Összeütközhet a Föld egy asztoridával?

Számtalan olyan film készült, amelyben egy érkező űrszikla bolygónknak ütközve globális pusztítást okozott, vagy az emberi leleményességnek köszönhetően épphogy csak sikerült elkerülni a katasztrófát. Már az elején le kell szögezni, hogy a közelmúltból nem ismerünk olyan aszteroidát, vagyis kisbolygót ami ténylegesen halálos becsapódással fenyegette volna a Földet. Ám akadt néhány „ijesztően közeli” eset.

A legismertebb ilyen „majdnem” becsapódás a 99942 Apophis kisbolygóhoz kapcsolódik, amelyet még 2004-ben fedeztek fel. Nevét az egyiptomi mitológiából ismert káosz istenéről, Apófiszról kapta.

Az égitest akkor vált különösen ismertté, amikor kezdeti pályaszámítások alapján felmerült a bolygónkkal való ütközés lehetősége 2029-ben vagy 2036-ban. Az aszteroidára az Arizonai Egyetemen működő Kitt Peak Nemzeti Obszervatóriumban dolgozók bukkantak rá.

Az első pályaszámítások alapján rövid ideig 2,7 százalékos valószínűséget tulajdonítottak egy 2029-es ütközésnek, ami példátlanul magasnak számít az aszteroidamegfigyelések történetében.

Az 1999-ben bevezetett Torino-skála szerint – amely egy mérőszám annak értékelésére, hogy egy földközeli objektum mekkora veszélyt jelenthet a Földre – 4-es értékbe sorolták be, vagyis a komolyabb figyelmet igénylő objektumok közé. A skála a becsapódás valószínűsége és a várható pusztítás alapján 0 és 10 közötti értékekbe sorolja az űrbéli objektumokat, ahol a 0 a nincs veszély, míg a 10 a szinte biztos, súlyos következményekkel járó becsapódás.

A legújabb adatok szerint az Apophis 2029 tavaszán rendkívül közel haladhat el a Föld mellett, de nem fog ütközni vele. A távolság kisebb lesz, mint számos geostacionárius (az Egyenlítő síkjában keringő) műhold pályamagassága, így ez egyedülálló lehetőséget nyújthat a közvetlen megfigyelésekre és kutatásokra. Az elhaladás alkalmat kínálhat a felszín és a belső szerkezet részletes vizsgálatára radaros és optikai módszerekkel. A NASA és más űrügynökségek folyamatosan követik a pályáját. Az Apophis esete nagyban hozzájárult a bolygóvédelmi stratégiák fejlesztéséhez, valamint a földközeli objektumok megfigyelésének finomításához.

Folyamatos nyomon követés

A NASA több, kifejezetten bolygóvédelmi (planetary defense) programot működtet, amelyek célja időben észlelni a veszélyes objektumokat, előre kiszámítani az útvonalukat, és ha szükséges, eltéríteni azokat.

Mindennek alapja egy 2016-ban létrehozott szervezeti egység, a Planetary Defense Coordination Office, amely röviden a NASA bolygóvédelmi hivatalának nevezhető. Ennek feladata a lehető legtöbb földközeli objektum (Near-Earth Object, NEO) felkutatása, a lehetséges ütközések kockázatainak kiszámítása, és az ezzel kapcsolatos nemzetközi együttműködésekben való aktív részvétel.

Mi az az NEO?

A földközeli objektum (NEO) olyan aszteroida, üstökös vagy más nagyobb méretű test, amelynek pályája 1,3 Csillagászati Egységen (1 CsE = közepes Nap-Föld távolság) belül keresztezi a Föld pályáját, és így elvileg fennáll az ütközés lehetősége.

Méretük és közelségük miatt ezek az objektumok viszonylag könnyen elérhetőek űreszközzel, így fontosak a jövőbeni tudományos vizsgálatok és gazdasági lehetőségek szempontjából (ez utóbbira még kitérünk).

Maga az Egyesült Államok kongresszusa kötelezte a Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatalt, hogy katalogizálja a 140 méternél nagyobb földközeli objektumokat, amelyek száma tízezres nagyságrendű. Egy ilyen méretű test becsapódása után az egész bolygóra kiterjedő, jelentős mértékű (város vagy akár ország léptékű) károkozással lehetne számolni.

Az 1 kilométernél nagyobb objektumok közül nagyjából 1000-et tartanak számon, de becslések szerint még további néhány tucat maradhatott felfedezetlen. Egy ilyen méretű test becsapódása azonban már globális léptékű katasztrófát okozna. Fontos és előremutató tény, hogy az 1 kilométer felettieknek már több mint a 95 százalékát ismerjük, és jelenleg ezek egyike sem tart ütközési pályán bolygónkkal a következő mintegy 100 évben. Összesen körülbelül 30 000 földközeli objektumot ismerünk.

A legnagyobb egy nemzetközi aszteroida-figyelmeztető hálózat (International Asteroid Warning Network, IAWN), amelynek célja a Földre potenciálisan veszélyes kisbolygók és üstökösök megfigyelése és a róluk nyert információk gyors megosztása. Ennek érdekében összehangoltan működik a világ különböző obszervatóriumai, űrügynökségei és más intézményei között, koordinálva az információgyűjtést, a kiértékelést és a figyelemfelhívást.

Az egyik legjelentősebb program a szintén az Arizonai Egyetem által működtetett Catalina Sky Survey, amely elsősorban a földközeli objektumok felderítésére szolgál.

Fő célja a bolygónk pályáját keresztező aszteroidák és üstökösök észlelése, majd nyomon követése, ezzel hozzájárulva a bolygóvédelemhez és a kisbolygók tudományos kutatásához. Automatizált, nagylátószögű CCD-kamerákkal végzik az égbolt szisztematikus pásztázását, főként Arizonából. Az elkészült felvételeket szoftver elemzi, amely a csillagokhoz képest mozgó objektumokat keresi. 2005 és 2020 között a felfedezések többségét ez a program adta.

Több tucat potenciálisan veszélyes aszteroidát és számos új üstököst azonosított, fontos szerepet játszott például a 2008 TC₃ és a 2018 LA jelű aszteroidák korai felismerésében, amelyek belépését előre jelezték a Föld légkörébe. Előbbi, ahogy a megjelölése is utal rá, 2008-ban, míg utóbbi 2018-ban lépett az atmoszféránkba, ám ezek mindössze néhány méter átmérőjűek voltak, már a levegőben darabokra hullottak, így komoly veszélyt nem jelentettek.

Aszteroidáknál számít a méret

Az imént említetteknél nem kell sokkal nagyobbnak lenniük ahhoz, hogy lényegesen nagyobb fenyegetést jelentsenek. Biztosan sokan emlékeznek még a 2013-ban az oroszországi Cseljabinszk városa felett zuhanó meteorra. Nos, ez az objektum körülbelül 20 méter átmérőjű lehetett, mielőtt a légkörben szétrobbant, ezzel a XXI. század egyik legjelentősebb természetes légköri robbanása lett. Nagyjából 30 kilométeres magasságban történt, erős lökéshullámot keltve, amely több ezer épület ablakait törte be, s ezzel közvetve mintegy 1500 ember sérülését okozta. Bár nem lett halálos áldozata, az esemény figyelmeztetett a kozmikus veszélyek kutatásának fontosságára.

Ennél azonban még nagyobb „durranás” volt az 1908 nyarán, Szibériában, a Tunguszka nevű folyónál ismertté vált eset, amelyet valószínűleg egy körülbelül 50-60 méter átmérőjű, aszteroida vagy üstökös darabjának légköri felrobbanása okozott, és a modern idők legnagyobb energiájúként ismert „becsapódási” eseményének tekintik. Nem véletlenül, hiszen közel egy Komárom-Esztergom vármegyényi erdőt tarolt le. Ha mindez városban következett volna be, elképzelhetetlen pusztításra lett volna képes, mind emberi áldozatok, mind anyagi kár tekintetében.

Összehasonlításképp, a legismertebb, a tudomány által igazoltnak tekinthető, a Föld legnagyobb becsapódásának számító esemény azonban még jóval azelőtt történt, hogy az ember megpillanthatta volna ezeket az égitesteket (révén annak, hogy akkor még nem is létezett). A 66 millió éve Földnek ütköző, több kilométer átmérőjű objektum globális katasztrófához vezetett, amely során az akkor élt fajok mintegy 75 százaléka(!) kipusztult. Ilyen léptékű eset azóta sem történt, de ez nem jelenti azt, még ha az esélyei valóban csekélyek is, hogy ne következhetne be újra.

Észlelés új szemüvegen át

A NASA legújabb „játékszere” a még észrevétlen veszélyes objektumok észlelésére készül. A NEO Surveyor egy olyan infravörös távcső, amely kiküszöböl egy régóta fennálló problémát, ami eddig lényegesen megnehezítette a potenciálisan ütközési veszélyt jelentő aszteroidák észlelését. A legnagyobb fejtörést az okozta, hogy az aszteroidák körülbelül 40 százaléka sötét, szénben gazdag anyagból áll, amely alig veri vissza a napfényt, így ezek a „sziklák” gyakorlatilag álcázó üzemmódban közlekednek a Naprendszerben. Ám az új, hőérzékelésen alapuló berendezést már ezek sem tudják becsapni. A berendezés indulása 2027 szeptemberében várható.

Miután Floridából, egy SpaceX Falcon 9 rakétával felbocsátják, az űreszköz mintegy két hónapos utat tesz meg a Föld és a Nap között, egy mintegy 1,5 millió kilométerre lévő, gravitációs egyensúlyban lévő pontig.  (A gravitációs egyensúlyi pont olyan hely az űrben, ahol két vagy több égitest gravitációs hatása kiegyenlíti egymást, így egy kisebb objektum viszonylag stabilan „egy helyben maradhat” hozzájuk képest. A legismertebb ilyen pontok a Lagrange-pontok, amelyeket Joseph-Louis Lagrange írt le. Például a Föld és a Nap között öt ilyen pont létezik.)

Ez lehetővé teszi a NEO Surveyor számára, hogy minimális üzemanyag-felhasználás mellett legalább 12 évig megőrizze pozícióját, és ami nem elhanyagolható szempont, akadálytalan kilátása legyen a Naphoz közelebb rejtőző aszteroidákra. Épp ezért esett erre a helyre a választás, mivel a csillagászok úgy gondolják, hogy számos földközeli aszteroida idejének tetemes részét a Föld pályáján belül tölti.

A bolygó védelme hatalmas feladat, és várhatóan más űrkutatási „nagyágyú” is csatlakozik a NEO Surveyor mellé, köztük a Vera C. Rubin Obszervatórium Chilében, amely még ebben az évben megkezdi az éjszakai égbolt évtizedes felmérését. Bár célpontjainak nagy része a Naprendszeren kívül található, a teleszkóp feladata 3,7 millió főövi (Ez a Kisbolygóövet jelenti, amely a Naprendszer azon része, ahol rengeteg kisbolygó kering a Nap körül. Ez az öv a Mars és a Jupiter pályája között található.) aszteroida és 89 ezer földközeli objektum felkutatása is. Alkonyati felmérései részben átfedésben lesznek a NEO Surveyor látószögével. Ám az új berendezés sokkal több időt fog abban a tartományban pásztázni, és megtalálni, amit a Rubin kihagyna.

Aktív védekezés, sőt, kitermelés!?

Szóval idejében észrevettük, felmértük a pályáját, és kiderül: Houston, baj van, keresztezni fogja a bolygónk útvonalát. Mit tehetünk ilyenkor? Erre a kérdésre 2022-ben egy bolygóvédelmi teszt igyekezett választ adni. A DART (Double Asteroid Redirection Test) névre keresztelt misszió, amint nevéből is adódik, egy kisbolygó eltérítésére tett kísérletet. A célpont egy aszteroidapáros kisebb tagja, a Dimorphos volt, amely ugyan nem jelentett veszélyt a Földre, de mérete és távolsága ideálissá tette a próbálkozáshoz. A 610 kilogrammos szonda 6,6 kilométer/másodperces (átszámítva 24 ezer kilométer/óra) sebességgel csapódott az égitest felszínébe. A fedélzeten lévő speciális kamera autonóm navigációs rendszerrel segítette a célpont pontos eltalálását. A küldetést egy kisműhold is kísérte, amely felvételeket készített az ütközésről és a törmelékfelhőről. A becsapódás mintegy 32 perccel változtatta meg a Dimorphos keringési idejét nagyobb társa, a Didymos körül – ez jóval több, mint a minimálisan elvárt változás. A kísérlet megerősítette, hogy a kinetikus eltérítés hatékony eszköz lehet a bolygóvédelemben.

Mások időközben pedig már nemhogy csak az eltérítésre szövögetnek terveket, hanem egyenesen a feldolgozásukra összpontosítanának. Persze ez még messze nem ipari valóság, de az első apró lépések már megtörténtek. A Japán Űrügynökség (JAXA) által felbocsátott Hajabusza–1 és a Hajabusza–2 olyan dolgot hajtottak végre, amely alapjaiban formálhatja át az aszteroidakutatást és a majdani bányászatot. Az első szonda 2014-ben a 25143 Itokawa kisbolygót választotta célpontul, amely egy apró égitest az aszteroidaöv belső régiójában. Az űreszköz autonóm navigációt és robot mintavételi rendszert is magában foglalt. A misszió során több műszaki hiba is történt, beleértve a kommunikációs problémákat és az üzemanyag-szivárgást, amelyek megnehezítették a mintavételt és a visszatérést. Mindennek ellenére sikerrel járt. A második szonda a Ryugu felszínét látogatta meg, és egy kapszulában néhány grammnyi kőzetmintát jutatott vissza a Földre. A kapszula leválasztása után a Hajabusza–2 tovább repült egy új, távoli aszteroida, a 1998 KY26 felé, amelyhez a tervek szerint 2030-2031 körül érkezik.

De hogy mikor lesznek a grammokból tonnák?

Azt nehéz megmondani, először még az űrkutatási és technológiai alapokat kell lefektetni ezen a merőben új területen, mielőtt elkezdődhetne az ipari méretű kitermelés.

A japánok szerint ez a helyes út. Habár más, a piaci szférában egyre-másra szaporodó (sokszor tiszavirág életű, lásd az egyesült államokbeli Planetary Resources vagy a Deep Space Industries startup cégeket) űripari vállalkozások eltérően gondolkodnak minderről, az ágazatot mindeddig nem kecsegtetik átütő sikerek részben a hatalmas költségek, részben a bizonytalan megtérülés, részben pedig a jogi aggályok miatt (nem tisztázott, kié is egy-egy aszteroida). Sajnos egyelőre a mélyűrben való tartós jelenlét biztosítása is nehézségekbe ütközik (persze az Artemis sikere némileg árnyalja ezt a képet), legyen az a politikai akarat hiánya, vagy gazdasági probléma. Így tehát elmondható, hogy a fenyegetés valós, ám az egyre fokozódó nyersanyagszükségletünk kielégítésére segítséget az űrből még egy darabig nem várhatunk.