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.
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.
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.
4 tekniikkaa turvaa Maata
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.
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.
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.
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.
Törmäystä valvotaan tarkasti
610 kiloa painava DART-törmäysluotain saavuttaa kaksoisasteroidi Didymosin vuoden 2022 aikana. Järjestelmään kuuluvat pikkuplaneetta (itse Didymos) ja sen kuu, Dimorphos, jolle on tarkoitus antaa kurssia muuttava isku.
1. DART törmäytetään
Kun DART ohittaa 2001 CB21 -nimisen asteroidin, se testaa järjestelmiään, ja jatkaa matkaansa kohti Didymosia. Automaattiohjaus aktivoituu 38 000 kilometrin päässä ja vie luotaimen Dimorphosin radalle.
2. Törmäyksessä syntyy kraatteri
DART iskeytyy Dimorphosiin yli 21 000 kilometrin tuntinopeudella. Kun se osuu pintaan, muodostuu metrien levyinen kuoppa ja avaruuteen sinkoaa runsaasti pölyä. Pilveä voidaan havainnoida teleskoopeilla. Näin nähdään, osuiko DART kuuhun.
3. Teleskoopit toteavat radan muutoksen
Teleskooppiverkko seuraa tapahtumia. Koska kuu kiertää pikkuplaneettaa, seuraukset voidaan määrittää, vaikka törmäys muuttaa Dimorphosin kiertonopeutta vain 0,014 kilometriä tunnissa.
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.