Sprzeczne doniesienia w sprawie planetoidy Apophis

0

W 2004 roku NASA ogłosiła, że obiekt odkryty w trakcie rutynowego programu badań planetoid może zderzyć się z Ziemią w 2029 roku.

Pierwsze opublikowane analizy oceniały realne szanse zderzenia na 1 do 300, z każdą dodatkową porcją danych prawdopodobieństwo rosło osiągając w szczytowym momencie wartość 1 do 35, stąd też w lipcu 2005 roku obiektowi nadano nazwę Apophis, będącą w egipskiej mitologii imieniem ducha zła i ciemności.

Kolejne obserwacje oraz prowadzone badania odsuwały widmo zderzenia z Ziemią, zmniejszając jego prawdopodobieństwo w 2029 na 1 do 250 tys.

Uważa się obecnie, iż mająca 270 metrów średnicy planetoida Apophis minie w 2029 roku Ziemię w odległości 6 jej promieni, po tym niezwykle bliskim przelocie orbita Apophis znacząco się jednak zmieni, co ciągnie za sobą szereg implikacji.

Nowa ocena zagrożenia

Rosyjscy naukowcy z uniwersytetu w Petersburgu w swoim nowym raporcie wykazują, że planetoida może zderzyć się z Ziemią podczas kolejnego przelotu 13 kwietnia w 2036 roku. Amerykańskie oraz rosyjskie raporty na temat prawdopodobieństwa zderzenia są sprzeczne.

Uczeni rosyjscy uważają, iż istnieje duża szansa na to, że w 2029 roku podczas bliskiego przelotu w okolicach Ziemi Apophis trafi w tzw. “grawitacyjną dziurkę dla klucza”. Grawitacyjna dziurka od klucza to niewielki obszar, w którym wpływ Ziemi na zmianę toru planetoidy będzie dokładnie taki, że skieruje ją na trajektorię zderzenia z naszą planetą przy kolejnym powrocie planetoidy. Dziś uważa się, że takich “dziurek dla klucza”, zagrażających Apophis jest nawet kilka, jednak średnica każdej z nich nie przekracza – w zależności od definicji – od kilkuset metrów do kilku kilometrów.

Donald Yeomans, szef programu NASA badającego i katalogującego obiekty bliskie Ziemi, powiedział, że choć symulacje dokonane przez Rosjan z technicznego punktu widzenia są poprawne, to szansa na zderzenie z Ziemią w 2036 roku wynosi jedynie 1 do 250 tys. Dodał, że pod koniec 2012 i na początku 2013 roku planetoida zbliży się do Ziemi, co pozwoli na bardziej dokładne badania za pomocą obserwacji teleskopowych i radarowych. Jeśli wtedy okaże się, że prawdopodobieństwo zderzenia z Ziemią jest duże, NASA będzie mieć za zadanie opracowanie systemów zdolnych zmienić orbity planetoid.  Wśród kilku rozpatrywanych sposobów najprostszym jest wykorzystanie technologii użytej 4 lipca 2005 r., kiedy impaktor sondy Deep Impact uderzył w kometę Tempel 1. Innym sposobem jest wykorzystanie “kosmicznego holownika”, który orbitując wokół planetoidy i wykorzystując oddziaływanie grawitacyjne, ściągałby ją w swoim kierunku.

Polski wkład w badania

Dziś dysponujemy ponad tysiącem obserwacji pozycyjnych oraz obserwacjami radarowymi zebranymi w okresie od marca 2003 (część z nich wykryto w danych zebranych przed odkryciem planetoidy) do stycznia 2009 r. Obecnie trwają badania mające uściślić przewidywania trajektorii lotu planetoidy w 2029 roku.

Warto tu podkreślić, że również polscy naukowcy mają swój duży wkład w ustaleniu najbardziej prawdopodobnego scenariusza spodziewanego bliskiego przelotu.

Małgorzata Królikowska, Grzegorz Sitarski (oboje z Centrum Badań Kosmicznych PAN) oraz Andrzej M. Sołtan (Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie) w trakcie obliczeń wymodelowali ruch planetoidy na podstawie jej dotychczasowych obserwacji. W trakcie obliczeń uwzględniali m.in. wpływ grawitacji planet i czterech największych planetoid: Ceres, Pallas, Westy i Hygiei. Na podstawie symulacji ponad 15 tysięcy orbit, tzw. orbit wirtualnych, nieznacznie różniących się parametrami (elementami orbitalnymi), udało im się ustalić, że planetoida przejdzie najprawdopodobniej w odległości 6.064 ± 0.095 RZ (ziemskich promieni) od centrum naszej planety. Niepewność wyznacznika przelotu to 1,5 %, jednak i ta mała wartość daje możliwość na przelot planetoidy przez niesławną “dziurkę dla klucza”.

Przejście w odległości 5.7736–5.7763 RZ sprawi, że planetoida przejdzie niezwykle blisko Ziemi w roku 2036 albo się z nią zderzy, a przelot w odległości 6.3359–6.3488 RZ narazi ją na bardzo bliski przelot lub upadek w roku 2037. Wciąż nie można wykluczyć, że Apophis wpadnie w groźną, choć niewielką, dziurkę grawitacyjną. W dodatku przelot w odległości 5.97347 RZ grozi przyszłym zderzeniem w roku 2076, ale to zderzenie jest dużo mniej prawdopodobne, gdyż aby mogło zajść, planetoida musi wcześniej – w 2051 r. – przelecieć blisko Ziemi w pewnej, ściśle określonej, odległości.

Dodatkowo obliczenia wykazały, że ocena prawdopodobieństwa zderzenia w kolejnych latach zależy od sposobu selekcji i ważenia obserwacji, ale nie przekracza obecnie 0,0005%. Niepewność wyznaczenia orbity powiększa fakt, że wciąż zbyt słabo znamy kształt i powierzchnię Apophis, by móc uwzględnić w trakcie symulacji efekty niegrawitacyjne jej ruchu: wpływ ciśnienia promieniowania słonecznego i emisję promieniowania przez planetoidę.

Co by było gdyby?

Planetoida Apophis ma średnicę około 270 metrów. Zakłada się, że jej upadek wyzwoliłby energię równą 510 megatonom trotylu, czyli około 34 000 razy więcej niż energia wyzwolona przez bombę zrzuconą na Hiroszimę (szacuje się że jej moc wynosiła 15 kiloton) oraz 34 razy więcej energii wyzwolonej podczas katastrofy tunguskiej. Chociaż wartości te są przerażające, to jest jedna dobra wiadomość – zderzenie takie nie wywołałoby masowego wymierania gatunków jak to, które wydarzyło się około 65 mln lat temu i doprowadziło do tzw. wymierania kredowego. Bardziej prawdopodobna hipoteza mówi o tym, że byłoby to zdarzenie katastrofalne w skutkach, obejmujące swoim zasięgiem duży obszar całego kontynentu oraz mające znaczny wpływ na zmiany klimatu na całej kuli ziemskiej.

Co zatem robić?

Pełen obieg wokół Słońca Apophis wykonuje w ciągu 323 dni, a jego orbita jest nachylona pod niewielkim kątem 3 stopni do płaszczyzny ekliptyki. W trakcie każdego obiegu Apophis dwukrotnie przecina płaszczyznę ekliptyki w tzw. węzłach orbity, jednocześnie „przecinając” wówczas orbitę Ziemi. Dobra okazja do obserwacji pojawi się w 2012 i 2013 roku, gdy Apophis zbliży się do Ziemi na odległość rzędu kilkunastu milionów kilometrów.  Naukowcy liczą na to, że uda się wykonać obserwacje teleskopowe i radarowe, które pozwolą stworzyć symulacje rozstrzygające problem prawdopodobieństwa “trafienia” Ziemi przez Apophis. Jeśli jednak i te metody badawcze zawiodą, wtedy prawdopodobne jest wysłanie misji, której celem będzie bezpośrednie badanie planetoidy, jak miało to miejsce w przypadku misji NEAR badającej planetoidę EROS, Deep Impact – kometę Tempel-1 lub Stardust – kometę Wild-2.

W 2007 r. Planetary Society ogłosiło konkurs mający na celu opracowanie założeń misji, która miałaby zbadać Apophis. Zawody wygrała misja Foresight.  Start misji miałby się odbyć między 2012 a 2014 rokiem. W założeniach misji datę startu przyjęto na 09.05.2012, zaś “bliskie spotkanie” z Apophis na 15.03.2013, koszt misji, w trakcie której wykorzystany byłby 220 kg próbnik, szacowany jest na około 140 mln dolarów, więcej informacji na temat wygranego projektu można znaleźć tutaj.

Jak na razie nikt nie zdecydował się na sfinansowanie tej misji. Jeśli jednak by do tego doszło a misja zakończyła by się sukcesem, to niepewność jej przejścia nad Ziemią w roku 2029 dałoby się zredukować nawet i 50-krotnie w porównaniu z obecnymi wyznaczeniami. Zresztą nie tylko ten projekt mający na celu badanie Apophis nie znalazł poklasku. W marcu zeszłego roku pisaliśmy o problemach w finansowaniu obserwacji radarowych, które radioteleskop Arecibo miał wykonać w 2013 roku. Nasza wiedza na temat Apophis musi być większa, by z pewnością móc stwierdzić, że prawdopodobieństwo uderzenia w Ziemię w 2036 roku jest znikomo małe, jeśli jednak obserwacje prowadzone w latach 2012 – 2013 potwierdzą hipotezę rosyjskich uczonych, będziemy mieć przeszło trzy dekady na zbudowanie systemu zdolnego zmieniać orbity planetoid.

Share.

Comments are closed.