DART ja asteroidi

DART antaa asteroidille uuden suunnan

Nykyään ei voida tehdä mitään, kun iso asteroidi ja Maa joutuvat törmäyskurssille. Syyskuun lopussa avaruusluotain DART testaa taktiikkaa, joka saattaa vielä pelastaa meidät tuholta.

Nykyään ei voida tehdä mitään, kun iso asteroidi ja Maa joutuvat törmäyskurssille. Syyskuun lopussa avaruusluotain DART testaa taktiikkaa, joka saattaa vielä pelastaa meidät tuholta.

JHAUPL/NASA/Shutterstock

Dinosaurukset kokivat kovia, kun kymmenkilometrinen asteroidi osui Maahan 66 miljoonaa vuotta sitten ja tuhosi niin paljon luontoa, että elämän säilyminen vaarantui.

Raju isku tappoi kolme neljäsosaa erilaisista eliöistä ja päätti suurten muinaismatelijoiden valtakauden maapallolla.

Vastaavalla tapahtumalla olisi nykyään arvaamattomat seuraukset, ja siksi tutkitaan mahdollisuuksia estää asteroideja osumasta Maahan.

Erään keinon toimivuudesta saadaan tietoa syyskuussa 2022.

Yhdysvaltojen ilmailu- ja avaruushallintovirasto Nasa törmäyttää silloin arkkupakastimen kokoisen luotaimen asteroidiin.

21 000 km/h on nopeus, jolla 610 kiloa painava DART-luotain iskeytyy Dimorphos-kuuhun.

DART- eli Double Asteroid Redirection Test -niminen luotain painaa 610 kiloa ja suorittaa ohjusmaisesti itsemurhaoperaation ihmiskunnan hyväksi.

Bennu uhkaa vuonna 2200

Aurinkokunnassa on miljoonia keskustähteä kiertäviä asteroideja. Pienimmät niistä ovat kivimäisiä kappaleita, mutta osa niistä kuuluu pikkuplaneettoihin.

Teleskooppitutkimusten ansiosta tunnetaan noin 27 000 Maan lähelle tulevaa asteroidia, jotka joko liikkuvat maapallon lähiympäristössä tai kulkevat sen kiertoradan poikki.

Nasa tarkkailee erityisesti läpimitaltaan vähintään 140-metrisiä asteroideja, jotka käyvät alle 7,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta. Etäisyys vastaa noin 20:tä Maan ja Kuun välistä matkaa.

Kyse on pienestä joukosta Maata uhkaavia asteroideja (englanniksi PAH, potentially hazardous asteroids). Tähtitieteen näkökulmasta tarkasteltuna nämä asteroidit tulevat siis huolestuttavan lähelle maapalloa.

Aurinkoa kiertävien asteroidien rata voi vähitellen muuttua hieman muiden taivaankappaleiden painovoiman vaikutuksesta. Jo melko pieni radan muutos voi johtaa siihen, että asteroidi ja Maa ovat vaarassa joutua törmäyskurssille.

Maata uhkaaviin asteroideihin kuuluu Bennu, jonka läpimitta on noin puoli kilometriä. Se saattaa osua maapalloon vuoden 2200 tienoilla.

Bennu

Asteroidi Bennu voi osua Maahan vuoden 2200 tienoilla. Muun muassa siksi Nasa tutki Bennua vuonna 2021 OSIRIS-REx-luotaimella, joka on jo tuomassa siitä ottamiaan näytteitä Maahan.

© University of Arizona/Goddard/NASA

Bennu ei ole niin iso, että se voisi aiheuttaa 66 miljoonaa vuotta sitten tapahtuneen kaltaisen joukkotuhon. Tuolloin Maahan iskeytyneen asteroidin on arvioitu olleen läpimitaltaan ainakin kymmenen kilometriä. Bennulla on kuitenkin edellytykset hävittää luonto koko Pohjolan laajuiselta alueelta.

Iskussa vapautuu noin 80 000 kertaa niin paljon energiaa kuin vapautui Yhdysvaltojen vuonna 1945 Japanissa Hiroshimaan pudottaman ydinpommin räjähtäessä.

Asteroidit yllättävät

DART-ohjelmassa tutkitaan, voiko ihmiskunta siirtää jollain laitteella Maata uhkaavia asteroideja uudelle radalle, joka johtaa ne pois vaaravyöhykkeeltä.

Teoriassa jo pieni tönäisy voi riittää antamaan asteroidille Maan näkökulmasta tarkasteltuna turvallisemman suunnan.

Taktiikkaa on hiottu osana Nasan hanketta, jossa kehitetään keinoja torjua tehokkaasti ja nopeasti avaruudesta tulevia uhkia.

Lasertykit, törmäysluotaimet ja ydinaseet on mainittu välineinä, joilla on mahdollista ehkäistä mahdollisesti hyvin tuhoisia asteroidi-iskuja.

Asteroidi ja Maa
© Shutterstock/Ken Ikeda Madsen

1. Asteroidia ammutaan laserilla

Asteroidiin suunnataan tehokas lasertykki, joka polttaa sen pinnasta ainetta. Kaasuuntuessaan aine työntää asteroidia päinvastaiseen suuntaan – samalla tavalla kuin pakokaasu työntää rakettia.

DART ja asteroidi
© Shutterstock/Ken Ikeda Madsen

2. Asteroidia siirretään törmäysluotaimella

Avaruusalusta voidaan käyttää ammuksena, joka muuttaa asteroidin rataa. Mitä kauempana Maasta asteroidiin osutaan, sitä enemmän rata muuttuu. Nasan mukaan ei ole takeita siitä, että menetelmä tepsii suurimpiin asteroideihin.

Valkoinen asteroidi
© Shutterstock/Ken Ikeda Madsen

3. Asteroidi maalataan vaaleaksi

Asteroidit heijastavat auringonsäteitä sen mukaan, kuinka tummia ne ovat. Maalaamalla asteroidi vaaleaksi heijastavuutta voidaan lisätä. Sillä on vaikutusta niin sanottuun säteilypaineeseen, joka siirtää asteroidia hitaasti.

Asteroidi, pommitus
© Shutterstock/Ken Ikeda Madsen

4. Asteroidi räjäytetään

Kun asteroidilla tai sen lähellä räjäytetään ydinpommi, asteroidi hajoaa tai sen rata muuttuu. On kuitenkin olemassa vaara, että jokin pienemmistä kappaleista osuu Maahan.

Maapallo kiertää nimittäin Aurinkoa kosmisella ampumaradalla, jossa useat kappaleet ovat aiheuttaneet täpäriä tilanteita viime aikoina.

Vuonna 2019 Maan ohitti 130-metrinen 2019 OK -asteroidi vain 70 000 kilometrin etäisyydellä, joka on vain kuudesosa Maan ja Kuun välisestä matkasta.

2019 OK tuli kuin salama kirkkaalta taivaalta, sillä asteroidi havaittiin vain päivää ennen Maan ohitusta.

Syynä siihen, että 2019 OK huomattiin niin myöhään, oli sen erikoinen rata. Sitä on sittemmin analysoitu.

Nyt tiedetään, että 2019 OK ensinnäkin liikkui useimpia muita asteroideja hitaammin. Lisäksi 2019 OK:n tulokulma Maan kiertorataan nähden selitti sen, miksi tavallisilla teleskoopeilla tarkasteltuna asteroidi vaikutti melkeinpä pysyvän paikallaan, vaikka se tosiasiassa lähestyi Maata.

70 000 kilometriä oli 130 metriä leveän 2019 OK -asteroidin ja Maan välinen etäisyys pienimmillään.

On alettu kehittää menetelmiä, joilla yllättävät asteroidit voidaan havaita aikaisemmin.

Yksi kehityshankkeista on NEO Surveyor -niminen infrapunateleskooppi, joka on tarkoitus lähettää avaruuteen vuonna 2026. Nasan mukaan avaruusteleskoopilla on mahdollista löytää Maata uhkaavia asteroideja, jotka käyvät alle 45 miljoonan kilometrin päässä sen radasta.

Kun NEO Surveyorin kaltaiset teleskoopit huomaavat, että asteroidi ja Maa ovat joutuneet törmäyskurssille, jotain pitää tehdä uhkan torjumiseksi. Ja juuri tässä DART-luotain tulee mukaan kuvaan.

DART lähetettiin marraskuussa 2021 kohti Didymos-pikkuplaneettaa, jolla on oma kuu. Kyse on siis eräänlaisesta kaksoisasteroidista.

Pikkuplaneetta ei ole Maan näkökulmasta tarkasteltuna vaarallinen, sillä se ei uhkaa osua kiertoradallaan Auringon ympäri maapalloon. Didymos sopii kuitenkin erinomaisesti kohteeksi, jonka avulla voidaan selvittää, onko törmäysluotaimella mahdollista muuttaa asteroidin rataa.

Valintaa puolsi sekin, että yhtä läheltä Maata ei löydy toista Didymosin kokoista asteroidia ja että sillä on seuraa.

Didymosia kiertää siis kuu, Dimorphos, josta on käytetty myös englanninkielistä nimitystä Didymoon. Dart-luotaimen tähtäisemmässä onkin pikkuplaneetan sijasta sen 160-metrinen kuu.

Kun luotain iskeytyy kuuhun, toivotaan, että törmäys saa aikaan metrien levyisen kraatterin ja sinkoaa avaruuteen pölypilven.

Pölypilveä voidaan havainnoida Maassa sijaitsevilla teleskoopeilla. Ensin otetaan selvää, onko DART osunut maaliin.

Siitä, onko törmäys vaikuttanut toivotulla tavalla, on hieman vaikeampi ottaa selvää.

Törmäykset torjuvat uhkia

DART painaa vain 610 kiloa. Dimorphosin massaksi on sen sijaan määritetty 4 800 000 kiloa. Niinpä kolaus ei ole kovinkaan kova.

Laskelmien mukaan törmäyksen voima on kuitenkin niin suuri, että se lyhentää Dimorphosin 11,9 tunnin pituista kiertoaikaa useita minuutteja.

Kiertoajan lyheneminen voidaan todeta tarkkailemalla kuuta teleskoopeilla ja vertaamalla havaintoja törmäyksen tietokonemalliin. Vertailu paljastaa, vastaako mallinnuksen tulos todellisuutta.

Siinä tapauksessa, että DART-operaatio onnistuu eli luotain muuttaa kuun rataa, voidaan odottaa, että törmäystaktiikalla pystytään torjumaan Maan lähelle tulevien asteroidien aiheuttamaa uhkaa. Vaikka teleskoopit eivät ole paljastaneet yli 140-metrisiä asteroideja, jotka voivat osua Maahan seuraavien 100 vuoden aikana, yllätysten varalle on hyvä varautua: arvioiden mukaan tällaisista asteroideista tunnetaan vain noin 40 prosenttia.

On siis mahdollista, että Maata kohti kiitää yhtä tuhoisa kappale kuin se asteroidi, joka tappoi dinosaurukset. Kunnon tälli voisi kuitenkin työntää sen sivuun.