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地球に衝突する運命にある小惑星について何かできるでしょうか？答えは、はい、それが十分に小さく、宇宙船を送って偏向させるのに十分な時間がある場合です。後で見るように、警告時間が長くなるほど、管理できる小惑星が大きくなります。小惑星の衝突緩和の多くの側面は、スペースガードレポートにまとめられています。最近では、NASAも研究を完了しており、米国や他の国々が実行できる手順と実行すべき手順を決定するために議会で使用されています。
天文学者は、小惑星の衝突から地球を救う方法を見つけるために多くの時間を費やしてきました。まず、すべての小惑星を見つけ、その軌道を計算し、どの小惑星が地球に危険なほど接近するかを確認する必要があります。軌道がわかれば、いつヒットするかがわかります。これにより、警告時間の長さがわかります。そして最後に、小惑星の質量を把握できれば、地球を見逃すだけの軌道を変更するために、どれだけ強く押す必要があるかを計算できます。 「爆破」するために爆弾を送るというハリウッドの概念は非現実的です。なぜなら、現代の打上げ機は十分な大きさの爆弾を搭載できないからです。さらに、1つの大きな物体の代わりに、多くの小さな破片が地球に向かっている可能性があります。
それらを見つける
小惑星を見つけることは比較的簡単です。 1つ目は1801年にジュゼッペ・ピアッツィによって発見されました。現在、いくつかの天文台は小惑星の発見と追跡に専念しています（スペースウォッチ、NEAT、パンスター、LONEOSなど）。現在、直径1 kmを超える小惑星の約80％が発見されています。これらのどれも、それらを地上のブルズアイに運ぶ軌道を持っていません。 2004年には、2029年4月13日（13日金曜日）に地球に接近すると予想される250 mサイズの小惑星が発見されました。アポフィスと名付けられたこの小惑星の衝突確率は45000分の1であり、今後数年で軌道が洗練されるにつれて減少すると予想されています。小惑星1950 DAは2880年に地球に非常に接近します。軌道の不確実性を考慮して、影響は可能性が残っています。
小惑星への衝突に関しては、サイズが重要です。直径が約10メートルよりも小さい小惑星は、大気中で分解または燃焼するため、ほとんど脅威ではありません。直径が約5 kmを超えるものは大きすぎて何もできません。重要なのは直径ではなく質量であるため、これらは推定値にすぎません。一部の小惑星は、「瓦rubの山」であり、小惑星の弱い重力によって一緒に保持されている、より小さな物体のゆるく統合されたコレクションです。その他は、コンドライトや鉄のような強靭で密度の高い岩です。しかし、大まかに言えば、重要なサイズの範囲は直径10 m〜5000メートルです。だからあなたの家の大きさと山の間の岩の面で考えてください。ラシュモア。
地球の名前が書かれた小惑星が見つかったら、やるべきことがたくさんあります。軌道の精度は無限ではありません。常に小さな不確実性があります。それは本当に地球に衝突するのでしょうか、それとも数千キロの余裕を持って安全に圧縮されますか？ （数千kmは非常に近い！）一部の天文学者は軌道の精度を高めるために働いていますが、他の天文学者は小惑星の質量を測定しようとします。
それらを測定する
これには注意が必要です。最大の望遠鏡でさえ、ほとんどの小惑星は夜空のピンポイントに過ぎません。実際のサイズと構造は表示されず、色と明るさのみが表示されます。これらと小惑星の密度に関する推測から、質量を推定できます。しかし、不確実性は大きすぎて、信頼できる偏向ミッションを実装できません。そのため、次のステップは、宇宙船を小惑星に送り、その質量と、形状、密度、組成、回転速度、凝集性などの他の特性を測定することです。これは、フライバイまたは着陸船のいずれかです。宇宙船がビーコンとして機能したり、小惑星に無線トランスポンダーを植え付けたりする可能性があるため、このようなミッションは非常に正確な軌道情報も提供します。
物理学は非常に単純ですが、小惑星をそらすことは難しい部分です。アイデアは、小惑星を微調整し、その軌道をわずかに変更することです。通常、地球に約30 km / sで当たりますが、これは横向きか、正面か後ろかによって異なります。しかし、例として30 km / sを取り上げましょう。
地球の半径は6375 kmです。影響を与える警告時間（10年など）がわかっている場合は、小惑星を6375 km / 10年（約2 cm /秒）加速または減速するだけです。直径1 kmの小惑星の重量は約160万トンです。速度を2 cm / sずつ変更するには、3メガトン以上のエネルギーが必要です。
安全性は、できるだけ早く小惑星を見つけることにかかっています。当然のことながら、警告時間が長くなればなるほど、一生懸命プッシュする必要がなくなるため、変更が簡単になります。または、軌道を改良したり技術を開発したりする間、プッシュを遅らせることができます。あるいは、短い警告時間は、忙しくなり、できるだけ強く押す必要があることを意味します。早期警告が最善のアプローチです。 sayingにもあるように、「時間のステッチで9枚節約できます」。
彗星は、地上の衝撃ゲームのワイルドカードです。彼らは通常、内部の太陽系に近づく数ヶ月前に発見されます。直径が数キロメートル、速度が最大72 km / sであるため、管理できない脅威になる可能性があります。数年未満の警告では、たぶん偏向ミッションを実行するのに十分な時間がないでしょう。
宇宙船は、約10 km / sで意図的にテンペル1彗星の核に衝突しました。これが結果でした。 2005年7月4日。NASA画像。
それらをそらす
小惑星をそらす方法はいくつかありますが、試みられたことはありません。アプローチは2つのカテゴリに分類されます。小惑星を瞬時に、または数秒以内にナッジする衝動的なデフレクターと、長年にわたって小惑星に弱い力を加える「スロープッシュ」デフレクターです。
インパルスディフレクターには、爆弾と弾丸の2種類があります。どちらも現在の技術的能力の範囲内です。小惑星の上または近くに爆弾を発射することにより、表面から物質が吹き飛ばされます。小惑星は反対方向に反跳します。小惑星の質量がわかれば、使用する爆弾の大きさを簡単に把握できます。私たちが持っている最大の爆発装置は核爆弾です。それらは、エネルギーを供給する最もエネルギッシュで信頼できる手段であり、したがって、核偏向が好ましいアプローチです。核爆弾は、次善のアプローチよりも数十万倍強力です。弾丸。
「弾丸」アプローチも簡単です。高速発射体が小惑星に衝突します。現在、数トンの弾丸を小惑星に送る技術があります。速度が十分に高い場合、このアプローチは、爆弾が行うのとほぼ同じ方法で材料が小惑星から吹き飛ばされるため、衝撃だけから生じるものよりも数倍大きなプッシュをもたらす可能性があります。実際、弾丸アプローチ-「動的偏向」と呼ばれる方法は、実際には間接的な方法で試行されています。 2005年、NASAのディープインパクト宇宙船は、テンペル1彗星の進路に意図的に移動しました。目的は、彗星に穴を開けて、何が出てくるかを確認することでした。そしてそれは働いた。彗星の速度の変化は小さすぎて測定できませんでしたが、この手法は小惑星を追跡して正常に標的にできることを証明しました。
現時点では、スロープッシャーは主に概念的です。それらには、イオンエンジン、重力トラクター、マスドライバーが含まれます。アイデアは、デバイスを小惑星に運んで着陸させ、それから何年もの間連続して押したり引いたりすることです。イオンエンジンとマスドライバーは、表面から高速で材料を撃ちました。前と同じように、小惑星は反跳します。重力トラクターは、イオンスラスタのようなものを使用して、小惑星から離れて制御された質量です。トラクターの質量は、自身の重力を使用して小惑星を引っ張ります。すべての低速プッシャーの利点は、小惑星が移動するにつれて、その位置と速度を継続的に監視できるため、必要に応じて修正を加えることができることです。
例示的な編集を含むNASA画像。
重力が非常に弱く、表面の特性がわからない可能性があるため、小惑星に何かを取り付けるのは困難です。マシンを砂の山にどのように取り付けますか？ほとんどの小惑星は回転するため、プッシャーはぐるぐる回っており、めったに正しい方向を向いていません。また、小惑星とともに回転する必要があり、これには多くのエネルギーが必要です。重力トラクターにはこれらの欠点はありませんが、安定した動力源が必要です。これらのデバイスはすべて複雑です。それらは長年にわたって継続的に宇宙で遠隔操作できるように電力を供給され、制御され、作られなければなりません。
イオンエンジンは少なくとも数年は宇宙で使用できることを実証しましたが、これまでのところ、イオンエンジンには、非常に長い警告時間がなければ、脅迫的な小惑星を偏向させるのに十分な力がありません。長い警告時間のマイナス面は、小惑星の軌道の不確実性が、それが地球に衝突することを確実にすることが不可能になることです。はるかに遅いスロープッシュの概念がいくつかあります。小惑星を白く塗り、日光に放射圧をかけさせます。レーザーを軌道に乗せて何度もザッピングする。より小さな小惑星を重力でそらすのに十分なほど近くに押します。しかし、天文学者が数字を実行すると、アイデアは実用的なシステムに足りません。
小惑星への影響を心配しているのは天文学者だけではありません。政治家、緊急時対応組織、および国連はすべて懸念しています。小惑星をそらす必要がある場合、誰がそれを支払うのでしょうか？誰が実際に宇宙船を打ち上げますか？核爆弾が小惑星をそらす最も確実な方法である場合、核爆弾を手元に置いておく必要がありますか？他の国々は、人道的任務のためでさえ、核兵器を宇宙に投入するために米国、イスラエル、ロシアまたはインドを信頼するでしょうか？小惑星がジュネーブに向かっていて、衝突位置を1000 kmシフトする手段しかない場合はどうでしょう。どの方向を選択し、誰が決定しますか？テストされていないたわみ技術で正確なシフトを確実に実行できますか？
小惑星の衝突が避けられない場合、私たちは何をしますか？どこで襲われるかがわかっている場合、その地域から人々を避難させますか？それらをどれだけ移動しますか？衝突破片が大気中に残っている場合、地球規模の冷却が起こる可能性があります。世界の食料供給を担当しているのは誰ですか？海で襲うとしたら、津波はどれくらいの大きさになりますか？予測する荒廃が正しいこと、または何かを見逃していないことをどのようにして確認できますか？おそらく最も厄介なのは、小惑星への影響はまったく新しい種類の災害です。20年の警告があったときに、米国東部（たとえば）の破壊にどのように準備するのでしょうか。
これらおよび他の質問は、今日世界中の科学会議で議論されています。幸いなことに、近い将来、小さな小惑星でさえ地球に衝突する可能性は非常に小さいです。
もっと詳しく知る： 近地球小惑星：それらは何であり、どこから来たのですか？
デビッド・K・リンチ博士は、カリフォルニア州トパンガに住む天文学者であり惑星科学者です。サンアンドレアス断層にぶら下がっていないとき、またはマウナケアの大型望遠鏡を使用していないとき、彼はバイオリンを弾き、ガラガラヘビを集め、虹に関する公開講義を行い、本（自然の色と光、ケンブリッジ大学出版局）とエッセイを書きます。リンチ博士の最新の本は、サンアンドレアス断層のフィールドガイドです。この本には、断層のさまざまな部分に沿った1日12回のドライブ旅行が含まれており、何百もの断層の特徴に関するマイルごとの道路ログとGPS座標が含まれています。たまたま、1994年にマグニチュード6.7のノースリッジ地震によりDavesの家が破壊されました。