Broń atomowa może uchronić Ziemię przed nadlatującymi asteroidami

Popularnym motywem filmów katastroficznych jest zagrożenie Ziemi ze strony asteroidy. Wizją taką zajmują się nie tylko filmowcy, ale też naukowcy i agencje kosmiczne, prowadzące programy ochrony planety przed zagrożeniami. O tym, na ile realny to problem, przekonaliśmy się dobitnie, gdy przed 8 laty nad Czelabińskiem rozpadł się meteoryt. Naukowcy wciąż zastanawiają się, co zrobić, gdyby asteroida leciała w kierunku Ziemi. Autorzy najnowszych badań twierdzą, że rozbicie go nie byłoby takim złym pomysłem, jak się dotychczas wydawało.

Nieproszonych gości z kosmosu możemy z grubsza podzielić na dwie kategorie. Wielkie obiekty, których upadek mógłby zagrozić istnieniu cywilizacji czy nawet naszego gatunku, oraz obiekty mniejsze, zdolne np. do zniszczenia miasta. Te wielkie znamy niemal wszystkie, są one obserwowane, ich trajektorie zostały zbadane i eksperci zapewniają, że w ciągu najbliższych 100 lat żaden z nich nam nie zagraża. A nawet gdyby zagrażał, to współczesna technologia pozwoli na zauważenie takiego obiektu na kilkadziesiąt lat przed uderzeniem w Ziemię, pozostanie zatem sporo czasu na opracowanie i wdrożenie systemu obrony.

Najczęściej rozważanym scenariuszem jest zmiana trajektorii takiego obiektu, czy to poprzez pomalowanie go farbą zmieniającą sposób, w jaki będzie rozgrzewał się od Słońca, czy dołączenie do niego urządzenia, stopniowo spychającego go z kursu czy to rozbicie o jego powierzchnię pojazdu lub materiału wybuchowego. Rozbijanie samej asteroidy jest natomiast bardzo ryzykowne, gdyż na Ziemię mógłby spaść cały deszcz odłamków, a więc powierzchnia zniszczeń będzie znacznie większa. Ponadto trajektorii takich fragmentów nie da się przewidzieć.

Znacznie gorzej wygląda sytuacja w przypadku mniejszych obiektów. Większości z nich nie znamy, a jeśli będziemy mieli szczęście i zauważymy taki obiekt przed wejściem w atmosferę Ziemi, to będzie to na dni lub tygodnie przed upadkiem.
Patrick K. King z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa i Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) oraz jego koledzy z LLNL – Megan Syal, David Dearborn, Robert Managan, J. Owen i Cody Raskin – poinformowali na łamach Acta Astronautica o wynikach symulacji zniszczenia niewielkiego obiektu kosmicznego za pomocą broni atomowej.

King i jego zespół uważają, że użycie broni atomowej byłoby dobrą strategią obrony przed niewielkim późno wykrytym obiektem zagrażającym Ziemi. Na zmianę trajektorii takich późno wykrytych obiektów nie będzie bowiem czasu. W swoich obliczeniach naukowcy skupili się na zbadaniu, w jaki sposób asteroidy o różnych orbitach i różnych prędkościach zachowają się po rozbiciu. Przyjęto przy tym, że zagraża nam asteroida o kształcie podobnym do Bennu i średnicy 100 metrów, czyli ok. 1/5 średnicy Bennu.

Analizy przeprowadzono dla pięciu różnych orbit asteroidy, która na dwa miesiące przed przewidywanym uderzeniem w Ziemię zostałaby trafiona 1-megatonową głowicą atomową. Z obliczeń wynika, że w takim przypadku udałoby się co najmniej 1000-krotnie zmniejszyć masę materiału, który spadnie na planetę. Innymi słowy, 99,9% masy minie planetę. Inaczej wyglądałaby sytuacja, w przypadku większej asteroidy. W jej wypadku eksplozja nie spowodowałaby tak dużego rozproszenia materiału, ale i tak aż 99% jej masy ominęłaby Ziemię. Jednak pod warunkiem, że asteroidę zniszczono by na 6 miesięcy przed uderzeniem w planetę.

Jeśli chcemy ocenić skutki takiego postępowania, to musimy modelować orbity wszystkich fragmentów powstałych w wyniku rozbicia asteroidy. To daleko trudniejsze niż modelowanie orbity pojedynczego obiektu, stopniowo spychanego z kursu, mówi King. Musimy jednak poradzić sobie z tymi obliczeniami, jeśli chcemy oszacować szanse powodzenia strategii polegającej na rozbiciu asteroidy.

Naukowcy podkreślają, że najważniejszym efektem ich pracy jest wykazanie, iż użycie broni atomowej do rozbicia asteroidy to bardzo efektywna metoda obrony na ostatnią chwilę. Skupiliśmy się na obronie ostatniej szansy, czyli na sytuacji, gdy rozbijamy asteroidę na krótko przed jej uderzeniem. W sytuacjach zaś, gdy mamy dużo czasu – dziesiątki lat – znacznie lepiej użyć takiego ładunku do zepchnięcia asteroidy z kursu, stwierdza King.

Jeśli zauważymy niebezpieczny obiekt zmierzający w kierunku Ziemi i będzie zbyt późno, by zmienić jego kurs, najlepszym obecnie rozwiązaniem jest rozbić go tak, by większość fragmentów ominęła Ziemię. Tutaj jednak problem się komplikuje. Jeśli rozbijemy asteroidę na kawałki, powstanie chmura odłamków, z których każdy będzie miał własną orbitę wokół Słońca, a ponadto wchodzą tutaj w grę też oddziaływania grawitacyjne zarówno pomiędzy nimi jak i pomiędzy nimi a planetami. Taka chmura będzie miała tendencję do rozciągania się na zakrzywiony strumień rozciągający się wzdłuż oryginalnej trajektorii asteroidy. Od tego, jak szybko się ona rozproszy zależy, jak wiele fragmentów spadnie na Ziemię, dodaje J. Owen.

Jak już informowaliśmy, na rok 2024 NASA planuje test kosmicznego impaktora. Skądinąd jednak wiadomo, że rozbijanie asteroid to niełatwe zadanie i obrona przed nimi może być trudniejsza niż się wydaje.

broń atomowa asteroida Ziemia obrona