18. april 2023

Asteroide-rumskib sammenstød kan redde Jorden fra katastrofalt nedslag

Rumfart:

Menneskehedens første forsøg på at omdirigere asteroider, som kan risikere at kollidere med Jorden – missionen: NASA Double Asteroid Redirection Test Satellite (DART) - har haft heldet med sig. Det lykkedes i efteråret 2022 at ramme den 150 m (i diameter) store måne Dimorphos, som kredser omkring den 760 m store asteroide eller NEO (Near Earth Object) Didymos. Et hold af forskere fra Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, har deltaget i arbejdet med at bestemme effekterne af kollisionen mere præcist, både ved at foretage observationer før og nu efter kollisionen fra det danske 1,54 m teleskop i Chile.

En kunstners skildring af en stor asteroide, der rammer Jorden. (Billedkredit: SCIEPRO/via Getty Images)

Premiere på at ændre retning på et andet kosmisk objekt

Didymos systemet befandt sig 11 millioner km fra Jorden på tidspunktet for sammenstødet. Det var ikke på kollisionskurs med Jorden, men eksperimentet var den første test af, hvordan menneskeheden kan omdirigere kosmiske objekter, som i fremtiden ville kunne ramme Jorden.

Resultatet og de videnskabelige analyser af observationerne fra sammenstødet blev først publiceret som preview på det videnskabelige tidsskrift, Natures, hjemmeside i marts og kommer nu i et temanummer om DART missionen i april 2023.

Asteroider og kometer i Jordens nabolag – der er masser af dem!

Flere end 25.000 asteroider og kometer (Near Earth Objects, NEOs) med 150 meter i diameter eller større passerer Jordens bane hvert år. En kollision med en NEO i kilometer-størrelse, som fx Didymos selv, kunne betyde enden for menneskeheden.

En kollision med en NEO på størrelse med Dimorphos kunne forårsage en katastrofe, som vi aldrig har set magen til i menneskehedens historie. Selv en NEO på 50 meter ville kunne ødelægge tusinder af kvadratkilometer.

Valget om at ramme Dimorphos med DART skete på baggrund af målbarheden

Hvis DART satellitten havde ramt den større Dimorphos asteroide selv, ville effekten på dens bane have været for lille til at vi kunne måle den. Derfor var det kloge valg at ramme den lille måne Dimorphos i stedet, så forskerne kunne måle effekten af kollisionen med stor nøjagtighed.

Før sammenstødet blev Dimorphos’ bane om Didymos målt til 11 t., 55 min., 17,3 sek. Analysen af observationerne efter sammenstødet, som nu er publiceret i Nature, viser at Dimorphos’ omkreds-hastighed er sænket med 33 minutter på grund af DART-kollisionen, dermed til 11 timer og 22 min. +- 1 minut.

Med andre ord, Dimorphos’ bevægelsesmønster ændrede sig betragteligt.

Kunstnerens koncept for Double Asteroid Redirection Test (DART) missionen - NASAs første mission til at demonstrere en planetarisk forsvarsteknik - som vil påvirke den lille måne i det binære asteroidesystem Didymos. — En kunstners skildring af Double Asteroid Redirection Test (DART) missionen - NASAs første mission, der succesfuldt demonstrerede fremtidens planetariske forsvarsteknik. Billedkilde: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Nu ved vi det: Vi kan faktisk ændre på banen for små, kosmiske objekter

Det ovenstående tal er meget opmuntrende for menneskehedens muligheder for at omdirigere NEOs i fremtiden, når det bliver nødvendigt.

Hvis sammenstødet havde været helt u-elastisk, som fx ved et sammenstød med en bil, der kører ind i en væg, ville ændringen i omkredshastigheden kun være på ca 7 minutter.

Resten af effekten skyldes den eksplosive opvarmning som skete da satellitten borede sig ned igennem de øverste lag af asteroiden og opvarmede materialet.

Damp blev skudt ud fra ”borehullet” og fungerede som en naturlig raketmotor, hvilket bremsede Dimorphos næsten 5 gange mere end skubbet fra DART selv kunne have gjort.

Asteroide rammer Jorden – er vi så ikke dødsdømt uanset? – ikke nødvendigvis!

Tunguska begivenheden i 1908 skabte en eksplosion som kan sammenlignes med 1000 Hiroshima bomber. Det ødelagde 2000 km2 skov i Sibirien og satte ild til folk 150 km væk. Det var en klump is, et stykke af en komet, ca. 50 meter i diameter, som fløj ind i atmosfæren i en meget flad vinkel og eksploderede i 8 km højde. Den lyste endda himlen op i København og der er kun en tidsforskel på 4 minutter i komet-tid mellem København og Sibirien.

Hvis det havde været en asteroide af sten eller metal, hvis vinklen havde været bare lidt mere direkte og hvis timingen havde været blot en smule mere uheldig, kunne nedslaget have været tusinder af gange mere dødeligt. Måske endda med millioner af ofre i Europa.

Der er meget at vinde for menneskeheden ved at forberede sig på asteroide-nedslag

”Det afgørende at forstå her er, at der er et utal af små tilfældigheder, som skal regnes ind i hvert, individuelt nedslag, før vi kan estimere hvor farligt det kan blive”, forklarer Professor Uffe Graae Jørgensen.

”DART eksperimentet har vist os at en asteroide af Dimorphos’ type og størrelse kan skubbes væk fra Jordens bane, hvis vi finder den længe nok i forvejen, så kun et lille skub er nødvendigt. Dette er et meget vigtigt skridt mod en dag at kunne redde menneskeheden fra katastrofer af et omfang, som vi aldrig har set i historien før.

Men før vi når helt så langt, bliver vi nødt til at finde ud af hvordan asteroider og kometer, af de mange forskellige typer de findes i, reagerer på at blive skubbet til - og fremfor alt må vi finde ud af hvor de er”.

”Om få år vil det store Large Synoptic Survey Telescope (LSST – nu kendt som Vera Rubin observatoriet) begynde at scanne hele den del af himlen, som kan ses fra den sydlige halvkugle. Målet er at opdage alt, som bevæger sig tæt på Jordens bane og som kunne have en omtrentlig størrelse på lidt mere end Dimorphos.

Men vi er stadig nødt til at lære hvordan vi flytter på dem der er større, og vi har stadig brug for et instrument, der kan opdage dem der er mindre. Selv en asteroide med en masse på kun 1% af Dimorphos’, ville kunne koste titusindvis af menneskeliv, hvis vi ikke er forberedt.

Det er værd at tænke på, at hvis asteroiden ikke rammer lige hvor man står, kan forskellen mellem en katastrofe af hidtil ukendte dimensioner og vores overlevelse komme an på hvordan man agerer i de sidste minutter før kollisionen. Hvis man ganske enkelt bliver væk fra vinduerne eller søger ly i kælderen kunne det i mange tilfælde være helt tilstrækkeligt”.