Ikke se ned. Mens NASA forbereder seg på å teste sine planetariske forsvarsevner neste uke ved å ramme et romfartøy inn i en asteroide, lukker byrået stille planene for et ytre romteleskop for å oppdage farlige rombergarter på kollisjonskurs med Jorden.
Den 26. september, NASAs Double Asteroid Redirection Test (DART) romfartøyet vil ramme inn i asteroiden Dimorphos omtrent 6,8 millioner miles fra Jorden på omtrent 14.000 miles i timen. De 325 millioner dollar oppdrag – som vil sende romfartøyet på 1325 pund inn i en stein som er omtrent halvparten så stor som et cruiseskip – er det første forsøket på å avgjøre om menneskeheten kan rokke en fremtidig asteroide på vei til oss.
Men slike evner er av begrenset nytte hvis ingen på jorden vet at en slik kollisjon kan være nært forestående.
«Dette er et prøv-og-feil-eksperiment i klassisk forstand. Og en viktig en», sa MIT-asteroideekspert Richard Binzel om DART-oppdraget. “Det ironiske er at dette eksperimentet kommer når vi lukker øynene for hvilke asteroider som er der ute som vi ikke vet om.”
NASA kuttet i mars det planlagte budsjettet på 170 millioner dollar for et nytt infrarødt romteleskop, Near-Earth Object (NEO) Surveyor, ment å finne asteroider på størrelse med “by-buster” som flyr nær jorden. Avgjørelsen var et sjokk for astronomer fordi trusselen om en innvirkning er en kongress har lenge bekymret seg over – bekymringer som ble forsterket av advarsler fra National Academy of Sciences de siste årene.
Poenget er at kongressen i 2005 fortalte NASA å finne 90 prosent av de farlige rombergartene som er minst 460 fot brede innen 2020. Siden den gang har rom- og terrestriske teleskoper bare dukket opp anslagsvis 40 prosent av dem. Uten NEO Surveyor, langt dyktigere enn nåværende landmålere, vil det ta ytterligere tre tiår å lukke dette gapet.
Mens filmen “Ikke se opp” satiriserte politikere som ignorerer en planet-drepende komet, den virkelige bekymringen er rombergarter som er mindre, men fortsatt store nok til å ødelegge en by eller region. Færre enn 1000 “potensielt farlige asteroider” en kilometer (0,62 miles) eller bredere – store nok til å ha kontinentale eller planetariske konsekvenser ved sammenstøt – kretser rundt jorden, og ingen er på en bane for planeten vår. I stedet er ukjente mellomstore, omtrent på størrelse med Dimorphos, den virkelige bekymringen. “Sansene er at ingenting vil skje, men flaks er ikke en plan,” sa Binzel. (Bare for perspektiv, en asteroide som Dimorphos som treffer jorden på en typisk 1-i-12 000 år bane ville etterlate et krater en mile bredt og 1150 fot dypt, ifølge dette morsom og skummel effektsimulator fra Purdue University og Imperial College London.)
Neste uke, like etter at DART kommer inn i Dimorphos, vil NEO Surveyor gå gjennom en gjennomgang av dens foreløpige design ved NASAs hovedkvarter. Det er et viktig siste skritt før et romfartøy beveger seg mot å bli bygget. Huset og Senatet har foreslått et budsjett på 26 milliarder dollar for NASA i 2023, og setter av rundt 90 millioner dollar til NEO Surveyors finansiering— mer enn romfartsorganisasjonen ba om tidligere i år, men fortsatt bare omtrent halvparten av prosjektets opprinnelige budsjett.
Det vil flytte NEO Surveyors planlagte lansering til 2028 eller senere, ifølge NASA. Men noen observatører frykter at budsjettkuttet i år signaliserer at det aldri vil lanseres.
“Det er klart at det lett kunne vært foreslått å bli kansellert, ikke sant? For det er funksjonelt nesten det de gjør, sier Casey Dreier, senior rompolitisk rådgiver i Planetary Society. Han kalte NASAs første foreslåtte kutt til NEO Surveyor i mars “katastrofalt” fordi bygging, oppskyting og drift av et romfartøy er en årelang bestrebelse. Vippebudsjetter driver bort entreprenører og designere og øker kostnadene i det lange løp – et mønster som NASA har gjentatt i flere tiår i store billettprosjekter som James Web Space Telescope, som ble lansert år etter skjema og milliarder av dollar over budsjettet.
«Du kan ikke bare gå ned til butikken med NASA-kredittkortet og velge en NEO Surveyor fra hyllen. Det fungerer ikke slik. Disse tar år etter år å designe og bygge,” sa Dreier.
I mellomtiden tvinger det dramatisk beskjærte budsjettet frem tøffe valg blant forskerne og ingeniørene som jobber med prosjektet.
“Vi må ta de skrittene vi må, for å imøtekomme budsjettprofilen vi har fått,” sa NEO Surveyors hovedetterforsker Amy Mainzer ved University of Arizona. “Vi bader noen store ting,” sa hun, for eksempel store deler av romfartøyet og dets vitenskapelige instrumenter. “Vi må sørge for at vi ikke går tom for penger før slutten av året.”
NASA har forsvart beslutningen om å kutte NEO Surveyors finansiering som drevet av behovet for å prioritere andre oppdrag på vei til Mars og solsystemets asteroidebelte. Begge disse destinasjonene har tette “vinduer” i bane der deres orientering mot jorden gjør oppskyting mulig.
“NASA tar planetarisk forsvar på alvor, og Planetary Defense Coordination Office ble etablert i 2016 for å styre vår økende innsats på dette viktige feltet,” sa byrået i en uttalelse til Grid. “NASA vil lansere NEO Surveyor så tidlig som mulig,” sa uttalelsen.
Chelyabinsk-ildkulen
15. februar 2013 ventet astronomer rolig på en asteroide som var omtrent halvparten så stor som en fotballbane, kalt 2012 DA14, å kjøre 17 200 miles over Antarktis på en nær, men ufarlig, sving forbi jorden. Det var akkurat det som skjedde – men ingen brydde seg.
Det er fordi samme dag – i et samløp med odds estimert til 1 av 100 millioner — astronomer måtte også raskt svare på spørsmål om en meteor som strøk over Russland, skapte panikk, knuste vinduer og skadet hundrevis av mennesker (alle indirekte) da den eksploderte med en styrke på rundt 440 kilotonn TNT, sør for Chelyabinsk, Russland. “Tsjeljabinsk-arrangementet var en usedvanlig stor ildkule, den mest energiske nedslagsbegivenheten som er anerkjent siden Tunguska-eksplosjonen i 1908 i russisk Sibir,” konkluderte en NASA-analyse.
Det som er bemerkelsesverdig med «Chelyabinsk Fireball» er at de to gjenstandene som passerte jorden var helt ubeslektede rombergarter, sa Binzel. Den ene kom fra den sørlige halvkule og den andre kom fra nord. Deres samtidige besøk til jorden på samme dag injiserer en følelse av uro i de ellers så betryggende sjansene for asteroidekollisjoner: En asteroide i storbystørrelse anslås å treffe jorden omtrent en gang hvert 20.000. år, for eksempel, og en DA14 omtrent hver 1200. år eller så. Men Chelyabinsk-eksplosjonen kom bare et århundre etter den større Tunguska som ble nevnt i NASA-analysen, som flatet hundrevis av kvadratkilometer med skog.
“Det virket ganske utrolig,” sa Binzel, om asteroidesammenløpet i 2013. “Denne tilfeldige tingen skjedde, men det er naturen til tilfeldige hendelser. Det kan bli neste år, og det kan bli 300 år.»
Siden den gang har verdensrommet levert noen andre urovekkende overraskelser, med 2017 første observasjon av en interstellar komet‘Oumuamua som ble usett til den allerede var forbi Jorden og beveget seg i 196 000 miles per time. Og i 2019, en “snik” asteroide glidet bak solens gjenskinn, utenfor syne av teleskoper, for å passere innenfor 48 000 miles fra jorden, “en overraskelse for det planetariske forsvarssamfunnet,” fortalte NASAs Paul Chodas til BuzzFeed News.
Mer grunnleggende, vitenskapelig anerkjennelse av at dinosaurenes tidsalder tok slutt med en enorm innvirkning rundt 66 millioner år og identifiseringen av Chicxulub-krateret i Mexicogulfen som sin side i 1991, endret vitenskapelig tenkning om asteroider, sa geofysiker Mark Boslough fra Los Alamos National Laboratory. “Godtoget”-påvirkningene av de knuste kometen Shoemaker-Levy inn i Jupiter i 1994 skremte også astronomer. “Det ga planetarisk forsvar et skikkelig skudd for armen,” sa han.
Chelyabinsk-luftutbruddet i 2013 er fortsatt under analyse. Kraften i oppbruddet åpnet forskernes øyne for den overraskende kraften til en stor meteor som passerer gjennom atmosfæren. Hvis ikke noe annet, risikoen for luftutbrudd kan ha blitt undervurdert.
«Vi vet ikke hvor representativ Chelyabinsk var. Det var én begivenhet og fra én retning i én vinkel og én størrelse, og én komposisjon. Det representerer ikke nødvendigvis hva som ville skje neste gang, sa Boslough. «Vi har mye å lære. Vi har mye å lære.”
Et strålende utformet eksperiment
DART-kollisjonen er ment å fylle ut noen av disse hullene. Målet, Dimorphos, ble oppdaget i 2003 rundt en større asteroide kalt Didymos. I likhet med Chelyabinsk-meteoren antas begge å være porøse steinblokker av leire og sandholdige mineraler som kalles “vanlige” kondritter (en kondritt er enhver form for steinmeteor), fordi de er den typen som oftest finnes på jorden.
Akkurat hvordan man avleder en av disse steinete, sandete steinhaugene bort fra jorden er nøkkelspørsmålet for nedslagsoppdraget. Slike gjenstander er ikke som biljardballer. De vil ikke pent absorbere et smell for å styre seg inn i hjørnelommen med matematisk presisjon, men med en knasende og løs komposisjon vil de kanskje bare suge til seg et støt i stedet. “Vi vet faktisk ikke så mye, om noe, om hvordan en asteroide virker hvis vi prøver å presse på den,” sa Binzel.
Det er her DART kommer inn. Astronomer vil nøyaktig måle momentumet dens innvirkning gir Dimorphos, som avslørt av endringer i bane rundt den større Didymos. (Fordi Dimorphos kretser rundt Didymos’ kant, sett fra jorden, bør denne målingen være enkel å gjøre.) Romfartøyet vil registrere dødsdykket sitt i asteroiden og en liten følgesvenn, Italias romfartøy LICIACube, vil registrere kjølvannet, fly forbi det krateret som er igjen tre minutter etter sammenstøtet. NASA forventer at virkningen vil endre banehastigheten til Dimorphos med mindre enn én prosent. Det bør fortsatt være nok til å endre varigheten med flere minutter, en lett observerbar endring.
“Det er faktisk et glimrende utformet eksperiment,” sa Boslough. “Det er bedre å ha en prototype eller ha gjort dette en gang, enn at dette plutselig bestemmer seg for at du må gjøre det og aldri har gjort det før.”
For planetariske forskere bør størrelsen og strukturen til krateret som ble etterlatt etter nedslaget avsløre den indre strukturen til asteroiden, og akkurat hvor godt slike som den ville reagere på avbøyningsforsøk. Krateret vil få en enda grundigere inspeksjon om fire år fra Europas oppfølging Hera oppdrag.
All den innsatsen gjør beslutningen om å utsette NEO Surveyor desto mer forvirrende, sa Dreier. I 2019 sa et panel fra National Academy of Sciences at den eneste måten NASA kan finne de fleste av asteroidene i storbystørrelse som er uoppdaget i løpet av det neste tiåret, er med nettopp en slik rombasert infrarødt teleskop. En mer siste tiårsundersøkelse fra akademiet som gjenspeiler synspunktene til astronomisamfunnet, vanligvis brukt til å veilede NASAs prioriteringer, støttet også NEO Surveyor. (NASA har til og med signert et memorandum med US Space Force som inkluderer samarbeid om planetarisk forsvar.)
Bakkebaserte teleskoper finner flere av disse asteroidene, erkjente Binzel, men han anslår at de vil komme til kort, og oppdager bare rundt 70 prosent av storbyens størrelse i det neste tiåret. I motsetning til disse, vil NEO Surveyor se etter asteroider som kommer fra solretninger 24 timer i døgnet, og ville sannsynligvis ha plukket opp mange av de siste overraskelsene, slik at de kan bli studert.
“Når NEO Surveyor er på plass, vil vi sannsynligvis begynne å oppdage objekter på kollisjonskurs med nok avansert advarsel til at vi får instrumenter på plass for å gjøre noen faktiske forsiktige, vitenskapelige observasjoner av noe som er spådd å skje,” sa Boslough. Slike observasjoner vil bidra til å fylle ut mange spørsmål om luftutbrudd og påvirkninger generelt, sa han.
Den dagen ser noen flere år unna nå enn den gjorde før, erkjente Mainzer. I det store bildet må en asteroidepåvirkning veies opp mot katastrofer som klimaendringer, sa hun, der klimaendringer er både sikre og alvorlige, en “høy” risiko. En påvirkning er usannsynlig, men kan ha alvorlige konsekvenser, noe som gjør den mer en “middels” en. Men det betyr ikke at det skal ignoreres.
“Dette er et veldig vanskelig problem. Gjenstandene er dunkle. De er svake og langt unna, sier Mainzer. «NEO Surveyor er optimalisert for å gjøre denne jobben. Men vi må lansere det. Og helst ikke bruke for mye penger på det.»
Takk til Alicia Benjamin for kopiredigering av denne artikkelen.