Fényesebb a Napnál

2013. február 15-én, a reggeli órákban az oroszországi Cseljabinszk lakóinak szokatlan látványban volt részük: az égen egyszer csak feltűnt egy második nap, majd kisvártatva hatalmas robbanás rázta meg a környéket. Bár a cseljabinszki meteor mindössze húsz méter átmérőjű volt, és még a becsapódás előtt elégett a légkörben, az ereje így is harmincszorosa volt a hirosimai atombombáénak. A robbanás hatására a környékbeli városokban több ezer épület rongálódott meg, és legalább ezerötszáz ember szorult orvosi ellátásra, javarészt a szétszóródó üvegszilánkok miatt.

A cseljabinszki meteor csak a legutóbbi azoknak az eseteknek a sorában, amik megmutatják, hogy az emberiség mennyire kiszolgáltatott az űrben keringő több millió aszteroidának, amelyek bármikor eltalálhatják a Földet. A történelem során számos olyan esetet jegyeztek fel, amelyeknél pusztán a szerencsén múlt, hogy nem történt nagyobb tragédia, elég csak az 1908-as tunguszkai eseményre gondolni, ahol a 10-15 megatonnás robbanás csupán azért nem járt százezrek vagy akár milliók halálával, mert a meteor Szibéria lakatlan területei felett robbant darabjaira. A robbanás ereje így is hatalmas pusztítást okozott, mintegy kétezer négyzetkilométeres területen tarolva le a szibériai tajgát.

A fenti esetek is mutatják, hogy a meteorbecsapódás közel sem csak hollywoodi klisé, amivel a filmkészítők ijesztgetik a jóléti társadalomba belekényelmesedett nézőiket. Legalább egy esetet mind ismerünk, amikor egy meteor valóban az élet teljes kipusztításával fenyegetett, ennek az emlékét őrzi a mexikói Yucatán-félszigetnél található, 180 méter széles Chicxulub-kráter, ami annak az aszteroidának a becsapódási helyét jelzi, ami a tudomány jelenlegi állása szerint kihalásra ítélte a dinoszauruszokat.

Évente harminc Hirosima

Szerencsére annak az esélye, hogy egyszer csak a semmiből felbukkanjon egy aszteroida, és kipusztítsa az emberiséget, meglehetősen csekély. A csillagászok régóta figyelik a Naprendszerben található égitesteket, és az elmúlt néhány évtizedben egyre komolyabb adatbázisok születtek ezeknek a rendszerezésére és osztályozására. Persze attól, hogy a nagyobb aszteroidákat ma már ismerjük, még egyáltalán nem ritka, hogy egy kisebb vagy nagyobb kődarab közel merészkedjen a Földhöz: a beszélgetést vezető Tom Jones, a NASA korábbi asztronautája elmondta, hogy globálisan mintegy harminc olyan robbanást regisztrálnak évente, amelyek ereje meghaladja a hirosimai atombombáét is, ezek a meteorok viszont egyszerűen elégnek a Föld légkörében.

Ezt nyugodtan nevezhetjük puszta szerencsének, hiszen a statisztikák szerint egy sokkal pusztítóbb aszteroida érkezése hosszútávon elkerülhetetlen: a kutatók szerint a cseljabinszkihez hasonló becsapódás nagyjából 30-40 évente fordul elő, a kisebb területen pusztító meteorokra százezer évente lehet számítani, míg olyan aszteroida, ami tömeges kihalást okozhat, nagyjából százmillió évente csapódik a Földnek. Bár a teljes emberi civilizációra veszélyes aszteroidák 95%-át mára sikerült feltérképezni, ám annak a nagyjából egymillió aszteroidának, amely képes lenne elpusztítani egy várost, ma még alig az 1%-át ismerjük.

A védekezés első vonala

Mivel az aszteroidák globális veszélyt jelentenek, hiba lenne az országokra bízni a probléma megoldását, éppen ezért hozta létre az ENSZ a Nemzetközi Kisbolygófigyelő Hálózatot (IAWN) és az Űrküldetést Tervező Tanácsadó Csoportot (SMPAG). Előbbi a potenciálisan veszélyes aszteroidákat hivatott figyelni, míg a második feladata, hogy terveket dolgozzon ki a veszély elhárítására.

Az aszteroidák elhárításának természetesen az egyik legfontosabb szereplője a NASA, akik a NEO Observation Program (földközeli égitesteket megfigyelő program) keretében már 1998 óta dolgoznak rajta, hogy azonosítsák a bolygónkra potenciálisan veszélyes, földközeli objektumokat. Lindley Johnson, a NASA bolygóvédelmi tisztje ezzel kapcsolatban elmondta, hogy földközeli objektumnak (Near-Earth Object, azaz NEO) tekinthető, minden olyan, a Naprendszerben található égitest, amely 1,3 csillagászati egységnél jobban megközelíti a Napot. Egy csillagászati egység nagyjából a Föld és a Nap átlagos távolságának felel meg. A földközeli objektumok közül potenciálisan veszélyesnek minősítik azokat, amelyek 7,5 millió kilométernél közelebb jönnek a bolygónkhoz és az átmérőjük meghaladja a 140 métert. Ilyen potenciálisan veszélyes aszteroida a Bennu kisbolygó is, amelyhez a NASA már űrszondát is küldött 2016-ban. Az Osiris-Rex 2018-ban érte el a kisbolygót, és ha minden a tervek szerint alakul, 2023-ban az égitestből vett talajmintákkal együtt tér majd vissza a Földre. Az elmúlt években egy másik potenciálisan veszélyes aszteroidáról is sokat lehetett hallani, ez a Ryugu, amit a japán űrügynökség Hayabusa2 szondája közelített meg 2018-ban, és szintén talajmintákkal együtt tér majd vissza a Földre.

A NASA-n belül 2016-ban alakult meg a Planetary Defence Coordination Office (Bolygóvédelmi Koordinációs Iroda), aminek dedikált feladata a bolygónkra leselkedő aszteroidák felkutatása és elhárítása. Amy Mainzer, a NASA NEO Survaillance Mission, vagyis a földközeli égitestek felderítésére indított küldetés vezetője elmondta, hogy az űrvédelmi program első fázisát már 2011-re teljesítették, ekkorra sikerült feltérképezniük az egy kilométernél nagyobb átmérőjű, a Földre potenciális veszélyt jelentő aszteroidák 90%-át. A dolog nehezebbik része viszont csak ezután következik, hiszen a program következő fázisában ugyanezt meg akarják tenni a 140 méter átmérőnél nagyobb aszteroidákkal is, amikből sokkal több van, a detektálásuk pedig kifinomultabb műszereket igényel. A munka nagyságát jól jellemzi, hogy 2020-ban eddig mintegy 208 ilyen aszteroidát találtak, miközben Mainzer szerint a számuk több százezerre tehető. Ezeknek a 140 és 300 méter közötti aszteroidáknak eddig kevesebb, mint a felét sikerült megtalálni, a jelenlegi ütemben még akár harminc évbe is telhet, mire sikerül elérni a kitűzött célt.

Kelly Fast, a NEO Observations Program vezetője elmondta, hogy a Földre veszélyes kisbolygókat nagyrészt két, párhuzamosan futó program detektálja: az 1999-ben elindított Catalina Sky Survey és a 2010-től működő Pan-STARRS. Ezeket a programokat kifejezetten a potenciálisan veszélyes, földközeli objektumok detektálására hozták létre, és az elmúlt két évtizedben csaknem huszonháromezer objektumot azonosítottak a segítségükkel, amelyek közül több mint kétezer jelent potenciális veszélyt a Földre. A védekezést segíti a 2015-től üzemelő ATLAS-rendszer is, ami tekinthető az utolsó védvonalnak is, hiszen a feladata, hogy a Földet eltaláló kisebb égitestekre figyelmeztessen néhány héttel azok becsapódása előtt. Az aszteroidák kutatásában emellett is számtalan rendszer vesz részt, például a Catalina Sky Surveyt megelőző Linear (Lincoln Near-Earth Asteroid Research) vagy a Neowise, amit ugyan eredetileg nem aszteroidák megfigyelésére hoztak létre, de a karakterizálásukban komoly segítséget nyújt.

A kisbolygókat ugyanis nem elég megtalálni, de alaposan fel is kell térképezni őket, hogy pontos adatokat kapjunk a pályájukról, az összetételükről, a sebességükről, így pedig egy esetleges becsapódás várható erejéről, következményeiről is. Az aszteroidák karakterizációját a NASA a Neowise-on kívül eddig főként a Hawaii Mauna Kea tűzhányón felállított Infrared Telescope Facility távcsővel végezte, de nagy segítséget nyújtanak az olyan radarrendszerek is, mint a Goldstone vagy az Arecibo. Bár ezek a műszerek arra alkalmatlanok, hogy új aszteroidákat azonosítsanak, de ha a kutatók már tudják, hogy mit keressenek, akkor nagyon hasznos információkhoz juthatnak az égitestek alakját, méretét, kompozícióját illetően.

Több százezer új földközeli égitest

Az aszteroidák karakterizációjának várhatóan igen komoly lökést fog adni a 2025-ben induló Near-Earth Object Surveillance Mission (NEOSM), amely a Neowise feladatait veszi át. A programot vezető Amy Mainzer szerint a misszió célja, hogy az objektumok karakterizációjával, nyomon követésével kritikus fontosságú adatokat szolgáltassanak a döntéshozóknak, ami alapján meghatározhatják a becsapódás várható idejét, erejét, ez alapján pedig még időben kidolgozhassák a megfelelő stratégiát a védekezésre. Bár a NEOSM elsődleges célja, hogy azonosítsa és karakterizálja a 140 méternél nagyobb aszteroidákat, Mainzer szerint az sem lehetetlen, hogy száz évre előre meghatározzák minden, ötven méternél nagyobb aszteroida és üstökös várható becsapódási helyét és idejét.

A NEOSM missziónak már a puszta léte is komoly siker a földközeli objektumok kutatásában, hiszen az eredetileg NEOCam néven kidolgozott projekt már 2006 óta az asztalon van, ám az elindításához szükséges pályázati pénzeket évről-évre más projektek kapták meg. Ennek a problémának az áthidalására a NASA végül 2019-ben a Bolygóvédelmi Koordinációs Iroda felügyelete alá vonta a projektet, amely így pályáztatás nélkül, közvetlenül kaphatja meg az 500-600 millió dolláros támogatást.

Maga a műszer, a NEO Surveyor egyébként egy meglepően kicsi, mindössze 50 centiméteres apertúrájú távcső, ami az infravörös tartományban működik. Ezáltal könnyedén meg tudja különböztetni a földközeli objektumokat a csillagoktól, ugyanis előbbiek az infravörös tartományban jóval fényesebbnek látszanak, az alacsonyabb hőmérsékletüknek köszönhetően. A NEO Surveyortól azt várják, hogy egészen új távlatokat nyit a földközeli objektumok felfedezésében, az eredetileg ötévesre tervezett, de Mainzer szerint akár 10-12 évig tartó misszió keretében nagyjából háromszázezer új NEO felfedezésére számítanak.

Hogyan hárítanánk el egy aszteroidát?

Az aszteroidák megfigyelése a védekezés első fázisa, de a tragédia megakadályozásához valahogy el is kell hárítani a fenyegető veszélyeket. Ezen lehetőségek feltérképezését a NASA már korábban megkezdte, 2022-ben pedig elvégzik az első éles tesztet is. A DART (Double Asteroid Redirection Test, avagy dupla aszteriodaeltérítő teszt) program keretében az űrügynökség egy szondát vezet bele a Dimorphos aszteroidába, ami a Didymos körül keringő kisebb égitest, kvázi a nagyobb kisbolygó holdja. A projekten mérnökként dolgozó Elena Adams elmondta, hogy a 2021. július 22-én induló küldetés során számos új technológiát demonstrálnak, például a kifejezetten aszteroidaküldetésekhez kifejlesztett, kis energiájú Next-C ionhajtóművet, a rendkívül kis tömegű, feltekerhető ROSA napelemeket, az automata SMART navigációs rendszert és a DRACO képalkotó műszert. A tervek szerint az aszteroidát megközelítve az 500 kilogrammos DART másodpercenként hat kilométeres sebességgel csapódik bele a Dimorphosba, egy időre eltérítve az eredeti pályájáról az égitestet. Az ütközés előtt a DART kioldja az olasz űrügynökség által készített LiciaCube nevű mikroműholdat, amely fotókat fog visszaküldeni a Földre.

A küldetés számos nehézséget rejt magában, hiszen a távolságából és a méretéből fakadóan a kutatók egyelőre azt sem tudják, pontosan hogyan néz ki a célba vett aszteroida, így pedig a becsapódást is nehéz pontosan megtervezni. A tervek szerint 2022. szeptember 30-án, amikor a DART megközelíti a Didymost és a Dimorphost, az égitest mintegy 11 millió kilométerre lesz a Földtől, ilyen távolságból pedig már az is szép teljesítmény, ha sikerül eltalálni a gízai piramisoknál is kisebb aszteroidát. A küldetés következő részében aztán az Európai Űrügynökség is bekapcsolódik az AIDA név alatt futó misszióba, akik a Hera projekt keretében 2027-ben egy másik szondát küldenek a Dimorphoshoz, hogy feltérképezzék a becsapódás nyomait. Adams megnyugtatólag hozzátette, hogy a küldetést számos szimuláció előzte meg, amelyek alapján a kísérlet semmiképpen sem jelenthet veszélyt a Földre.

A NASA első élesben zajló aszteroidaeltérítő tesztjén egy szondát ütköztetnek egy kisbolygóval A holnap reggel induló DART misszió a Föld aszteroidabecsapódás elleni védelmének egyik lehetséges módszerét vizsgálja: a szonda jövő szeptemberben éri a Didymos kísérőjét, a Dimorphost, és egyenesen nekiütközik, hogy eltérítse pályájáról.

Ahogy látható tehát, egyelőre távol vagyunk attól, hogy olajfúró szakemberek atombombával robbantgassák fel a Földre veszélyes aszteroidákat, de a jóval kifinomultabb módszerek miatt ilyesmire a jövőben is aligha lesz szükség. A potenciálisan veszélyes aszteroidák a hollywoodi filmek kitalált világával ellentétben egyébként sem a semmiből bukkannak elő, ha pedig a fent vázolt projektek befejeződnek, akkor évtizedekre, sőt, akár évszázadokra előre tudni fogunk az összes lehetséges veszélyről, ami a Földet fenyegeti, így megfelelően sok időnk marad azok elemzésére és elhárítására.