خبرکاو:

دفاع سیاره ای تلاش برای نظارت و محافظت از زمین در برابر سیارک ها، دنباله دارها و سایر اجرام در فضا است.

به گفته ناسا، گرانش زمین روزانه بیش از صد تن (بیش از 90 تن متریک) اجسام کوچک و غبار را از فضا جذب می کند. بیشتر این مواد در اتمسفر بدون هیچ تاثیری بر روی سیاره می سوزند. تکه های بزرگتر ممکن است یک رگه روشن از نور را تولید کنند که در آسمان شب قابل مشاهده است یا یک شهاب سنگ کوچک را برای شکارچی سنگ پیدا کند.

جو زمین که در مقایسه با سطوح در معرض دید بیشتر عطارد یا ماه ضخیم و محافظ است، خطرات این برخوردهای کوچک را کاهش می دهد.

مطالب مرتبط: انفجار شهاب سنگ چلیابینسک در 10 سال پیش بر فراز روسیه یک زنگ بیدار کننده دفاع سیاره ای بود.

اما زندگی روی زمین قبلاً به دلیل برخورد سیارک‌ها به شدت تغییر کرده است. به عنوان مثال، دهانه Chicxulub ، شواهدی از برخورد سیاره‌ای است که منجر به انقراض دایناسورهای غیر پرندگان شد. سیستم‌های دفاعی سیاره‌ای برای شناسایی اجرام بالقوه مضر (PHO، در اصطلاحات دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای ناسا) در نزدیکی زمین کار می‌کنند. در حالی که این سیستم ها هنوز هیچ تهدید بزرگی را شناسایی نکرده اند یا با آن مقابله نکرده اند، ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و سایر سازمان ها در حال آماده شدن برای تغییر مسیر یا نابودی اشیاء خطرناک هستند.

امروزه، تلسکوپ‌های سراسر جهان به طور منظم آسمان را اسکن می‌کنند تا اجسامی را که در معرض خطر سقوط به سیاره ما هستند، پیدا کنند. کاتالوگ‌هایی مانند این از مرکز مطالعات اجسام نزدیک به زمین ناسا (CNEOS) سطوح تهدید و سایر داده‌های مربوط به این اجرام را فهرست می‌کنند تا قبل از برخورد هر جرم شناخته‌شده با سیاره، هشداری وجود داشته باشد.

در همین حال، محققان در حال توسعه روش هایی برای تغییر فیزیکی مسیر PHOs و دفاع از سیاره در برابر برخوردهای فاجعه آمیز هستند.

سیستم دفاعی سیاره ای کنونی زمین چیست؟

بیشتر سیستم دفاعی کنونی سیاره نه بر دفاع فعال بلکه بر شناسایی خطرات احتمالی متمرکز شده است. چندین سازمان، از جمله ناسا و CNEOS آن، در ردیابی و طبقه بندی اجرام نزدیک به زمین (NEOs) مشارکت دارند. در سال 2022، آزمایش تغییر مسیر دوگانه سیارک ناسا (DART) ناسا اولین آزمایشی بود که روش عملی انحراف NEO را آزمایش کرد و توانایی آژانس را برای هدف قرار دادن و ارسال یک فضاپیما برای برخورد با یک شی در فضا و در نتیجه تغییر مسیر آن نشان داد.

مطالب مرتبط: اگر یک سیارک واقعاً زمین را تهدید کند، یک ماموریت دفاعی سیاره ای چگونه خواهد بود؟

سازمان‌های بین‌المللی که روی دفاع سیاره‌ای کار می‌کنند عبارتند از: شبکه بین‌المللی هشدار سیارک (در برگه جدید باز می‌شود) و دفتر امور فضایی سازمان ملل متحد (بازشده در برگه جدید) . هر دو سازمان در کنفرانس های برنامه ریزی جهانی و تمرینات دفاع سیاره ای شرکت می کنند. مرکز سیاره کوچک اتحادیه بین المللی نجوم (در برگه جدید باز می شود) فهرستی از NEO ها و "رویکردهای نزدیک" را نگه می دارد.

در سال 2016، ناسا دفتر هماهنگی دفاع سیاره ای خود را برای مدیریت شبکه ای از مشارکت ها و پروژه ها در داخل ایالات متحده ایجاد کرد. ناسا با چندین تحلیل آسمان زمینی کار می کند تا فهرستی از اجرام بالقوه خطرناک را حفظ کند. این طرح‌ها شامل تحلیل آسمان کاتالینا (دانشگاه آریزونا)، Pan-STARRS (دانشگاه هاوایی)، تحقیقات سیارک‌های نزدیک زمین لینکلن (موسسه فناوری ماساچوست) و ساعت فضایی (دانشگاه آریزونا) است.

چندین تلسکوپ نیز سیارک ها را از فضا رصد می کنند. یکی از تلسکوپ‌های فضایی که به طور منظم برای جستجوهای NEO استفاده می‌شود، NEOWISE است. این تلسکوپ که در ابتدا کاوشگر مادون قرمز میدان وسیع (WISE) نام داشت، در سال 2009 به فضا پرتاب شد و در سال 2013 از خواب زمستانی احیا شد و به موفقیت غافلگیرکننده و طولانی مدت رسید. یک ویدیوی تایم لپس در سال 2022 از 12 سال مشاهدات NEOWISE صدها میلیون شی را نشان داد. طبق وب سایت مأموریت (در برگه جدید باز می شود) تلسکوپ جدیدی به نام NEO Surveyor قرار است در سال 2028 پرتاب شود.

طبق بیانیه سال 2014 ناسا (در برگه جدید باز می شود) ناسا از دهه 1970 NEO ها را ردیابی کرده است. در سال 2010، ناسا به کنگره گزارش داد که حداقل 90 درصد از NEOهای بالقوه خطرناک با قطر بزرگتر از 0.62 مایل (1 کیلومتر) را پیدا کرده است. اما این آژانس همچنین وظیفه یافتن حداقل 90 درصد از NEOهای بالقوه خطرناک با قطر 140 متر (460 فوت) یا بزرگتر را داشت. طبق بیانیه دانشگاه آریزونا ، تا سال 2021، ناسا تخمین زد که کمتر از نیمی از این اجرام شناسایی و طبقه بندی شده اند، و توسعه دهندگان NEO Surveyor امیدوارند که تلسکوپ ظرف یک دهه پس از پرتاب، جاهای خالی را پر کند.

زمین از چه چیزی نیاز به دفاع دارد؟

به گفته آزمایشگاه رانش جت ناسا، اجرام بالقوه خطرناک نزدیک به زمین، سیارک‌ها و سایر زباله‌های فضایی در حدود 30 میلیون مایل (48 میلیون کیلومتر) از زمین هستند که می‌توانند به اندازه‌ای بزرگ باشند که باعث تلفات و آسیب‌های انبوه به سیاره شوند - حدود 460 فوت عرض دارند. (در برگه جدید باز می شود) . بسته به اندازه، سرعت، زاویه و منطقه برخورد، این اجسام می توانند جان میلیاردها نفر را در اثر برخورد و در سونامی، زلزله و آتش سوزی بعدی تهدید کنند.

اما اجسام کوچکتر نیز می توانند تهدیدی باشند. به عنوان مثال، در سال 2013، یک سیارک تقریباً 56 فوتی (17 متری) بر فراز چلیابینسک روسیه شکست و شیشه ها را شکست و صدها نفر را مجروح کرد. در سال 1908، یک شی 130 فوتی (40 متری) بر فراز تونگوسکا، روسیه منفجر شد و درختان بیش از 825 مایل مربع (2137 کیلومتر مربع) را صاف کرد. حدود 50000 سال پیش، قبل از شروع تمدن بشری، سنگی به قطر حدود 150 فوت (46 متر) به آریزونای کنونی برخورد کرد و دهانه شهاب سنگ یا دهانه بارینگر را که امروزه تقریباً 0.7 مایل (1.2 کیلومتر) عرض دارد، پشت سر گذاشت .

با این حال، اشیاء بزرگتر هنوز هم بیشترین نگرانی را دارند. شواهدی از تخریب جهانی ناشی از ضربه‌های گذشته، به نفع دفاع‌های سیاره‌ای است.

مطالب مرتبط: آخرالزمان سیارک: یک سنگ فضایی چقدر باید بزرگ باشد تا به تمدن بشری پایان دهد؟

حدود 66 میلیون سال پیش، اکوسیستم های زمین و گروه های حیوانی مسلط آن - یعنی دایناسورها - برای همیشه تغییر کردند وقتی یک شی به عرض حدود 6 مایل (10 کیلومتر) با این سیاره برخورد کرد و Chicxulub با عرض 110 مایل (180 کیلومتر) را پشت سر گذاشت. دهانه در مکزیک

یک سیارک حتی بزرگتر - احتمالاً دو برابر بزرگتر از قاتل دایناسورها - دهانه 159 کیلومتری وردفورت را در آفریقای جنوبی ترک کرد. از آنجا که آن ضربه گیر 2 میلیارد سال پیش به سیاره برخورد کرد، اما بیشتر دهانه و شواهد نیروی مخرب آن فرسایش یافته است. علیرغم اینکه به طور بالقوه بزرگترین رویداد آزادسازی انرژی در تاریخ زمین را نشان می دهد، برخورد سیارک هیچ نشانه ای از آتش سوزی جنگل ها و انقراض دسته جمعی که همراه با سیارک داینا کش همراه بود، به جای نگذاشت. به این دلیل که در آن زمان، تمام حیات روی زمین تک سلولی بود.

چگونه یک سیستم دفاعی سیاره ای از زمین در برابر برخورد محافظت می کند؟

قدرت کنونی سیستم دفاعی سیاره‌ای زمین، توانایی آن در ارائه پیش‌اخطار است. امید این است که تلاش‌ها برای مشاهده و پیش‌بینی NEOها ماه‌ها، سال‌ها یا حتی دهه‌ها برنامه‌ریزی و پاسخ به یک تهدید سیاره‌ای را ممکن کند. هر چند از نظر حفاظت بتن، همه اینها فرضی است.

مطالب مرتبط: فقط چند سیارک تهدید کننده وجود دارد؟ این پیچیده است.

گروهی از دانشمندان و مهندسان پاسخ های ممکن مختلفی را برای جلوگیری از برخوردهای خطرناک با زمین پیشنهاد کرده اند. پاسخ‌ها عمدتاً شامل سه نوع مداخله است که همگی برای براندازی هدف از مسیر طراحی شده‌اند: کوبیدن یک فضاپیما به هدف، کشیدن آن با استفاده از گرانش ، و تبخیر بخشی (یا تمام) سیارک با استفاده از انفجارهای هسته‌ای.

در اولین نوع مداخله، دانشمندان و مهندسان می‌توانند فضاپیما را بفرستند تا به‌عنوان مانعی برای به تاخیر انداختن یا منحرف کردن یک شی بالقوه خطرناک عمل کنند. از آنجایی که هم زمین و هم PHO دائماً در فضا در حال حرکت هستند، تغییر سرعت حرکت یک سیارک یا جسم دیگر می‌تواند باعث شود که قرار ملاقات پیش‌بینی‌شده خود را از دست بدهد. Space.com قبلا گزارش داده بود که به عنوان استراتژی "ضربه جنبشی" نیز شناخته می شود.

در سال 2022، مأموریت DART ناسا یک ضربه‌گیر جنبشی را با کوبیدن یک فضاپیما به یک سیارک کوچک و نظارت بر اختلال در حرکات آن آزمایش کرد. طبق گزارش SpaceNews.com (در برگه جدید باز می‌شود) ، چین همچنین یک مأموریت ضربه‌گیر جنبشی را اعلام کرده است که قرار است در سال 2026 پرتاب شود.

یک راه فرضی دیگر برای جلوگیری از برخورد، «تراکتور گرانشی» است، فضاپیمایی که می‌تواند مسیر PHO را با استفاده از نیروی ضعیف گرانش تغییر دهد. ناسا قصد داشت یک تراکتور گرانشی را با استفاده از جرم یک فضاپیما برای جذب یک سیارک آزمایش کند و بخشی از مواد آن را در مداری به دور ماه جابجا کند. به گفته ناسا ، مأموریت تغییر مسیر سیارک برای آزمایش تراکتورهای گرانشی، ارائه نمونه‌هایی از ترکیب سیارک‌ها و پشتیبانی از مأموریت‌های خدمه نهایی ناسا به مریخ بود (در برگه جدید باز می‌شود) . اما این ماموریت در سال 2017 لغو شد، ناسا نوشت (در برگه جدید باز می شود) در یک به روز رسانی، و تراکتورهای گرانشی تا سال 2023 آزمایش نشده باقی می مانند.

پیشنهاد اصلی نهایی برای انحراف PHO یک گزینه هسته‌ای است: ارسال یک بمب هسته‌ای (یا چندین بمب) برای منفجر شدن در بالای سطح هدف، تبخیر کردن برخی از مواد و باعث پس زدن بقیه جرم. با این حال، به گفته لیندلی جانسون، افسر دفاع سیاره‌ای ناسا، فیلم‌هایی مانند «آرماگدون» که در آن دستگاه‌های هسته‌ای روی سطح یک سیارک کار گذاشته می‌شوند، «کاملاً ساختگی » هستند.

DART چه ربطی به دفاع سیاره ای دارد؟

ماموریت DART ناسا اولین فضاپیمایی بود که هر نوع تغییر جهت فیزیکی یک سیارک را نشان داد. هدف از این ماموریت سقوط یک فضاپیما به کوچکتر از دو سیارک بود که با هم در فضا حرکت می کنند . مشاهدات این برخورد و پیامدهای آن به دانشمندان اجازه می دهد تا صحت پیش بینی ها و مدل های خود را در مورد انحراف سیارک تحلیل کنند.

سیارک بزرگتر، دیدیموس، تقریباً 2560 فوت (780 متر) عرض دارد، در حالی که سیارک کوچکتر، دیمورفوس (دیدیمون سابق) حدود 525 فوت (160 متر) است. همانطور که این جفت سیارک به دور خورشید می چرخد، دیمورفوس نیز به دور دیدموس می چرخد ​​و هر 11 ساعت و 55 دقیقه به دور آن می چرخد. نانسی چابات، دانشمند سیاره‌شناسی در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز، طی یک کنفرانس خبری گفت: برای دهه‌ها، تلسکوپ‌های زمینی مانند رصدخانه آرسیبو و تلسکوپ اکتشافی لوول توانسته‌اند این حرکت را «درست مانند ساعت‌گردی» ردیابی کنند. قبل از راه اندازی DART.

مدار دقیق مدل‌سازی شده دیمورفوس، سیارک کوچک را به یک هدف عالی برای DART تبدیل کرد. محققان نه تنها می‌دانستند که این جفت سیارک هیچ تهدیدی برای زمین ایجاد نمی‌کند (حتی اگر از مسیر فعلی خود خارج شود)، بلکه دانشمندان می‌توانند دقیقاً چگونگی تأثیر این برخورد بر حرکت سیارک‌ها را تعیین کنند. هرگونه عقب نشینی از مسیر طولانی مدت پیش بینی شده آنها باید از تاثیر DART ناشی شود.

میزان دقیق تغییر در مسیر دیمورفوس به محل برخورد، سطح و ترکیب داخلی سیارک بستگی دارد، و پس از برخورد خرده‌ها تکان خوردند و به بیرون پرتاب شدند.

دانشمندان مأموریت DART دریافتند که این ضربه سه برابر مؤثرتر از انتقال ساده حرکت از فضاپیما به سیارک بوده است - احتمالاً به دلیل حداقل 2.2 میلیون پوند (1 میلیون کیلوگرم) زباله که از Dimorphos به پرواز درآمده است. ایجاد یک دم تماشایی و تغییر مسیر سیارک کوچکتر برای همیشه.

منابع اضافی

یک شبیه‌سازی «تبل‌میزی» از آمادگی آژانس‌های ایالات متحده برای پاسخ به برخوردهای تهدیدآمیز سیارک در سایت CNEOS را بخوانید (در برگه جدید باز می‌شود) . برای اینکه ببینید چگونه دانشمندان ممکن است برای انحراف یک سیارک کار کنند، این ویدیو را از انجمن سیاره ای تماشا کنید (در برگه جدید باز می شود) . اگر می‌خواهید عمیق‌تر به دفاع سیاره‌ای بپردازید، کتاب « تاریخچه تحقیقات اجسام نزدیک زمین (در برگه جدید باز می‌شود) » (انتشار خود، 2022) را تحلیل کنید.

کتابشناسی - فهرست کتب

جونز، A. (2022، 12 ژوئیه). چین شیء نزدیک به زمین 2020 PN1 را برای مأموریت انحراف سیارک هدف قرار می دهد. اسپیس نیوز https://spacenews.com/china-to-target-near-earth-object-2020-pn1-for-asteroid-deflection-mission/ (در برگه جدید باز می شود)

Loff, S. (2014، 22 آوریل). جستجوی ناسا برای سیارک ها برای کمک به محافظت از زمین و درک تاریخ ما. ناسا http://www.nasa.gov/content/nasas-search-for-asteroids-to-help-protect-earth-and-understand-our-history (در برگه جدید باز می شود)

ماهونی، ای. (2016، 13 ژوئیه). ماموریت تغییر مسیر سیارک نقطه عطف طراحی رباتیک را تکمیل می کند. ناسا http://www.nasa.gov/feature/nasas-asteroid-redirect-mission-completes-robotic-design-milestone (در برگه جدید باز می شود)

دفتر هماهنگی دفاع سیاره ای (دوم). ناسا در 25 ژانویه 2023، از https://www.nasa.gov/specials/pdco/index.html بازیابی شده است (در برگه جدید باز می شود)

نگهبان: نظارت بر برخورد زمین. (دوم). در 25 ژانویه 2023، از https://cneos.jpl.nasa.gov/sentry/ بازیابی شده است (در برگه جدید باز می شود)

استولت، دی (2021، 11 ژوئن). دانشگاه آریزونا ماموریت کشف سیارک های بالقوه خطرناک را هدایت می کند | نئو نقشه بردار | ماموریت نقشه بردار اجرام نزدیک به زمین دانشگاه آریزونا https://neos.arizona.edu/news/uarizona-lead-mission-discover-potentially-dangerous-asteroids (در برگه جدید باز می شود)

ویلسون، جی (2015، 16 آوریل). ماموریت تغییر مسیر سیارک ناسا چیست؟ ناسا http://www.nasa.gov/content/what-is-nasa-s-asteroid-redirect-mission (در برگه جدید باز می شود)