Kalkulator kosmicznej zagłady

Jakie skutki wywoła zderzenie Ziemi z asteroidą o rozmiarach samochodu, a jakie, jeśli nadlatujący pocisk będzie wielkości Pałacu Kultury? Co będzie, jeśli uderzy w miasto, a co, jeśli trafi w ocean? Kiedyś odpowiedzi na te pytania szukały zespoły naukowców. Dzisiaj dzięki programowi komputerowemu Impact Calculator może jej udzielić każdy.

Załóżmy, że w kierunku Ziemi zmierza, nieduża jak na kosmiczne warunki, asteroida o średnicy 300 metrów. Wykryto ją zbyt późno, by próbować zapobiec kolizji, więc na co musimy się przygotować? Jeśli nadleci np. pod kątem 45 stopni i z prędkością typową dla tych obiektów, tj. ok. 20 km/s, to nim osiągnie powierzchnię naszej planety, wcześniej rozpadnie się na mniejsze części. Powstanie krater szeroki na prawie trzy kilometry, głęboki na 600 metrów. Zderzenie wywoła trzęsienie ziemi o sile 6 stopni w skali Richtera. Jeśli będziemy znajdowali się ok. 4 km od jego miejsca, zbliżający się bolid będzie jeszcze widoczny. Po eksplozji nasza odzież zacznie się palić, większość powierzchni naszego ciała ulegnie oparzeniom trzeciego stopnia, zawalą się budynki wielopoziomowe i mosty, ponad 90 procent drzew zostanie zniszczonych, będzie się palić nawet trawa. Podobne zniszczenia będą miały miejsce jeszcze kilkadziesiąt kilometrów od miejsca wybuchu. Będzie on odczuwalny nawet kilkaset kilometrów od epicentrum. W odległości 100 km wylecą szyby z okien. Straszne? Niestety prawdopodobne.

Skała jak torpeda

Jak łatwo może ziścić się ten scenariusz, przekonaliśmy się w tym roku, gdy naukowcy ogłosili, że asteroida Apophis, o średnicy 270 metrów, jest na torze kolizyjnym z naszą planetą i dotrze do nas w 2036 roku. Potem szybko uspokajano, że dokładniejsze obliczenia jednak nie potwierdziły ryzyka katastrofy, ale i tak wizja tego, co by się stało, przeraziła. Gdyby asteroida trafiła w tereny gęsto zaludnione, zginęłyby miliony ludzi. Jeśli spadłaby do oceanu, mogłoby to wywołać fale tsunami, które po dotarciu do lądu również wyrządziłyby olbrzymie zniszczenia. A to „tylko” niespełna trzystumetrowa skała. Jeśli asteroida miałaby średnicę kilometra albo więcej, życie na naszej planecie byłoby zagrożone. Niestety, takich kosmicznych katastrof Ziemia doświadczyła już w swej historii wiele. Ich pozostałością są zachowane do dziś olbrzymie kratery.

Szczegóły możliwych skutków zderzeń z nieproszonymi gośćmi z kosmosu może poznać każdy, kto wejdzie na stronę internetową http://down2earth.eu/impact_calculator. Od niedawna jest ona również w polskiej wersji językowej. Program umożliwia określenie rozmiaru krateru czy wielkość zniszczeń powstałych po zderzeniu z asteroidą nawet o średnicy 1500 metrów. Wszystkie dane podawane przez kalkulator zostały opracowane przez naukowców, co zapewnia poprawność uzyskanych obliczeń. — Jednak szczegółowe informacje, istotne dla precyzyjniejszej oceny skutków zderzeń, możemy otrzymać tylko z symulacji komputerowych uwzględniających znacznie większą liczbę parametrów modeli matematyczno-fizycznych. W Polsce takie symulacje są również prowadzone — mówi dr Maciej Mroczkowski, prezes Polskiego Towarzystwa Astronautycznego.

Brakująca planeta

— Asteroidy, czyli mówiąc inaczej, taki kosmiczny gruz to przede wszystkim pozostałość po burzliwym formowaniu się naszego układu planetarnego. Skaliste planety wewnętrzne powstały między innymi w wyniku częstych zderzeń i rozpadów na początku istnienia Układu Słonecznego, gdy wokół Słońca, naszej gwiazdy macierzystej, krążyły skupiska skał, pyłów i gazów, które nie przypominały jeszcze globów, jakie znamy dzisiaj — mówi Jan Pomierny, współtwórca portalu Astronomia.pl. - W pewnych miejscach z tej materii uformowały się planety, a w innych ostatecznie pozostał właśnie taki kosmiczny gruz. Najlepszym przykładem jest przestrzeń między Marsem a Jowiszem, gdzie znajduje się pas asteroid, który, jak przypuszczają niektórzy astronomowie, jest pozostałością po planecie, która nie powstała. Asteroidy występują jednak w całym Układzie Słonecznym, choć w niektórych miejscach jest ich po prostu więcej. Obiekty te mogą być niebezpieczne, bo orbity niektórych z nich krzyżują się z orbitą Ziemi - dodaje Jan Pomierny.

Naukowcy szacują, że co roku na naszą planetę spada od kilkuset do nawet kilkudziesięciu tysięcy ton materii kosmicznej. Najczęściej jest ona w postaci drobnych ziarenek lub pyłu. Większe obiekty nie trafiają się często, bowiem ulegają spalaniu w ziemskiej atmosferze. Kawałki wielkości 0,5 km i większe spadają raz na kilkaset lub kilka tysięcy lat i mogą narobić sporego zamieszania, np. wywołać tak dużą emisję pyłów do ziemskiej atmosfery, że stałaby się ona nieprzenikniona dla promieni słonecznych. Efektem tego byłoby wieloletnie ochłodzenie klimatu na całej Ziemi, być może nawet ustanie procesu fotosyntezy. Do takich katastrof dochodziło w dziejach Ziemi wielokrotnie. Powszechnie znane jest już zderzenie Ziemi z wyjątkowo dużą planetoidą o średnicy ok. 10 km, która uderzyła w Ziemię przed 65 milionami lat, wskutek czego wymarły dinozaury.

Kosmiczny patrol

By móc na bieżąco monitorować zagrożenie, powinniśmy poznać wszystkie potencjalnie groźne dla Ziemi obiekty. Jest ich jednak tak dużo, że ich odszukiwanie i wyznaczanie orbit jest zadaniem skierowanym do wszystkich państw. Niebo trzeba nieustannie obserwować i to ze wszystkich miejsc na świecie. Im więcej obserwacji, tym większe prawdopodobieństwo, że nie umknie nam żaden obiekt mogący stanowić jakieś realne zagrożenie. — Takie obserwacje nie są bardzo skomplikowane, dlatego do pomocy angażuje się także młodzież szkolną, dla której jest to atrakcyjna forma nauki. Po odpowiednim przeszkoleniu młodzi adepci astronomii przeglądają zdjęcia nieba dostarczane im przez naukowców z Amerykańskiej Narodowej Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) oraz Instytutu Badań Astronomicznych (ARI). W program badań zaangażowali się uczniowie z Chin, Niemiec, Włoch, Japonii, Maroka, Portugalii, Rosji i Polski. W naszym kraju koordynatorem projektu jest Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk, a współpatronem portal internetowy astronomia.pl. Do tej pory polscy uczniowie odkryli już w ten sposób kilkanaście asteroid — mówi Jan Pomierny.

Nie jesteśmy całkiem bezbronni

A co, jeśli pewnego dnia dostrzeżemy dużą asteroidę pędzącą wprost w kierunku Ziemi? Tak naprawdę nauka nie dysponuje w pełni skutecznymi metodami obrony przed obiektami z kosmosu, lepiej jednak wiedzieć o niebezpieczeństwie wcześniej. Naukowcy pracują nad technikami umożliwiającymi dotarcie do asteroidy będącej jeszcze w bezpiecznej odległości od Ziemi i zmianę jej toru lotu przy pomocy np. ładunków nuklearnych. Dysponujemy już techniką, która to umożliwi, czego dowodem jest sukces sondy Deep Impast. W 2005 roku zbliżyła się ona do komety Tempel 1. Wystrzelony z sondy próbnik wielkości pralki do prania, z szybkością ok. 10 kilometrów na sekundę, uderzył w jej jądro. Siła eksplozji była równoważna wybuchowi 4,4 tony trotylu. Po kolizji powstał krater o średnicy 120 metrów i głębokości 25 m. Sonda zmieniła tor komety zaledwie o ułamek centymetra, ale gdyby lecący w kierunku komety próbnik miał na swym pokładzie pokaźny ładunek nuklearny, miałby duże szanse na rozbicie całej bryły. Udaną misję Deep Impact okrzyknięto pierwszym krokiem dla poprawy bezpieczeństwa ziemskiego globu. Być może już niedługo nie będziemy całkiem bezradni na wypadek ewentualnej kolizji z innym ciałem niebieskim. Zdaniem naukowców rozbicie asteroidy nie jest najlepszym pomysłem, bo jej szczątki i tak mogłyby dolecieć do Ziemi. Znacznie lepiej jest ją odepchnąć z kolizyjnego toru. Potrafimy już „przycumować” do niewielkiego ciała niebieskiego, co udowodniła kilka lat temu sonda NEAR, która osiadła na planetoidzie Eros. W razie niebezpieczeństwa ze strony komety czy planetoidy pojazd kosmiczny mógłby więc na nich wylądować, włączyć silniki rakietowe i powoli spychać z kursu.

Jeśli nadlatujący obiekt zbudowany byłby z lodu, skuteczne może okazać się umieszczenie na orbicie okołoziemskiej luster, które nakierują na niego promienie słoneczne, podgrzeją i choć częściowo roztopią, co może doprowadzić do zmiany jego kursu.

Wizja artystyczna, przedstawia układ planetarny Epsilon Eridani, który jest podobny do naszego, i w którym też krążą planetoidy i to aż dwa ich pasy. Epsilon Eridiani leży 10 lat świetlnych od nas w konstelacji Eridanus i jest widoczny na nocnym niebie nawet dla nieuzbrojonego oka. Autor: NASA

opr. mg/mg