Návrh misie na odklon asteroidu na kolíznej dráhe so Zemou

bennu875x500_0a 27. marca 2018 – Vedecký tím pod vedením Brenta Barbeeho z Goddardovho strediska NASA (NASA/Goddard Space Flight Center) v spolupráci s Národnými laboratóriámi Lawrenca Livermora (Lawrence Livermore National Laboratory), Los Alamos (Los Alamos National Laboratory) a Národným úradom pre nukleárnu beznečnosť (National Nuclear Security Administration) vypracovali návrh misie, ktorá by zabránila zrážke asteroidu so Zemou. Kozmická loď, pod skratkou HAMMER (Hypervelocity Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response vehicle – skratka v preklade kladivo), by mala 9 metrov a hmotnosť takmer 9 ton a jej modulárne riešenie by jej umožnilo odkloniť asteroid dvoma spôsobmi – priamym nárazom (kinetický impaktor) alebo jadrovým výbuchom. Ako testovacie teleso vo svojej teoretickej práci použili asteroid Bennu.

K NASA a jej Kancelárii pre koordináciu planetárnej obrany (Planetary Defense Coordination Office), ktorá primárne rieši objavovanie asteroidov a ich monitoring, sa tak pridali ďalšie vládne agentúry USA, ktoré sa budú venovať priamo riešeniam odklonu, či zničenia nebezpečného asteroidu a civilnej obrane, ktorá bude riešiť následky pádu asteroidu. Aktivity NASA súvisiace s planetárnou obranou sa posledné roky zvyšujú. Sonda OSIRIS-REx momentálne letí k asteroidu Bennu, sonda Deep Impact vystrelila impaktor na kométu Tempel 9 v roku 2005. Pripravovaná misia DART má naraziť do mesiaca asteroidu Didymos a pokúsiť zmerať zmeny dráhy tohto binárneho asteroidu. Ďalšia navrhnutá misia, ARM, mala za úlohu zachytiť miniatúrny asteroid a dopraviť ho ku Mesiacu.

capsuleBennu je jedným z viac ako 17-tisíc doteraz objavených blízkozemských asteroidov (NEO). Jeho priemer je pól kilometra a na rozdiel od drvivej väčšiny NEO má síce malú, ale nenulovú pravdepodobnosť, že sa v budúcnosti zrazí so Zemou je momentálne druhým najrizikovejším objaveným telesom, s pravdepodobnosťou zrážky 1 ku 2700 v roku 2185. Bennu bol na štúdiu vybraný aj preto, že jeho fyzikálne vlastnosti a dráha sú veľmi dobre známe a monitorované, najmä preto, že k objektu letí sonda OSIRIS-REx, ktorá z jeho povrchu odoberie vzorky a dopraví ich v roku 2023 na Zem. Bennu má hmotnosť približne 79 miliárd kilogramov a jeho zrážka, hoci málo pravdepodobná, so Zemou 25. septembra 2135, by viedla k explózii o ekvivalente 80-tisíc hirošimských atomových bômb a spôsobila tak katastrofu kontinentálnych rozmerov.

Doteraz najviac propagovanou metódou odklonu asteroidu bol kinetický impaktor. Problémom však je, že impakt nesmie byť príliš silný, aby nedošlo k rozbitiu telesa na niekoľko veľkých častí. Tie by potom mohli spôsobiť škody ešte na väčšej ploche Zeme. Problémom je aj čas ostávajúci do zrážky, pretože malá zmena hybnosti asteroidu vyžaduje roky, aby sa jeho dráha zmenila dostatočne. V prípade Bennu by bolo potrebných až 34-53 kinetických impaktorov HAMMER vypustených Deltou IV Heavy, keby do zrážky so Zemou ostávalo 10 rokov alebo 11 HAMMERov, keby do zrážky ostávalo 25 rokov. Netreba zabúdať ani na zdĺhavý proces prípravy misie a konštrukcie sondy, tú vedci odhadli na 7.4 rokov. Pri všetkých scenároch sa pritom počítalo iba s malou zmenou dráhy – Bennu by preletelo okolo Zeme iba 2500 kilometrov od jej povrchu, čo je v kozmickom meradle veľmi tesne. Kinetický impaktor sa tak ukazuje ako neefektívne riešenie pre veľké asteroidy, nakoľko by bolo treba veľké množstvo štartov nosných rakiet. Vedci vypočítali, že jeden HAMMER by stačil na odklonenie 100-160 metrového asteroidu (10 rokov pred zrážkou), respektíve 150-280 metrového asteroidu (25 rokov do zrážky).

Hoci sa práca priamo nezaoberala nukleárnym riešením, modulárne riešenie HAMMERu s ním počíta a spolupráca vládnych agentúry by mala viesť v blízkej budúcnosti k novej štúdii. Nukleárne zariadenie by explodovalo nad asteroidom, nie na jeho povrchu. Tým by sa jedna strana asteroidu vystavila gama žiareniu a tepelnej energii, ktorá by vyparila časť asteroidu a vyparený, či ejektovaný materiál by tak okamžite dodal hybnosť telesa smerom, ktorým si to misia žiada. Táto možnosť, vrátane celého vyparenia telesa, je účinná, ak sa objekt objaví veľmi krátko pre zrážkou, rádovo mesiace až roky. Explózia by defragmentovala teleso na také malé časti, ktoré by zhoreli v atmosfére, čo by kinetický impaktor nedosiahol. Tím plánuje v práci pokračovať ďalej a budúce štúdie sa budú zaoberať odklonením malej verzie kométy Churyumov-Gerasimenko, či binárneho asteroidu Didymos.

V súčasnosti tak ostáva najlacnejšou a najlepšou zbraňou proti asteroidom ich skoré objavenie a monitorovanie, ktoré umožňuje na stovky rokov do budúcnosti určovať ich dráhy a polohu. Aj v prípade Bennu sa jeho dráha neustále monitoruje a je veľmi pravdepodobné, že jeho monitorovanie v budúcnosti upresní jeho dráhu natoľko, že sa jeho zrážka so Zemou v 22. storočí úplne vylúči.  Najväčšie, hoci štatisticky stále nízke nebezpečenstvo, nám tak hrozí od objektov, ktoré sme doteraz neobjavili. Blízkozemské asteroidy väčšie ako 1 kilometer sme zrejme objavili všetky (asi tisíc) a neobjavených ostáva pár. Asteroidov väčších ako Bennu je 6000 a objavili sme ich viac ako polovicu. NASA definuje nebezpečný blízkozemský asteroid, keď je väčší ako 140 metrov a týchto sme doteraz objavili menej ako 30%.

Zdroj: Barbee et al., 2018. Options and uncertainties in planetary defense: Mission planning and vehicle design for flexible response. Acta Astronautica 143, pp 37-61.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576517307919

Správa vesmírnych aktivít témou konferencie v Montreale

IMG_843322. mája 2017 – V súvislosti s blížiacim sa špeciálnym zasadnutím Výboru OSN pre mierové využívanie vesmíru UN COPUOS budúci rok v podobe konferencie UNISPACE + 50 prebiehajú v súčasnoti v medzinárodnej komunite čoraz intenzívnejšie diskusie k témam medzinárodnej resp. globálnej správe vesmírnych aktivít. International space governance, ako býva táto tematika nazývaná v medzinárodnej komunite, bola predmetom už 5. ročníka prestížnej konferencie nesúcej meno Manfreda Lachsa, významného medzinárodného právnika, ktorá sa uskutočnila 5. a 6. mája v kanadskom meste Montreal. SSPA bola na tejto konferencii prítomná a mapovala aktuálny vývoj spätý s predmetnou tematikou.

Piaty ročník konferencie organizoval už tradične Inštitút pre právo vzdušného priestoru a kozmické právo, zriadený v rámci McGill University v Montreale v spolupráci s ďalšími organizáciami, medzi ktorými nechýbala ani Kancelária OSN pre mierové využívanie vesmíru UNOOSA. Dvojdňový program konferencie privítal výskumníkov z akademickej obce a think-tankov, zástupcov národných vesmírnych agentúr, predstaviteľov mimovládneho sektora, či v neposlednom rade študentov a ponúkol tak primerané medzinárodné fórum pre diskusiu o súčasnom vývoji na poli právnych a regulačných aspektov vesmírnej činnosti. Na príslušnej webstránke konferencie je prevažná časť príspevkov dostupná vo forme prezentácií na stiahnutie.

Tematika správy vesmírnych aktivít má svoje opodstatnenie aj pre Slovenskú republiku. Prebiehajúci prístupový proces Slovenska do Európskej vesmírnej agentúry a rastúca intenzita realizovanej vesmírnej činnosti na Slovensku prináša opodstatnenie pre snahu, aby Slovenská republika na národnej úrovni disponovala efektívnym právnym a regulačným rámcom regulujúcim domácu vesmírnu činnosť. Národná vesmírna legislatíva na Slovensku zatiaľ neexistuje. Prebiehajúce medzinárodné diskusie ponúkajú inšpiráciu a nové pohľady, ktoré témy bude potrebné zohľadniť na národnej úrovni, akým spôsobom, resp. akou formou by mal byť národný regulačný rámec vytvorený, príp. aké odporúčania medzinárodná komunita dnes v tejto problematike prináša.

Mimoriadna súťaž o 3 x 2 lístky na film Marťan – Víťazi

MartanS príchodom dlhoočakavého amerického veľkofilmu Marťan do slovenských kín a blížiaceho sa Svetového kozmického týždňa (4.-10. októbra) zorganizovala Slovenská spoločnosť pre vesmírnu politiku (SSPA) v spolupráci s filmovou distribučnou spoločnosťou Barracuda Movie súťaž o 3 x 2 lístky. Na 3 súťažné otázky odpovedalo viac ako dvadsať súťažiacich. Zlosovanie prebehlo 4. októbra. Víťazmi sú:

1. Slavomír Jančo, Brezno

2. Mária Hajzoková, Bernolákovo

3. Marek Mitter, Rimavská Sobota

Srdečne gratulujeme!