Extinction Asteroid (10-100 km) Aufprallvermeidung

Die Bedrohung, die von solchen erdnahen Objekten ausgeht, kann durch den berühmtesten Asteroiden auf Extinktionsebene veranschaulicht werden, denjenigen, der für den Chixclub-Krater auf der Halbinsel Yucatán verantwortlich ist. Diesem mindestens 10 km breiten Boliden wird fast überall der Untergang der Dinosaurier zugeschrieben.

Abwehrmaßnahmen gegen solche Objekte hängen vollständig davon ab, rechtzeitig etwas dagegen zu unternehmen. Sollten wir nur Monate vor dem D-Day einen Asteroiden auf einer Einschlagsbahn entdecken, könnten wir wenig tun, außer uns hinzukauern. Aus dem Wiki zur Vermeidung von Asteroideneinschlägen :

„REP. STEWART: ... sind wir technologisch in der Lage, etwas zu starten, das [einen Asteroiden] abfangen könnte? ... DR. A'HEARN: Nein. Wenn wir bereits Pläne für Raumfahrzeuge in den Büchern hätten, würde das ein Jahr dauern ... ich meine, eine typische kleine Mission ... dauert vier Jahre von der Genehmigung bis zum Start ...”
—Rep. Chris Stewart (R,UT) und Dr. Michael F. A'Hearn, 10. April 2013, Kongress der Vereinigten Staaten (2)

Die meisten Ablenkungsbemühungen für ein großes Objekt erfordern eine Warnung von einem Jahr bis zu Jahrzehnten, was Zeit für die Vorbereitung und Durchführung eines Kollisionsvermeidungsprojekts lässt, da noch keine bekannte planetare Verteidigungshardware entwickelt wurde.

Die beste Anlaufstelle für Daten über gefährliche NEOs ist die Sentry Risk Table der NASA/JPL . An diesem bevorstehenden Erntedankfest, wenn die Nachrichtenmedien beginnen, über 2007 VE191 zu sprechen, können Sie darauf wetten, dass sie jemanden vom Sentry-Team interviewen werden (glücklicherweise hat dieses Objekt nur eine Chance von 1 zu 63.000, die Erde zu treffen).

Wie von TildalWave in seinem obigen Kommentar erwähnt, ist die B612 Foundation eine private gemeinnützige Organisation, die sich der planetaren Verteidigung gegen Einschläge von erdnahen Objekten (NEO) widmet. Neben der Veröffentlichung des Ausmaßes und der Häufigkeit des Problems, das durch planetare Impaktoren verursacht wird, unterstützte es die UNO bei der Einrichtung des International Asteroid Warning Network . Die B612 Foundation entwirft und baut (mit Ball Aerospace) auch ein privat finanziertes Weltraumobservatorium zur Asteroidensuche, das Sentinel Space Telescope , das 2017–2018 gestartet werden soll. Aus einer heliozentrischen Umlaufbahn wird es einen unterkühlten Infrarotdetektor verwenden, um den Weltraum nach potenziell gefährlichen NEOs zu untersuchen. Ein interessanter Artikel von einem Missionswissenschaftler von Sentinel, einschließlich einer Videosimulation, kann auf ihrer Website gefunden werdenhier .

Es gibt verschiedene andere Umfragen und Datenbanken, die versuchen, die hier zusammengefassten Bedrohungen im Auge zu behalten .

Wenn wir einen Asteroiden von der Größe des Aussterbens entdecken, der auf die Erde zurast, und wir Zeit haben, etwas dagegen zu unternehmen, sollten wir dann Bruce Willis anrufen? Die Vor- und Nachteile des Armageddon -Ansatzes, ein tiefes Loch in den Asteroiden zu bohren und eine Atombombe hineinzuwerfen, um ihn zu zerschmettern, werden ziemlich gut in Ist es (oder warum ist es) schlimmer, einen Asteroiden auf Kollisionskurs zu zerstören, angesprochen? mit Erde? Es kann mehr Nutzen in einer gut getimten und positionierten Oberflächenexplosion oder sogar in einer Abstandsexplosion geben.

Andere Kollisionsvermeidungsstrategien umfassen:

• Kinetischer Aufprall, der im Wesentlichen mit einem Raumschiff gerammt wird
• Schwerkrafttraktor, der ein schweres Raumschiff in der Nähe eines Asteroiden schwebt, um ihn durch die Schwerkraft abzulenken
• Am Asteroiden befestigtes herkömmliches Raketentriebwerk
• Sonnensegel
• Laserablation

Ein praktischer Weg, große Asteroiden abzulenken, könnte ein kinetischer Aufprall auf einen kleineren Asteroiden sein. Dieser kleinere Asteroid würde wiederum abgelenkt werden, um mit dem größeren Asteroiden zu kollidieren, indem entweder ein Raumschiff verwendet wird, das darauf landet und beispielsweise Ionentriebwerke verwendet, oder es könnte durch einen kinetischen Aufprall unter Verwendung eines noch kleineren Asteroiden erfolgen. Im letzteren Fall kann die Genauigkeit der Ablenkung ein Problem sein, aber es macht Spaß, über die Möglichkeit zu spekulieren, nur einen sehr kleinen Asteroiden ablenken zu müssen, damit er einen größeren trifft, der dann wiederum einen noch größeren trifft usw . etc...

Angenommen, die Erde wird getroffen$\tau = 2$Jahren von einem Asteroiden der Größe$D_a$, und das im Durchschnitt Auswirkungen von Asteroiden der Größe größer als$D_a$passieren alle einmal$T =$Millionen Jahre. Um den Asteroiden dazu zu bringen, die Erde zu verfehlen, ist eine Änderung seiner Geschwindigkeit in der Größenordnung von erforderlich$\frac{R}{\tau}$wo$R$ist der Radius der Erde. Dann können Sie aus der Impulserhaltung diesen Durchmesser des kleineren Asteroiden ableiten$D_s$der mit dem Asteroiden kollidieren muss, den wir ablenken wollen, ist gegeben durch:

wo$v_s$ist die Relativgeschwindigkeit des kleinen Asteroiden zum großen und$\rho_s$und$\rho_s$sind die Dichten der großen bzw. kleinen Asteroiden. Wenn wir nehmen$v_s = 30$km/s, dann geht das für die angenommenen Werte ungefähr$D_s = 0.015 D_a$.

Die Frage ist dann, was die typische engste Annäherung eines Asteroiden mit Durchmesser ist$D_s$zum großen liegt innerhalb eines Zeitrahmens in der Größenordnung von$\tau$, da dies bestimmt, um wie viel wir einen kleineren Asteroiden ablenken müssen, um den großen zu treffen. Die kumulative Größenverteilung von Asteroiden$N(D)$zerfällt ungefähr als Potenzgesetz:

Die Anzahl der Asteroiden mit Durchmessern größer als$D_s$ist also größer als die Anzahl der Asteroiden mit Durchmessern größer als$D_a$um den Faktor 256. Wenn die Erde im Durchschnitt mit einem Asteroiden dieser Größe kollidiert$D_a$oder größer einmal alle$T =$Millionen Jahren, dann eine nächste Annäherung eines Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als$D_s$innerhalb des Erdradius des großen Asteroiden wird alle einmal passieren$\frac{T}{256}\approx 4000$Jahre. Die typische engste Annäherung innerhalb eines Zeitraums von zwei Jahren wird daher in der Größenordnung von liegen$r$so dass$\left(\frac{r}{R}\right)^2 = 2000$, so dass der kleine Asteroid normalerweise um eine Entfernung in der Größenordnung von 45 Erdradien abgelenkt werden muss, damit er den großen trifft.

Während die erforderliche Ablenkung 45-mal größer ist, ist die Masse des kleineren Asteroiden viel kleiner, etwa 300.000-mal kleiner, so dass es viel machbarer ist, als den großen direkt abzulenken.