سیستمی که سیارک‌های تهدید کننده زمین را پودر می‌کند!

فرارو- اغلب ما احتمالاً از فیلم‌های آخرالزمانی که در آن سیارکی بزرگ زمین را نشانه گرفته باشد، به وجد آمده باشیم که از جمله آخرین آنها، فیلم Don't Look Up (بالا را نگاه نکن) است. اما این موضوع تنها یک داستان خیال انگیز و جذاب نیست، بلکه واقعیتی است که دیر یا زود رخ خواهد داد و ما نیز باید برای آن آماده باشیم. خوشبختانه گفته می‌شود که دانشمندان اخیراً سیستم مبتکرانه‌ای را توسعه دادند که گفته می‌شود می‌تواند سیارک‌های تهدید کننده‌ای که به سمت زمین حرکت می‌کند، را پودر کند.

به گزارش فرارو، خیره شدن به آسمان شب می‌تواند حس شگفتی در خصوص جایگاه بشر در جهان را برانگیزد، اما این تمام چیزی نیست که می‌تواند به ما القا کند. این جهان بی انتها، دنیای از سیارک‌های سرگردان را در خود جای داده که با اندازه‌های مختلف به هر سو در حال حرکت هستند. برخورد این سیارک‌ها با سیاره‌های در مسیر، امری عادی تلقی می‌شود، اما این برخورد‌ها گاه می‌تواند بسیار خطرناک و حتی نابود کننده باشد. برای مثال، چنین برخورد‌هایی سبب شد تا تمام دایناسور‌های غیر پرنده بر روی کره زمین منقرض شوند. به عبارت ساده‌تر گریزی از این برخورد‌ها وجود ندارد، اما اگر سیارکی تهد کننده به سمت زمین در حال حرکت باشد، چه می‌توان کرد؟

خوشبختانه ایده‌ای به نام «دفاع سیاره ای» وجود دارد که بسیاری از دانشمندان و مهندسان را به گرد خود جمع کرده تا راهکاری برای این تهدید بیابند. یکی از این دانشمندان، پروفسور فیلیپ لوبین از دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا است. لوبین در حال توسعه ایده خود به نام PI-Terminal Defense for Humanity است که می‌گوید خرد کردن سیارک‌های تهدید کننده به قطعات کوچک، بهترین گزینه برای محافظت زمین در کوتاه مدت است. لوبین ایده PI Planetary Defense خود را در کنفرانس دفاع سیاره‌ای ۲۰۲۱ ارائه کرد که اکنون برنده جایزه فاز یک در برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه ناسا (NIAC) شده است. هدف NIAC ترویج و حمایت از ایده‌های مبتکرانه‌ای است که می‌تواند ماموریت‌های آینده ناسا را متحول کند.

ناسا دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای (PDCO) را اداره می‌کند و ایده دفاع سیاره‌ای PI لوبین با وظایف آن دفتر مطابقت دارد. خطر برخورد یک سیارک کاملاً جدی است. یک سیارک عظیم مانند آن که دایناسور‌ها را از بین برد، تمدن ما را کاملاً نابود خواهد کرد. ما پیش از این نیز با تهدیدات جزئی تری مانند رویداد تونگوسکا و شهاب سنگ چلیابینسک مواجه بوده ایم، اما آیا می‌توانیم برای جلوگیری از تهدیدات ویرانگر بعدی، باز هم روی شانس حساب کنیم؟ بی شک این تفکر عاقلانه نخواهد بود.

فیلیپ لوبین در سال ۲۰۲۱ گفت: «تاکنون، بشریت از فاجعه‌های بزرگی در امان مانده است، امری که مستاجران قبلی سیاره ما یعنی دایناسور‌ها از آن بی نصیب بودند. با این حال، حساب کردن روی «خوش‌شانس» بودن یک استراتژی ضعیف در بلند مدت است. ناسا مشغول یافتن و فهرست نویسی سیارک‌هایی است که تهدیدی برای زمین هستند. اما این فقط یک قدم اولیه است. ما باید راهکار‌هایی برای محافظت از زمین در برابر تأثیرات فاجعه بار ایجاد کنیم. بیشتر ایده‌ها پیرامون کاهش برخورد سیارک بر زمان‌های طولانی متمرکز است. اگر ماه‌ها یا سال‌ها قبل از زمان برخورد یک سیارک با زمین، از آن مطلع شویم، می‌توانیم یک ضربه‌گیر جنبشی برای تغییر جهت سیارک بفرستیم. با زمان کافی، حتی یک ضربه‌گیر جنبشی کوچک می‌تواند یک سیارک بزرگ را از ما دور کند».

اما اگر زمان کافی نداشته باشیم چه؟ اگر خیلی دیر متوجه این تهدید شویم چه؟ اگر یک ضربه‌گیر جنبشی راه‌اندازی کرده باشیم، اما به نحوی در عملیات شکست بخوریم، چه؟ اینجاست که ایده PI لوبین می‌تواند وارد عمل شود. ایده اصلی PI خرد کردن یک سیارک به سنگ‌های کوچکتر است که سپس در جو زمین بسوزد. لوبین در مقاله‌ای که در ۱۸ فوریه ۲۰۲۲ برای NIAC ارسال کرد، نوشت: «در سناریو‌های رهگیری کوتاه مدت، قطعات سیارکی با حداکثر ۱۰ متر قطر [حدود ۳۳ فوت]ایجاد خواهد شد که به اتمسفر زمین اجازه می‌دهند تا به‌عنوان یک «پرتو تخلیه» عمل کند. این امر قطعات سنگی را در اتمسفر می‌سوزاند.»

ایده PI طراحی یک ضربه گیر است که نه تنها جنبشی بلکه انفجاری خواهد بود به این معنا که سیستم دفاعی با میله‌های نفوذی برای سوراخ کردن سیارک همراه خواهد شد که می‌تواند مواد منفجره را در این سوراخ‌ها جای دهد. انفجار حاصل، سیارک را به تکه‌های کوچکتر تبدیل می‌کند که دانشمندان امیدوارند قطر آن‌ها حداکثر کمتر از ۱۵ متر باشد. این قطعات، ابری از زباله‌های سنگی را تشکیل می‌دهند که به اتمسفر خواهند رسید. بسته به اندازه سیارک، اندازه دستگاه و فاصله از زمین در هنگام انفجار، ممکن است برخی از زباله‌ها به زمین برخورد کنند. اما بیشتر آن‌ها از طریق اصطکاک با جو زمین از بین می‌روند.

لوبین گفت: «اثربخشی این رویکرد به زمان رهگیری و اندازه سیارک بستگی دارد، اما امکان دفاع موثر در برابر سیارک‌هایی با قطر چند صد متری را فراهم می‌کند و می‌تواند عملاً خطر کشتار جمعی ناشی از این تهدیدات را از بین ببرد.» وی می‌افزاید؛ ما می‌توانیم این سیستم دفاع سیاره‌ای را در مدار قرار دهیم و یا حتی آن را بر روی ماه مستقر کنیم تا سرعت عملکرد ما را افزایش دهد. در مقایسه با دیگر سناریو‌های کاهش تهدید، این رویکرد در واقع یک رویکرد بسیار مقرون به صرفه، قابل آزمایش و قابل استقرار را با نقشه راه منطقی توسعه و آزمایش نشان می‌دهد.

لوبین می‌گوید: «مزیت بزرگ این روش این است که امکان دفاع کارآمد را در صورت زمان‌های هشدار کوتاه و کاهش فاصله هدف در جایی که انحراف مداری امکان‌پذیر نیست، می‌دهد. حتی با قرار دادن این سیستم در ماه، زمان‌های رهگیری چند ساعت قبل از برخورد نیز قابل اجرا هستند. در این میان، ماه چند مزیت ذاتی دارد؛ اول اینکه اتمسفر ندارد، بنابراین به عنوان پایگاهی برای رصد محیط سیارکی نزدیک زمین، امکان تشخیص نوری NIR LIDAR دوربرد سیارک‌های ورودی را فراهم می‌کند. ماه همچنین سرعت فرار کمتری نسبت به زمین دارد که پرتاب را آسان‌تر و کم هزینه‌تر می‌کند.»

با این حال، پرتاب یک ضربه گیر بزرگ انفجاری از زمین نیز با گذشت زمان امکان پذیرتر می‌شود. وسایل نقلیه پرتاب سنگین مانند فالکون هوی اسپیس ایکس، سیستم پرتاب فضایی ناسا و سایر پرتابه‌های فوق سنگین، نوید دهنده عصر جدیدی از فناوری موشکی قدرتمند هستند. لوبین می‌گوید که سیستم PI فقط به یک بازه زمانی پنج ساعته قبل از برخورد نیاز دارد تا سیارکی به اندازه سیارک رویداد Tunguska را نابود کند. قطر سیارک Tunguska احتمالاً حدود ۵۰ متر بود و با نیرویی حدود ۱۰ مگاتون منفجر شد که میلیون‌ها درخت را در قسمتی دورافتاده از سیبری نابود کرد؛ بنابراین اگر جسمی به این اندازه بر فراز یکی از شهر‌های زمین منفجر شود، تلفات هولناک خواهد بود. شهاب سنگ چلیابینسک نیز که پنجره‌های ساختمان‌ها را منفجر کرد و جراحاتی ایجاد کرد، قطر آن تنها حدود ۲۰ متر بود.

با این همه، این سیستم همچنین می‌تواند در مورد سیارک‌های بسیار بزرگتری مانند آپوفیس نیز کارآمد باشد. آپوفیس در سال ۲۰۲۹ از نزدیکی زمین می‌گذرد، اما زمین را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد. با این حال، اگر در طول پرواز خود در سال ۲۰۲۹ از آنچه «چاله کلید گرانشی» نامیده می‌شود، عبور کند، می‌تواند به اندازه‌ای تکان بخورد که بتواند در گذر بعدی خود به زمین برخورد کند. قطر آپوفیس حدود ۳۷۰ متر و بازده آن حدود چهار گیگاتن است. لوبین گفت که سیستم PI او می‌تواند سیارک‌هایی به اندازه آپوفیس را با یک رهگیری ۱۰ روزه قبل از برخورد با موفقیت نابود کند.

جالب خواهد بود که ببینیم لوبین تا چه اندازه ایده دفاع از سیارک Pulverize It خود را توسعه می‌دهد. ناسا در نوامبر ۲۰۲۱ ماموریت آزمایش تغییر جهت سیارک دوگانه خود را راه اندازی کرد. DART به سمت منظومه سیارکی دوگانه دیدیموس و همراه کوچکتر آن، دیمورفوس، که به دور دیدموس می‌چرخد، می‌رود. دیمورفوس در مسیر به سمت زمین نیست بنابراین DART صرفا یک ماموریت آزمایشی است و برخورد با Dimorphos منجر به تغییر جزئی در مسیر منظومه سیارکی دوگانه خواهد شد. ناسا پس از برخورد بر سیستم نظارت خواهد کرد تا ببیند آیا ماموریت موفقیت آمیز بوده است یا خیر.

به هر حال، دلیلی وجود ندارد که نتوانیم چندین سیستم دفاع سیاره‌ای را به صورت همزمان توسعه دهیم، زیرا این ممکن است محتاطانه‌ترین راه رو به جلو باشد. همانطور که در یافتن همه سیارک‌هایی که زمین را تهدید می‌کنند بهتر و بهتر می‌شویم، برای رهگیری سیارک‌های تهدید کننده در سریع‌ترین زمان ممکن نیز باید پیشرفت کنیم. برای بشریت عاقلانه است که سیستم دیگری را نیز توسعه دهد که بتواند به سرعت راه اندازی شود و در مدت کوتاهی به کار گرفته شود. در این هنگام است که می‌توانیم با خیال راحت به آسمان نگاه کنیم و از دیدن شهاب سنگ‌هایی که در جو زمین می‌سوزند لذت ببریم.

منبع: sciencealert

ترجمه: مصطفی جرفی-فرارو