چگونه می‌توان از برخورد سیارکی ویرانگر به زمین جلوگیری کرد؟
احتمالا در فضا سنگ بزرگی وجود دارد که یک‌روز مسیر حرکتش با زمین تلاقی خواهد کرد. دانشمندان درواقع چنین سنگی را شناسایی کرده‌اند. آن‌ها دریافته‌اند که سیارک بنو به احتمال ناچیز در سال ۲۱۸۲ به سیاره ما اصابت خواهد کرد. بااین‌حال، جسم برخوردی چه بنو باشد یا هر سیارک دیگر، سؤال مهم این است که چگونه می‌توان از این دیدار کیهانی بسیار نامطلوب جلوگیری کرد؟
به‌مدت تقریبا ۲۰ سال، تیمی از پژوهشگران درحال آمادگی برای چنین سناریویی بوده‌اند. آن‌ها با استفاده از سلاحی با طراحی مخصوص، به‌طور مکرر به شهاب‌سنگ‌ها شلیک کرده و نحوه برگشت و در برخی موارد متلاشی‌شدن این سنگ‌های فضایی را اندازه گرفته‌اند. به‌لطف این مشاهدات، دانشمندان دریافتند که سیارک‌ها چگونه ممکن است به ضربه‌ای با سرعت بالا که به‌منظور دورکردن آن‌ها از زمین وارد می‌شود، واکنش نشان دهند.
در هشتادوچهارمین نشست سالانه جامعه شهاب‌سنگی که اوت امسال در شیکاگو برگزار شد، پژوهشگران یافته‌ها از تمام آن تیراندازی‌های پرقدرت را ارائه دادند. براساس این نتایج، اینکه بتوانیم با شلیک‌کردن سیارکی را از زمین دور کنیم، ممکن است به تعداد دفعات شلیک و نوع سنگی وابسته باشد که با آن مواجه می‌شویم.
در دهه ۱۹۶۰، دانشمندان مطالعه درباره سیارک‌های واقع در مسیر برخورد با سیاره‌مان را به‌طور جدی آغاز کردند. جورج فلین، فیزیکدان در دانشگاه ایالتی نیویورک در پلاتس‌بورگ به نیویورک‌تایمز گفت ایده اصلی در آن زمان، پرتاب گلوله‌ای با توانایی خردکردن سنگ فضایی به قطعات کوچکی بود که در جو زمین بسوزند؛ اما دانشمندان از همان زمان بدین نتیجه رسیدند که دستیابی به چنین ضربه‌ای مستقیم و مؤثر، چالشی بسیار جدی است.
فلین گفت: «معلوم شد که [ضربه‌زدن به سیارک] بسیار دشوار است. بااین‌حال، امروزه تفکر دانشمندان با آنچه پیش‌تر بود، تفاوت دارد و البته راهکار، نسخه هالیوودی با شلیک بمب هسته‌ای نیز نیست. درعوض، ایده اصلی کنونی، سوق‌دادن سیارک به مسیری دیگر است. دانشمندان به‌طور کلی توافق دارند که راه انجام این کار، ایجاد برخورد بین سیارک و جسمی بسیار کوچک‌تر و کم‌حجم‌تر است. چنین برخوردی که با عنوان «انحراف ضربه جنبشی» شناخته می‌شود، با هدف عبور ایمن سیارک از کنار زمین، مسیر حرکت آن را اندکی تغییر می‌دهد.»
سیارک بنو که در این تصویر در فاصله تقریبا ۳۰۰ کیلومتری از فضاپیمای اسیریس رکس قرار دارد، به‌گفته دانشمندان شانس کمی برای برخورد با زمین در قرن ۲۲ دارد.
دن دوردا، دانشمند سیاره‌ای در مؤسسه پژوهش‌های ساوث‌وست در بولدر کلرادو به نیویورک تایمز گفت انحراف ضربه جنبشی، تکنیکی امیدوارکننده و در حال‌حاضر دست‌یافتنی است و «به انواع علمی تخیلی فناوری‌ها نیاز ندارد».
سال ۲۰۰۳، فلین و دوردا و همکارانشان، شلیک گلوله به شهاب‌سنگ‌ها را آغاز کردند تا محدودیت‌های انحراف ضربه جنبشی را بیازمایند. دانشمندان می‌خواستند بدون آنکه شهاب‌سنگ را به قطعات کوچکی تبدیل کنند که بتوانند در مسیرهای مداری مشابه در منظومه شمسی به حرکت ادامه دهند، بفهمند چه مقدار تکانه می‌توان به آن منتقل کرد. دکتر فلین گفت: «اگر سیارک را تکه‌تکه کنید، برخی از قطعات ممکن است همچنان در مسیر برخورد با زمین قرار داشته باشند.»
مطالعات آزمایشگاهی مشابه در گذشته اغلب گلوله را به سنگ‌های زمینی شلیک کرده‌اند؛ اما فلین معتقد است ازآنجا که شهاب‌سنگ‌ها قطعاتی از سیارک‌ها هستند، نمونه‌های بسیار بهتری محسوب می‌شوند. مشکل فقط دسترسی به آن‌ها است. فلین گفت: «به‌سختی می‌شود از سرپرستان موزه خواست قطعه شهاب‌سنگ بزرگی را به آن‌ها بدهند تا بتوانند به خاک تبدیلش کنند.»
در سال‌های گذشته، پژوهشگران ۳۲ قطعه شهاب‌سنگ گردآوری کرده‌اند که اغلبشان از فروشندگان شخصی خریده شده‌اند. بزرگ‌ترین قطعه با اندازه‌ای در حد مشت و وزن تقریبی ۴۵۰ گرم، برای تیم پژوهشی نزدیک به ۹۰۰ دلار هزینه داشت.
مقاله‌های مرتبط:چند سال با فناوری لازم برای انهدام سیارک‌های مهاجم فاصله داریم؟راهنمای بقا؛ چگونه می‌توان از برخورد سیارکی قاتل جان سالم به‌در برد؟
حدودا نیمی از شهاب‌سنگ‌ها متعلق به نوعی از آن‌ها به نام کندریت کربن‌دار است که معمولا درمقایسه‌با دیگر سنگ‌های فضایی، غنی از کربن و آب هستند. سایر کندریت‌ها از نوع معمولی و حاوی کربن کمتر بودند. از همه مهم‌تر، هر دو نوع کندریت‌ها نماینده سیارک‌های نزدیک زمین هستند که بیش‌ترین خطر را برای سیاره‌مان ایجاد می‌کنند. (سیارک بنو از نوع کندریت کربن‌دار است.)
تیم پژوهشی برای آزمودن نحوه واکنش شهاب‌سنگ‌ها به ضربات با سرعت بالا، به سراغ استفاده از یکی از تجهیزات عصر آپولو رفت. «محدوده سلاح عمود ایمز» ناسا در کالیفرنیا، در دهه ۱۹۶۰ به‌منظور کمک به دانشمندان برای درک بهتر چگونگی تشکیل دهانه‌های ماه ساخته شد. این ابزار می‌تواند گلوله را بسیار سریع‌تر از تفنگ، با سرعت ۶/۴ کیلومتر بر ثانیه شلیک کند. دکتر فلین گفت ابزار ناسا یکی از معدود سلاح‌های روی زمین است که می‌تواند اجسام را با سرعت برخورد اجرام فضایی شلیک کند.
پژوهشگران با کار در محفظه شلیک تاسیسات ناسا که تقریبا هم‌اندازه اتاقی کوچک است، هر قطعه سنگ را از یک تکه رشته نایلونی آویزان کردند. آن‌ها سپس به‌منظور شبیه‌سازی شرایط فضای میان‌سیاره‌ای، هوای داخل محفظه را تخلیه و گوی‌های آلومینیومی ریزی را به شهاب‌سنگ‌ها شلیک کردند. تیم پژوهشی گوی‌‌هایی با قطر یک‌شانزدهم تا یک‌چهارم اینچ را با سرعت‌های مختلف شلیک کرد و حسگرهای متعدد ازجمله دوربین‌هایی با توانایی ضبط تا ۷۱ هزار فریم‌‌‌بر‌‌‌ثانیه، برخوردها را مستند کردند.
اگر به سیارک مهاجم در فضا ضربه‌ای بیش از حد شدید وارد شود، تکه‌های آن ممکن است به‌جای قرارگیری در مداری دیگر در مسیر برخورد با زمین قرار گیرد.
هدف از شلیک‌ها، تعیین نقطه‌ای بود که در آن، شهاب‌سنگ دیگر دراثر ضربه صرفا منحرف نمی‌شود و درعوض شروع به خردشدن می‌کند. پژوهشگران به تفاوت چشمگیر در قدرت دو نوع شهاب‌سنگ تحت آزمایش پی بردند. کندریت‌های کربن‌دار می‌توانستند فقط نزدیک به یک‌ششم از تکانه‌ای را تاب آورند که کندریت‌های معمولی پیش از خردشدن دربرابرش مقاوم بودند؛ ازاین‌رو، معمولا بسیار راحت‌تر متلاشی می‌شدند.
پژوهشگران می‌گویند نتایج آزمایشها برای انحراف سیارک واقعی نیز به‌کار می‌آید. اگر سیارکی غنی از کربن در مسیر حرکت به‌سمت ما قرار گیرد، ممکن است وارد‌آوردن ضرباتی آرام‌تر برای جلوگیری از متلاشی‌شدن آن ضروری باشد. دکتر فلین گفت: «احتمالا باید از ضربات متعدد استفاده کنیم.»
سال آینده، پژوهشگران با مأموریت «آزمایش تغییر مسیر دو سیارک» (DART)، برای نخستین‌بار انحراف ضربه جنبشی را روی سیارکی واقعی در منظومه شمسی آزمایش خواهند کرد. سیارک هدف این فضاپیما تکه‌سنگی بی‌خطر برای زمین با اندازه تقریبی ۱۶۰ متری به نام دیمورفوس است. این مأموریت طبق برنامه در ماه نوامبر (آبان یا آذر) پرتاب خواهد شد.
نانسی شابوت، دانشمند سیاره‌ای در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز و مدیر هماهنگی مأموریت دارت، انجام آزمایشها را مهم دانست و گفت بررسی‌های آزمایشگاهی درباره انحراف ضربه جنبشی، در درک نحوه واکنش سیارک به ضربه واردشده به آن به ما کمک خواهد کرد.
مأموریت دارت دارد برای انجام کاری آماده می‌شود که به احتمال فراوان اجتناب‌ناپذیر است. دکتر شابوت درادامه افزود: «این یکی از کارهایی است که امیدواریم واقعا هرگز نیازی به انجامش نداشته باشیم؛ اما زمین در کل تاریخش مورد اصابت اجرام فضایی قرار گرفته است و این برخوردها همچنان در آینده نیز به‌وقوع خواهد پیوست.»
پژوهشگران پس از سال‌ها آزمودن چگونگی واکنش شهاب‌سنگ‌ها به شلیک گلوله، چالش‌های یافتن روش مطلوب برای محافظت از زمین دربرابر برخورد سیارک را نشان داده‌اند.