science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe de aarde te verdedigen tegen asteroïden

Een verzameling afbeeldingen van het WISE-ruimtevaartuig van de asteroïde 2305 King, die is vernoemd naar Martin Luther King Jr. De asteroïde verschijnt als een reeks oranje stippen omdat dit een reeks belichtingen is die bij elkaar zijn opgeteld om zijn beweging langs de lucht te laten zien. Deze infraroodbeelden hebben een kleurcode gekregen zodat we ze met het menselijk oog kunnen waarnemen:3,4 micron wordt weergegeven als blauw; 4,6 micron is groen, 12 micron is geel, en 22 micron wordt weergegeven als rood. Uit de WISE-gegevens, kunnen we berekenen dat de asteroïde ongeveer 12,7 kilometer in diameter is, met een reflectiviteit van 22%, wijzend op een waarschijnlijke steenachtige samenstelling. Krediet:NASA

Slechts 17-20 meter breed, de Chelyabinsk-meteoor veroorzaakte uitgebreide grondschade en talloze verwondingen toen hij in februari 2013 explodeerde bij een botsing met de atmosfeer van de aarde.

Om nog een dergelijke impact te voorkomen, Amy Mainzer en collega's gebruiken een eenvoudige maar ingenieuze manier om deze kleine bijna-aarde-objecten (NEO's) te spotten terwijl ze naar de planeet razen. Ze is de hoofdonderzoeker van NASA's asteroïde jachtmissie in het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, en zal het werk van NASA's Planetary Defense Coordination Office deze week op de American Physical Society April Meeting in Denver schetsen - inclusief de NEO-herkenningsmethode van haar team en hoe deze de inspanningen zal helpen om toekomstige effecten op de aarde te voorkomen.

"Als we een object slechts een paar dagen na de inslag vinden, het beperkt onze keuzes enorm, dus in onze zoekinspanningen hebben we ons gericht op het vinden van NEO's wanneer ze verder van de aarde verwijderd zijn, het verstrekken van de maximale hoeveelheid tijd en het openen van een breder scala aan mitigatiemogelijkheden, ', zegt Mainzer.

Maar het is een moeilijke taak - zoals het zien van een brok steenkool in de nachtelijke hemel, Mainzer uitgelegd. "NEO's zijn intrinsiek zwak omdat ze meestal erg klein zijn en ver weg van ons in de ruimte, "zei ze. "Voeg daarbij het feit dat sommige van hen zo donker zijn als printertoner, en proberen ze te herkennen tegen het zwart van de ruimte is erg moeilijk."

Een afbeelding van de voorgestelde Near-Earth Object Camera (NEOCam) missie, die is ontworpen om te vinden, volgen en karakteriseren van de aarde naderende asteroïden en kometen. Met behulp van een thermische infraroodcamera, de missie zou de hittesignaturen van NEO's meten, ongeacht of ze licht of donker gekleurd zijn. De behuizing van de telescoop is zwart geverfd om zijn eigen warmte efficiënt de ruimte in te stralen. en zijn zonnescherm stelt hem in staat om dicht bij de zon te observeren, waar NEO's in de meest aardachtige banen een groot deel van hun tijd doorbrengen. Op de achtergrond is een reeks afbeeldingen te zien van asteroïden in de hoofdgordel, verzameld door de prototypemissie NEOWISE; de asteroïden verschijnen als rode stippen tegen de achtergrondsterren en melkwegstelsels. Krediet:NASA

In plaats van zichtbaar licht te gebruiken om inkomende objecten te spotten, Het team van Mainzer bij JPL/Caltech heeft gebruik gemaakt van een kenmerkende handtekening van NEO's:hun warmte. Asteroïden en kometen worden opgewarmd door de zon en gloeien zo helder op thermische golflengten (infrarood), waardoor ze gemakkelijker te zien zijn met de Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) telescoop.

"Met de NEOWISE-missie kunnen we objecten spotten, ongeacht hun oppervlaktekleur, en gebruik het om hun afmetingen en andere oppervlakte-eigenschappen te meten, ', zegt Mainzer.

Het ontdekken van NEO-oppervlakte-eigenschappen geeft Mainzer en haar collega's inzicht in hoe groot de objecten zijn en waar ze van gemaakt zijn, beide cruciale details bij het opzetten van een defensieve strategie tegen een aardbedreigende NEO.

Bijvoorbeeld, een verdedigingsstrategie is om een ​​NEO fysiek weg te duwen van een aardinslagtraject. Maar om de energie te berekenen die nodig is voor dat duwtje, details van NEO-massa, en dus grootte en samenstelling, zijn noodzakelijk.

De NEOWISE-ruimtetelescoop zag op 28 augustus komeet C/2013 US10 Catalina snel langs de aarde rijden. 2015. Deze komeet kwam binnen vanuit de Oortwolk, de schil van koude, bevroren materiaal dat de zon omringt in het meest afgelegen deel van het zonnestelsel ver buiten de baan van Neptunus. NEOWISE legde de komeet vast terwijl deze bruist van de activiteit veroorzaakt door de hitte van de zon. Op 15 november, 2015, de komeet kwam het dichtst bij de zon, onderdompelen in de baan van de aarde; het is mogelijk dat dit de eerste keer is dat deze oude komeet ooit zo dicht bij de zon is geweest. NEOWISE observeerde de komeet in twee warmtegevoelige infraroodgolflengten, 3,4 en 4,6 micron, die in deze afbeelding kleurgecodeerd zijn als cyaan en rood. NEOWISE heeft deze komeet een aantal keer gedetecteerd in 2014 en 2015; vijf van de belichtingen worden hier getoond in een gecombineerde afbeelding die de beweging van de komeet aan de hemel weergeeft. De grote hoeveelheden gas en stof die door de komeet worden uitgestoten, lijken rood in deze afbeelding omdat ze erg koud zijn, veel kouder dan de sterren op de achtergrond. Krediet:NASA

Astronomen denken ook dat het onderzoeken van de samenstelling van asteroïden zal helpen om te begrijpen hoe het zonnestelsel is gevormd.

"Deze objecten zijn intrinsiek interessant omdat men denkt dat sommige zo oud zijn als het oorspronkelijke materiaal waaruit het zonnestelsel bestond, " zei Mainzer. "Een van de dingen die we hebben gevonden, is dat NEO's behoorlijk divers van samenstelling zijn."

Mainzer wil nu graag gebruikmaken van de vooruitgang in cameratechnologie om te helpen bij het zoeken naar NEO's. "We stellen NASA een nieuwe telescoop voor, de Near Earth Object Camera (NEOCam), om een ​​veel uitgebreidere taak uit te voeren door asteroïde locaties in kaart te brengen en hun afmetingen te meten, ', zegt Mainzer.

NASA is niet de enige ruimtevaartorganisatie die NEO's probeert te begrijpen. Bijvoorbeeld, de missie van Hayabusa 2 van de Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) om monsters te verzamelen van een asteroïde. En in haar presentatie zal Mainzer uitleggen hoe NASA samenwerkt met de wereldwijde ruimtevaartgemeenschap in een internationale poging om de planeet te beschermen tegen NEO-impact.