Het idee om asteroïde-inslagen te vermijden, is al tientallen jaren prominent aanwezig in de geest van het publiek, vooral sinds de release van films als Deep Impact en Armageddon. Maar is het gebruik van een nucleaire explosie de beste manier om met potentieel gevaarlijke ruimterotsen om te gaan? Beslist niet. Als er voldoende tijd wordt gegeven, er is een veel effectievere (en veiligere) manier om met elk object op een ramkoers met de aarde om te gaan:een zwaartekrachttractor. Nutsvoorzieningen, Dr. Yohannes Ketema van de Universiteit van Minnesota heeft een vluchtpatroon ontwikkeld dat dit eenvoudigste van alle afweermechanismen van asteroïden veel effectiever maakt.

Zwaartekrachttractoren bestaan ​​al een tijdje. Ze gebruiken de zwaartekracht van een kunstmatig lichaam om een ​​object naar zich toe te trekken en zijn baan enigszins te veranderen. Over lange periodes, dit zou het gevaarlijke object uit het huidige traject naar een veiliger traject trekken. Het heeft ook het voordeel dat er geen directe impact of explosie op het oppervlak van de asteroïde zelf nodig is. Aangezien veel asteroïden "puinhopen" zijn, " zulke directe kinetische impactoren of nucleaire explosies zouden op zijn best enkele van de grotere delen van het object uit elkaar doen vallen, maar in het ergste geval het zou meerdere chaotische baanobjecten creëren die met nog hogere snelheden op de aarde zouden kunnen botsen.

Ontworpen om dergelijke resultaten te vermijden, zwaartekrachttractoren zijn er in een van de vier varianten. De stationaire versie parkeert een relatief zware sonde naast een object en trekt het langzaam in een ander traject. Een halo-baanversie is een sonde die langzaam rond het object cirkelt in een patroon dat is ontworpen om het in een specifieke richting te duwen. Deze eerste twee technieken zouden traditionele chemische raketten gebruiken om hun doelen te bereiken, maar een derde versie - een met zonnezeil uitgeruste zwaartekrachttractor - zou langzaam in positie kunnen komen zodat de sonde het object uit de weg kan duwen. Eindelijk, een constellatie van sondes zou kunnen samenwerken om een ​​object in een nieuw pad te duwen.

Het werk van Dr. Ketema suggereert het gebruik van een aangepaste versie van de stationaire en halo-baantypes. De nieuwe baan heet "beperkte Kepleriaanse beweging, " wat inhoudt dat een sonde heen en weer wordt bewogen aan een specifieke kant van een asteroïde om te proberen deze zoveel mogelijk in een bepaalde richting te dwingen. Dr. Ketema stelde deze oplossing aanvankelijk voor in een paper uit 2017, en hij heeft onlangs nieuw onderzoek uitgebracht dat de baan verbetert door het gewicht dat nodig is in de sonde te verminderen.

Om dit te doen, hij wendde zich tot wiskundige optimalisatie. Bij optimalisatieproblemen er zijn doelen en beperkingen. In dit geval, er was één doel (de asteroïde uit een gevaarlijke baan halen) en drie beperkingen:1) Raak de asteroïde niet rechtstreeks aan, 2) Raak de asteroïde niet met stuwraketten, 3) Geef de zwaartekrachttrekker voldoende tijd om zijn werk te doen. De beste schattingen voor die derde beperking lijken ongeveer tien jaar te zijn. Dergelijke lange tijdshorizon toont het belang van vroege detectie in asteroïde verdedigingsstrategieën.

Die tijdsfactor is ook van vitaal belang vanwege de hoeveelheid tijd die een zwaartekrachttractor nodig heeft om een ​​asteroïde te bereiken. Aangezien het gewicht van de sonde een essentiële factor is in de effectiviteit van het gereedschap, hoe meer brandstof er mee verbrandt (d.w.z. als de sonde snel op zijn plaats moest komen), hoe minder effectief het zal zijn om de asteroïde uit koers te trekken.

Om zijn optimalisatietechniek te testen, Dr. Ketema simuleerde zijn zwaartekrachttractor nieuwe stijl op een bestaande asteroïde - 2007 VK184. Hoewel het binnenkort in de buurt van de aarde zal komen, deze asteroïde zal het niet raken. Maar door ongeveer tien jaar later een zwaartekrachttractor ernaast te plaatsen, berekeningen tonen aan dat het in een nog veiligere baan kan worden gebracht.

Zelfs met deze real-life simulatie, er zijn nog een paar kinks om uit te werken. Eerst, zwaartekrachttractoren werken niet goed op grotere objecten, omdat hun effectiviteit volledig afhangt van hoe hun grootte zich verhoudt tot het object dat ze proberen te verplaatsen. Gelukkig, de meeste grotere asteroïden op onveilige banen worden al nauw gevolgd en lijken niet snel naar de aarde te gaan. Een meer specifiek probleem met de modellering in het artikel is dat asteroïden geen bolvormig zwaartekrachtveld hebben, waardoor het moeilijker wordt om de beste baan te berekenen om ze op af te buigen om een ​​veiligere koers te bieden.

Elke asteroïde die mogelijk zo'n gevaar zou opleveren, zou zeer zorgvuldig worden bestudeerd, Hoewel. En elke sonde zou waarschijnlijk een gravitometer kunnen hebben om het zwaartekrachtveld van het object in realtime te bestuderen en het in staat te stellen zijn baan dienovereenkomstig aan te passen. Maar elk voordeel dat mensen zouden krijgen na dit potentieel buitengewoon verwoestende gevaar, is de tijd waard om het te ontwikkelen.