Kijken naar de lucht op grote asteroïden die een gevaar voor de aarde kunnen vormen, is een wereldwijde onderneming. Dus, om hun operationele gereedheid te testen, zal de internationale planetaire verdedigingsgemeenschap soms de nabije benadering van een echte asteroïde gebruiken als een schijnontmoeting met een "nieuwe" potentieel gevaarlijke asteroïde. De geleerde lessen kunnen wereldwijde verwoesting beperken of zelfs voorkomen, mocht het scenario zich in de toekomst werkelijkheid voordoen.

Daartoe namen vorig jaar meer dan 100 astronomen van over de hele wereld deel aan een oefening waarbij een grote, bekende en potentieel gevaarlijke asteroïde in wezen werd verwijderd uit de database voor het monitoren van planetaire defensie om te zien of deze opnieuw goed kon worden gedetecteerd. Niet alleen werd het object "ontdekt" tijdens de oefening, de kansen om de aarde te raken werden voortdurend opnieuw beoordeeld terwijl het werd gevolgd, en de mogelijkheid van impact werd uitgesloten.

Gecoördineerd door het International Asteroid Warning Network (IAWN) en NASA's Planetary Defense Coordination Office (PDCO), bevestigde de oefening dat de internationale planetaire defensiegemeenschap, van de eerste detectie tot de daaropvolgende karakterisering, snel kan handelen om het gevaar van een nieuwe ontdekking van een asteroïde in de buurt van de aarde. De resultaten van de oefening worden gedetailleerd beschreven in een studie gepubliceerd in The Planetary Science Journal op dinsdag 31 mei.

De oefening was gericht op de echte asteroïde Apophis. Voor een korte tijd na zijn ontdekking in 2004, werd aangenomen dat Apophis een aanzienlijke kans had om de aarde in 2029 of later te beïnvloeden. Maar op basis van trackingmetingen die zijn gedaan tijdens verschillende dichte naderingen sinds de ontdekking van de asteroïde, hebben astronomen de baan van Apophis verfijnd en weten ze nu dat er gedurende 100 jaar of langer geen inslaggevaar bestaat. Wetenschappelijke observaties van Apophis' meest recente benadering van dichtbij, die plaatsvond tussen december 2020 en maart 2021, werden voor deze oefening gebruikt door de planetaire verdedigingsgemeenschap.

"Deze real-world wetenschappelijke input testte de hele planetaire verdedigingsreactieketen, van de eerste detectie tot het bepalen van de baan tot het meten van de fysieke kenmerken van de asteroïde en zelfs het bepalen of en waar het de aarde zou kunnen raken", zegt Vishnu Reddy, universitair hoofddocent aan de universiteit van Arizona's Lunar and Planetary Laboratory in Tucson, die de campagne leidde.

Een 'nieuw' doel volgen

Astronomen wisten dat Apophis de aarde begin december 2020 zou naderen. Maar om de oefening realistischer te maken, deed het Minor Planet Center (MPC) - het internationaal erkende controlecentrum voor de positiemetingen van kleine hemellichamen - alsof het een onbekende asteroïde was door te voorkomen dat de nieuwe waarnemingen van Apophis niet in verband worden gebracht met eerdere waarnemingen ervan. Toen de asteroïde naderde, hadden astronomische onderzoeken geen eerdere gegevens over Apophis.

Op 4 december 2020, toen de asteroïde begon op te helderen, deed de door NASA gefinancierde Catalina Sky Survey in Arizona de eerste detectie en rapporteerde de astrometrie van het object (zijn positie in de lucht) aan het Minor Planet Center. Omdat er voor deze oefening geen eerdere vermelding van Apophis was, werd de asteroïde geregistreerd als een gloednieuwe detectie. Andere detecties volgden van het op Hawaï gebaseerde, door NASA gefinancierde Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) en Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS).

Terwijl Apophis in het gezichtsveld van NASA's Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) missie dreef, koppelde de MPC zijn waarnemingen aan die van op de grond gebaseerde onderzoekstelescopen om de beweging van de asteroïde door de lucht te laten zien. Op 23 december kondigde de MPC de ontdekking aan van een "nieuwe" asteroïde in de buurt van de aarde. De deelnemers aan de oefening verzamelden snel aanvullende metingen om de baan te beoordelen en of deze de aarde zou kunnen beïnvloeden.

"Hoewel we wisten dat Apophis in 2029 in werkelijkheid geen impact op de aarde had, vanaf het begin - met slechts een paar dagen aan astrometrische gegevens van surveytelescopen - waren er grote onzekerheden in de baan van het object die theoretisch een impact dat jaar toestonden, " zei Davide Farnocchia, een navigatie-ingenieur bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, die de orbitale bepalingsberekeningen leidde voor JPL's Center for Near Earth Object Studies (CNEOS).

During the asteroid's March 2021 close approach, JPL astronomers used NASA's 230-foot (70-meter) Goldstone Solar System Radar in California to image and precisely measure the asteroid's velocity and distance. These observations, combined with measurements from other observatories, enabled astronomers to refine Apophis's orbit and rule out a 2029 impact for the purpose of the exercise. (Beyond the exercise, they also were able to rule out any chance of impact for 100 years or more.)

NEOWISE homes In

Orbiting far above Earth's atmosphere, NEOWISE provided infrared observations of Apophis that would be not have been possible from the ground because moisture in the Earth's atmosphere absorbs light at these wavelengths.

"The independent infrared data collected from space greatly benefited the results from this exercise," said Akash Satpathy, an undergraduate student who led a second paper with NEOWISE Principal Investigator Amy Mainzer at the University of Arizona, describing the results with inclusion of their data in the exercise. "NEOWISE was able to confirm Apophis's rediscovery while also rapidly gathering valuable information that could be used in planetary defense assessments, such as its size, shape, and even clues as to its composition and surface properties."

By better understanding the asteroid's size, participating scientists at NASA's Ames Research Center in Silicon Valley, California, could also estimate the impact energy that an asteroid like Apophis would deliver. And the participants simulated a swath of realistic impact locations on Earth's surface that in a real situation would help disaster agencies with possible evacuation efforts.

"Seeing the planetary defense community come together during the latest close approach of Apophis was impressive," said Michael Kelley, a program scientist with PDCO, within NASA's Planetary Science Division at NASA Headquarters in Washington, who provided guidance to the exercise participants. "Even during a pandemic, when many of the exercise participants were forced to work remotely, we were able to detect, track, and learn more about a potential hazard with great efficiency. The exercise was a resounding success."

Additional key planetary defense exercise working group leads included Jessie Dotson at NASA Ames, Nicholas Erasmus at the South African Astronomical Observatory, David Polishook at the Weizmann Institute in Israel, Joseph Masiero at Caltech-IPAC in Pasadena, and Lance Benner at JPL, a division of Caltech.

NEOWISE's successor, the next-generation NEO Surveyor, is scheduled to launch no earlier than 2026 and will greatly expand the knowledge NEOWISE has amassed about the near-Earth asteroids that populate our solar system. + Verder verkennen

Massive asteroid subject of new findings