki eseményről számtalan videófelvétel készült, és a felrobbant aszteroida sok darabja is előkerült a környező területekről. Ebből adódóan rengeteg adat állt a kutatók rendelkezésére, akik szerint az űrből érkező szikladarab nagyjából húsz méter átmérőjű lehetett, és 12-13 ezer tonnát nyomhatott. Csak elképzelni lehet, hogy mire képes egy ennél jóval nagyobb űrből érkező szikla.

2022 márciusában pedig kis túlzással megfagyott a bolygóvédelmi szakemberek ereiben a vér, amikor szinte a semmiből bukkant fel egy aszteroida és robbant fel a Föld légkörében Izland közelében. A robbanás két-három ezer TNT bomba erejével ért fel, és a veszélyes sziklát csupán két órával korábban fedezte fel Sárneczky Krisztián, kisbolygóvadász magyar csillagász.

Kell egy közös védelmi rendszer

2016-ban egy NASA-tudós arról beszélt, hogy az emberiség nincs felkészülve egy, a fentiekhez hasonló vagy jóval nagyobb léptékű fenyegetés elhárítására. Joseph Nuth, a Goddard Űrrepülési Központ egyik kutatója arra figyelmeztetett, hogy a nagyméretű és a földi életre potenciálisan veszélyes aszteroidák, üstökösök rendkívül ritkák, de elég belőlük egyetlen, hogy újabb tömeges kihaláshoz vezessen a bolygónkon, akár teljesen eltüntetve az emberi fajt a Föld felszínéről. 

A bolygóvédelmi kutatások támogatására szakosodott Kaliforniai B612 alapítvány 2018-as jelentése szerint 100 százalékos biztonsággal ki lehet jelenteni, hogy a Földet valamikor el fogja találni egy pusztító erejű aszteroida, a kérdés csak az, hogy mikor. 

A B612 alapítvány, illetve az általa támogatott az Aszteroida Intézet (Asteroid Institute) az elmúlt években nem lopta a napot: Ed Lu, egykori NASA űrhajós, ügyvezető igazgató és Danica Remy elnök vezetésével új projekt indult, aminek keretében megalapították az Aszteroida Felfedező Elemző és Feltérképező (Asteroid Discovery Analysis and Mapping, ADAM) nevű felhőalapú, nyílt asztrodinamikai platformot, valamint kifejlesztették a THOR (Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery) nevű újszerű algoritmust. Első eredményeikről 2022. május 31-én számoltak be. 

A rendszer lényege, hogy összekapcsolja a Föld különböző pontjain az eget kémlelő teleszkópokat, és nagy számítási kapacitásának köszönhetően képes legyen megtalálni és azonosítani a teleszkópok felvételein felbukkanó aszteroidákat, valamint pályájukat is ki tudja számolni. A rendszer indulása óta 104 aszteroidát fedeztek fel, és azt remélik, hogy az új módszerrel több ezer eddig ismeretlen aszteroidát vehetnek katalógusba.

A világhírű elméleti fizikus és kozmológus, Stephen Hawking a halála után fél évvel megjelent utolsó könyvében (Rövid válaszok a nagy kérdésekre) egyértelműen egy kozmikus karambolban látta a legnagyobb veszélyt, ami a földi civilizációt fenyegeti. Bill Nye, a nonprofit Bolygóközi Társaság igazgatója egy 2019-es bolygóvédelmi konferencián felvázolta, hogy mit tehet az emberiség, hogy elkerülje ezt a kozmikus karambolt, és ne jusson a dinoszauruszok sorsára. 

Első lépésként tökélyre kell fejleszteni a Naprendszerben száguldó, a Földre potenciális veszélyt jelentő nagyobb aszteroidák észlelését, katalogizálását, folyamatos nyomon követését. 

Ebben, hála az ADAM/THOR kezdeményezésnek és az egyre érzékenyebb csillagászati radaroknak, valamint különféle hullámhosszokon működő távcsöveknek, már egész jól állunk, a médiában rendszeresen szerepelnek is a Földet megközelítő aszteroidákról szóló hírek. Ráadásul, ha minden jól alakul, még ebben az évtizedben pályára állítják a Near-Earth Object Surveillance Mission néven emlegetett űrtávcsövet, aminek érzékeny infravörös szenzorai a látható fény tartományában nem észlelhető aszteroidákat is képesek felfedezni gyenge hőjelük alapján.

Második lépésként nemzetközi összefogásban ki kell dolgozni olyan módszereket, amik bizonyosan működőképesek lehetnek egy egyenesen a Föld felé tartó hegynyi űrszikla ártalmatlanításában, hangsúlyozta a tudományos ismeretterjesztő műsorairól hazánkban is ismert Bill Nye. A 2019-es bolygóvédelmi konferencián összegyűlt szakértők ismertették az eddig fölmerült, többé-kevésbé használhatónak tűnő ötleteket. Szerintük egy apokalipszissel fenyegető aszteroida ellen az alábbiakkal lehetne védekezni:

• Ha évekkel az esetleges becsapódás előtt sikerült észlelni, akkor egy speciális űrszondával meg kell közelíteni, és kisebb darabokat leválasztva róla fokozatosan el kell téríteni pályájáról.
• Ha nincs elég idő, akkor drasztikusabb módszerhez kell nyúlni: egy vagy több űrszondát kell mihamarabb indítani, és egyenesen nekivezetni az aszteroidának, remélve, hogy az ütközés(ek) ereje kellő mértékben megváltoztatja a pályáját.
• Radikális ötlet, de működhet az atomfegyver bevetése is: egy jól célzott nukleáris robbanás akár meg is semmisíthet egy Földet veszélyeztető aszteroidát.
• Jóval kifinomultabb a „lézeres méhraj” elképzelés: egy csapat összehangolt űrszondával közelítenék meg az aszteroidát, majd egyetlen pontra koncentrálva, lézernyalábokkal párologtatnák el az alkotó anyagok egy részét (jellemzően jeget), amitől azt várják a kutatók, hogy a kiáramló gőz afféle sugárhajtóműként más irányba tolja az aszteroidát.

A NASA által tavaly útnak indított DART (Double Asteroid Redirection Test) igazából nem más, mint kísérlet a második, kinetikus módszer igazolására, vagy hogy érzékeltessük a jelentőségét: 

ez az emberiség első igazi, nem szimulációs bolygóvédelmi gyakorlata, 

aminek eredményétől függhet egy mihamarább kiépítendő, nemzetközileg összehangolt védelmi rendszer.

Cél: a Dimorphos

A 610 kilogrammos űreszköz célpontja az 1996-ban felfedezett, 800 méter átmérőjű, ezért a Földre potenciálisan veszélyes földközeli aszteroidaként katalogizált Didymos aprócska holdja, a Dimorphos, ami szintén egy aszteroida. Ez utóbbiba csapódna a kutatók számításai szerint a 21 600 km/órás sebességgel a féltonnás űreszköz, aminek hatására a 160 méter átmérőjű Dimorphos pályája jelentősen meg fog változni, előbb csak kicsit, aztán egyre jobban eltérve eredeti útvonalától. 

Izgalmas kérdés az is, hogy ez milyen hatással lesz a kettős aszteroidarendszer gravitációs viszonyaira, képes lesz-e a Dimorphos magával húzni a nála jóval nagyobb útitársát. A tudósok úgy becslik, hogy az ütközés több perccel is lerövidíti a Dimorphos keringési idejét a Didymos körül. A kutatók ezt a változást földi távcsövekkel pontosan meg fogják mérni, és eredményeik validálni vagy javítani, pontosítani fogják a számítógépes modelleket.

A becsapódási teszt része egy második űreszköz is: az olasz űrügynökség által fejlesztett LICIACube nevű mikroműhold a DART-tal együtt repül, és a becsapódása előtt válik le, hogy előtte-utána felvételeket készítsen az ütközésről és az ennek hatására kilövellő anyagfelhőről. Nagyjából négy évvel a DART becsapódása után az ESA (Európai Űrügynökség) Hera űrszondája meglátogatja majd a Didymos-Dimorphos kettős rendszert, hogy részletes adatokat gyűjtsön mindkét objektumról, különös tekintettel a DART ütközése által hátrahagyott kráterre és a Dimorphos tömegének pontos meghatározására.

Őszig izgulhatunk

A NASA  helyzetjelentése szerint a DART a terveknek megfelelően működik, napelemtábláit rendben kinyitotta. Ezek nemcsak az űrszonda műszereit és fedélzeti rendszereit látják el árammal, de a szintén forradalminak mondható, xenonnal működő ionhajtómű beindításához is létfontosságúak. A DART fő műszere, a DRACO navigációs kamera (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation) szolgáltatja majd az űrszonda képeit. Ezen kívül egy kifinomult irányító, navigációs és vezérlőrendszer, a SMART Nav (Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation) segíti a DART űrszondát, hogy sikeresen azonosítsa és megkülönböztesse a két aszteroidát.

A DART jelenleg a Föld Nap körüli pályájával szinkronban halad, valahol a Vénusz, a Föld és a Mars közötti pályán. Útját ezen az oldalon valós időben lehet követni. Ha minden a terveknek megfelelően alakul, akkor valamikor 2022. szeptember 26. és október 1. között éri el a Didymos-Dimorphos rendszert. A két aszteroida ekkor már viszonylag közel, 11 millió kilométerre lesz a Földtől. A DART fedélzeti rendszerei a  tervezett becsapódás előtt nagyjából egy órával a Dimorphos felé irányítják az űrszondát, hogy az nagy sebességgel nekiütközhessen a felszínének.

„Mostanáig nem azonosítottunk a Földre közvetlen veszélyt jelentő aszteroidát, de folytatjuk a keresést, mert tudjuk, hogy létezniük kell ilyeneknek. A célunk az, hogy minden lehetséges becsapódást számításba vegyünk, évekkel, évtizedekkel az előtt, hogy azokat a DART-hoz hasonló képességgel és a jelenlegi technológiai fejlettségünkkel el lehessen téríteni” – mondta a sikeres rakétastart utáni sajtótájékoztatón Lindley Johnson, a NASA központjának bolygóvédelmi felelőse. Ősszel kiderül, hogy sikerrel járhat-e az emberiség önmentő akciója.

Nyitókép: a művészi koncepció szerint így nézhet ki a DART, mielőtt célpontjába csapódik (a kékes fény a NEXT–C ionhajtómű fénye) - Kép: NASA/Johns Hopkins APL