Strategie odchylania planetoid

Te strategie odchylające asteroidy są metody za pomocą których NEOs mogłyby być kierowane do zapobieżenia kolizji z Ziemią . Orbita tych asteroid lub komet - również oznaczona ich angielskim akronimem NEO (obiekt bliskiej Ziemi ) - ma tę szczególną cechę, że przecina orbitę Ziemi lub zbliża się do niej bardzo blisko. Niektóre z nich regularnie uderzają w naszą planetę. Jeśli najmniejsze z tych obiektów nie spowodują żadnych uszkodzeń, te, których rozmiar przekracza kilkadziesiąt metrów, mogą spowodować wiele ofiar, ale ich częstotliwość jest bardzo niska. Powyżej jednego kilometra wpływ może mieć globalne reperkusje. Od końca lat 90. zagrożenie to jest brane pod uwagę przez niektóre organizacje rządowe, w szczególności przez NASA, i opracowano strategie uniknięcia katastrofy. Te pierwsze polegają na zidentyfikowaniu i scharakteryzowaniu orbity najbardziej zagrażających NEO w sposób wyczerpujący. Aby zapobiec uderzeniu, konieczne jest zboczenie ich trajektorii. Zidentyfikowano kilka metod, które należy przetestować: impaktor, ciągnik grawitacyjny, modyfikacja efektu Yarkovsky'ego itp. NASA opracowuje misję DART, która powinna umożliwić ocenę wpływu uderzenia w małą asteroidę. Ma to zostać uruchomione w 2021 roku.

Definicja

Wystarczająco masywny Udar , asteroida lub kometa, może, jeśli koliduje z naszej planety, powodują gigantyczne tsunami lub podnieść ogromne ilości pyłu w atmosferze, blokując promienie słoneczne i powodując sztuczny zimy. Istnieje 65 milionów lat, zderzenie Ziemi z obiektem o średnicy około 10 km spowodowałoby wyginięcie kredy .

Teoretycznie prawdopodobieństwo takiego zdarzenia jest niskie, ale niedawne wydarzenia, takie jak zderzenie komety Shoemaker- Levy 9 z Jowiszem lub zagrożenie ze strony asteroidy bliskiej Ziemi (99942) Apophis (kiedyś sklasyfikowanej na poziomie 4 na Skala Torino ), zwróciły uwagę naukowców - a społeczeństwo - na to zagrożenie. Postęp technologiczny pozwala wyobrazić sobie pewne opcje obronne.

Obrona przed uderzeniami

Opracowano kilka metod, aby zapobiec dotykaniu Ziemi przez obiekt znajdujący się w pobliżu Ziemi. Zwykle jest to kwestia niewielkiej modyfikacji orbity obiektu znajdującego się w pobliżu Ziemi poprzez przyłożenie siły ciągu na ciało niebieskie. Jeśli ciąg jest punktowy, należy go zastosować, gdy ciało znajduje się w aphelium ( szczyt ). Możesz także wybrać słabszy, ale ciągły ciąg. Im bardziej przewidujemy korektę trajektorii, tym mniej musi to być ważne.

Główne badane metody są następujące:

Pierwsza metoda odchylania, już zaimplementowana w zupełnie innym celu przez sondę kosmiczną Deep Impact NASA, polega na wystrzeleniu statku kosmicznego w kierunku urządzenia znajdującego się w pobliżu Ziemi. Ta metoda musi zostać przetestowana przez DART amerykańskiej agencji kosmicznej, która musi zmodyfikować w 2021 r. Trajektorię asteroidy (65803) Didymos . W momencie uderzenia prędkość asteroidy jest modyfikowana zgodnie z prawem zachowania pędu :

M 1 x V 1 + M 2 x V 2 = (M 1 + M 2 ) x V 3
z M 1 masy sondy, M 2 masie komety, V 1 prędkości sondy, V 3 prędkością komety po uderzeniu, m 1 i M 2 odpowiedniej masy sondy i komety. Prędkości są wektorami.

Spopularyzowana przez kino metoda ( Armageddon ) polega na wywołaniu wybuchu nuklearnego mającego na celu rozbicie asteroidy. To rozwiązanie jest technicznie wykonalne, ale ma poważne wady. Jego skutków nie da się kontrolować, a jego skuteczność nie została jeszcze wykazana. Byłoby to rozwiązanie, które należy traktować jako ostateczność.
Bardziej skuteczną metodą byłoby zdetonowanie ładunku jądrowego na powierzchni lub w niewielkiej odległości od NEO, tak aby przekazać mu impuls bez jego fragmentacji. Technika ta rodzi dwa problemy: z jednej strony konieczne jest udane sterowanie wektorem generowanego impulsu, az drugiej eksplozja ładunku jądrowego może rodzić problemy polityczne. Jest to rozwiązanie, które należy wziąć pod uwagę, gdy okres wypowiedzenia jest bardzo krótki.
Ciągnik grawitacyjny to metoda wykorzystująca wzajemne przyciąganie grawitacyjne między urządzeniem bliskim Ziemi a statkiem kosmicznym. Ten ostatni utrzymuje stałą odległość od NEO za pomocą napędu elektrycznego. Swoją masą wywiera bardzo niewielką siłę na asteroidę, która z czasem dostatecznie modyfikuje orbitę. 20-tonowy statek kosmiczny mógłby w ten sposób dostatecznie odchylić asteroidę o 200 metrów, pozostając w jej pobliżu przez rok, pod warunkiem, że operacja ta zostanie przeprowadzona 20 lat przed spodziewanym zderzeniem.
Wykorzystanie efektu Yarkovsky'ego , który jest siłą wytwarzaną przez lukę między absorpcją promieniowania słonecznego a promieniowaniem cieplnym. Siła ta, która stale przyczynia się do kształtowania orbity maszyny bliskiej Ziemi, może być modyfikowana np. Poprzez wstawienie ekranu pomiędzy Słońcem a asteroidą lub poprzez modyfikację albedo tej ostatniej (np. Poprzez nałożenie na jej czarną lub białą powłokę). powierzchnia). Intensywność tej siły jest bardzo mała, ale z czasem może pozwolić na uzyskanie pożądanego odchylenia.
Inna metoda polegałaby na zainstalowaniu systemu napędowego na małej asteroidzie w celu zmodyfikowania jej trajektorii i uderzenia w urządzenie zagrażające Ziemi w pobliżu Ziemi. Ta metoda jest jednak skomplikowana do wdrożenia i nie można kontrolować jej efektów.
Odchylenie podmuchu polega na umieszczeniu statku kosmicznego w niewielkiej odległości od asteroidy i skierowaniu silnika jonowego w kierunku powierzchni asteroidy. Wyrzucone jony odbijają się od powierzchni asteroidy i wywierają na nią nacisk. Statek kosmiczny ma inny napęd skierowany w przeciwnym kierunku, aby zneutralizować ruch wytwarzany przez pierwszy silnik. W przypadku silnika jonowego o impulsie właściwym 3000 sekund, odchylenie można uzyskać po roku z 2-tonowym statkiem kosmicznym. Jeśli silnik ma impuls właściwy wynoszący 10 000 sekund, masa statku kosmicznego może zostać zmniejszona o połowę.

Uwagi i odniesienia

Émeline Ferard, „ Chcą zniszczyć asteroidy bombą atomową, jak w Armageddon ” , na maxisciences.com ,21 listopada 2012
(w) Claudio Bombardelli, Jesus Peláez i wsp. , „ Ion Beam Shepherd for Asteroid Deflection ” , Journal of Guidance, Control and Dynamics ,styczeń 2011, s. 1-6 ( czytaj online )

Bibliografia

(en) Komisja ds. Przeglądu Badań Obiektów Blisko Ziemi i Strategii Łagodzenia Zagrożeń Rada Badań Kosmicznych, Defending Planet Earth: Near-Earth Object Surveys and Hazard Mitigation Strategies , THE NATIONAL ACADEMIES PRESS,2010, 152 pkt. ( ISBN 978-0-309-15721-6 , czytaj online ) - Bardzo szczegółowy raport z 2010 r. Przygotowany przez Amerykańską Akademię Nauk oceniający zagrożenia związane z obiektami bliskimi Ziemi i sposoby ich leczenia.
(en) NASA, Biuro Polityki Nauki i Technologii, Federalna Agencja Zarządzania Kryzysowego, ..., Krajowa Strategia Gotowości Obiektów Bliskich Ziemi i Plan Działania (Strategia i Plan Działania) , Maison Blanche,2018, 23 s. ( czytaj online ) - Plan strategiczny Stanów Zjednoczonych w dziedzinie obrony planetarnej na najbliższe 10 lat.
(en) Komisja ds. Nauki, Kosmosu i Technologii (Izba Reprezentantów), Zagrożenia z kosmosu: przegląd wysiłków rządu USA w zakresie śledzenia i łagodzenia asteroid i meteorów (część I i część II) , Kongres Stanów Zjednoczonych,2013, 195 s. ( czytaj online ) - Przesłuchania na temat identyfikacji zagrożeń NEO i wdrażania środków zaradczych.
(en) NASA, Near-Earth Object Survey and Deflection Analysis of Alternatives (raport dla Kongresu) , NASA,2007, 28 s. ( czytaj online ) - Raport przygotowany przez NASA dla Kongresu Amerykańskiego, zawierający listę różnych scenariuszy wykrywania obiektów bliskich Ziemi i metod umożliwiających ich przekierowanie.

Powiązane artykuły

Potencjalnie niebezpieczny obiekt (PHA)
Obiekt w pobliżu Ziemi (NEO), Obiekt potencjalnie niebezpieczny (PHA), Asteroida w pobliżu Ziemi
Misje kosmiczne NEOWISE , NEOSM poświęcone wykrywaniu NEO
Catalina Sky Survey , Pan-STARRS , LSST naziemne obserwatoria dedykowane do wykrywania NEO
Misje Don Kichota , AIDA , Hera , DART w celu przetestowania ugięcia NEO
Scale of Turin , Palermo Scale Risk Assessment
Chicxulub ( kredowe wymieranie ), krater meteorytowy , Toungouska , Czelabińsk bliskie Ziemi, które uderzyły w Ziemię
Lista planetoid bliskich Ziemi
Impaktor , Krater uderzeniowy , Lista kraterów uderzeniowych na Ziemi