سیارک ها و سرنوشت زمین: ما واقعا برای جلوگیری از فاجعه برخورد آماده هستیم؟

برخورد سیارک ها رویدادهایی هستند که می‌توانند مسیر تکامل حیات روی زمین را به کلی تغییر دهند. آیا چنین اتفاقی در انتظار کره زمین است؟

در روزهای اول منظومه شمسی، سیارک‌ ها مدام به هم برخورد می‌کردند. انگار یک پارکینگ شلوغ بود که ماشین‌ها (سیارک‌ها) مدام به هم می‌خوردند! مواد اولیه زیادی برای ساخت سیاره‌ها وجود داشت و همه دنبال جای خود بودند. با گذشت زمان و ساخت سیاره‌ها، ترافیک کیهانی کم و برخوردها کمتر شد.

حدود ۶۶ میلیون سال پیش، یک سیارک خیلی بزرگ به زمین خورد و دایناسورها از بین رفتند. این برخورد باعث شد تا پستانداران روی زمین زیاد شوند و در نهایت انسان‌ها به وجود بیایند. شاید روزی هم سیارکی به زمین بخورد و همه چیز تغییر کند. دانشمندان می‌گویند که برخوردهای بزرگ اجتناب‌ناپذیر است، اما ما حالا بیشتر از همیشه آماده‌ایم تا از خودمان محافظت کنیم.

بیشتر بخوانید:

در غفلت سیستم های نظارت بر برخورد، یک سیارک کوچک وارد جو زمین شد

تهدید مداوم سیارک‌ ها علیه زمین

منظومه شمسی ما حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش متولد شد و سیاره زمین در طول این مدت، شاهد رویدادهای کیهانی بسیاری بوده است. خوشبختانه، در عصر حاضر، زمین دوره نسبتا آرامی را سپری می‌کند. با این حال، این بدان معنا نیست که زمین از گزند برخورد اجرام آسمانی در امان است. هر روز، تن‌ها مواد فضایی به زمین برخورد می‌کنند که البته اغلب بسیار کوچک هستند و به صورت پراکنده در سراسر سیاره فرود می‌آیند.

بیشتر اجرام فضایی که به زمین برخورد می‌کنند، به اندازه یک دانه شن یا حتی کوچکتر هستند. این ذرات ریز کیهانی، شبیه حشراتی هستند که با سرعت زیاد به شیشه اتومبیل برخورد می‌کنند. اکثر این اجرام در جو می‌سوزند و اثری از خود بر جای نمی‌گذارند. با این حال، روزانه بیش از ۱۰۰ تن از این ذرات به زمین می‌رسند که نشان‌دهنده یک تبادل مداوم مواد بین زمین و فضا است.

آیا برخورد مرگباری در انتظار زمین است؟

طبق گفته ناسا، هر سال حدودا یک سیارک به اندازه یک خودرو به زمین برخورد می‌کند. این نوع سنگ‌ها معمولا قبل از رسیدن به زمین در هوا منفجر می‌شوند، اما موج انفجارشان ممکن است آسیب ایجاد کند. سیارکی به اندازه یک زمین فوتبال هر ۲۰۰۰ سال یک بار به سطح زمین برخورد می‌کند، و سیارکی که بتواند تمدن را تهدید کند، هر چند میلیون سال یک بار از نزدیکی زمین عبور می‌کند. احتمال وقوع یک حادثه فاجعه‌بار در امروز بسیار کم است، اما اگر به اندازه کافی صبر کنیم، وقوع چنین رویدادی تقریبا حتمی است.

پیش‌بینی اینکه آیا یک سیارک به زمین برخورد می‌کند یا نه، مثل حدس زدن مسیر یک پروانه در طوفان است. عوامل زیادی مانند جاذبه سیارات دیگر، می‌توانند مسیر حرکت سیارک‌ها را تغییر دهند و پیش‌بینی این تغییرات بسیار سخت است.

دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای (PDCO) در ژانویه ۲۰۱۶ تشکیل شد تا اجرام نزدیک به زمین که ممکن است خطرناک باشند را شناسایی و ردیابی کند. پس از شناسایی این اجرام، PDCO با همکاری سایر سازمان‌ها، مدار آن‌ها را پیش‌بینی کرده و خطر برخورد را محاسبه می‌کند.

در سال‌های اخیر، ناسا چندین ماموریت را برای درک بهتر سیارک‌ها و آزمایش روش‌های انحراف آن‌ها راه‌اندازی کرده است. در عین حال، دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای به جستجو برای شناسایی سیارک‌های ناشناخته ادامه می‌دهد و ردیابی حرکت آن‌ها یک تلاش مداوم است.

آغاز به کار این دفتر به سال ۲۰۰۵ برمی‌گردد، زمانی که کنگره آمریکا از ناسا خواست تا اجرام بزرگ نزدیک به زمین را شناسایی کند. با گذشت زمان، ماموریت این دفتر گسترش یافت و امروزه شامل شناسایی اجرام کوچک‌تر و نزدیک‌تری نیز می‌شود. در صورت کشف هرگونه تهدید بالقوه، این دفتر مسئولیت هماهنگی واکنش‌ها و اطلاع‌رسانی به عموم را بر عهده دارد.

شناسایی شکارچیان سیارک‌ها

توانایی بشر در رصد کیهان در سال‌های اخیر به طور چشمگیری بهبود یافته است. تا کنون، بیش از ۳۰,۰۰۰ جرم نزدیک به زمین شناسایی شده‌اند که بیشتر آن‌ها در دهه گذشته کشف شده‌اند. تا امروز، هیچ یک از این اجرام تهدید بزرگی برای زمین یا تمدن بشری در ۱۰۰ سال آینده ایجاد نمی‌کنند. با این حال، دانشمندان تخمین می‌زنند که تنها حدود ۴۰٪ از سیارک‌ها و سایر اجرام بالقوه خطرناک شناسایی شده‌اند. بنابراین، جستجو همچنان ادامه دارد.

سیارک‌ها از طریق تلاش‌های مشترک رصدخانه‌های فضایی (تلسکوپ‌هایی مانند هابل و NEOWISE) و زمینی شناسایی می‌شوند. بخشی از ماموریت دفتر دفاع سیاره‌ای تامین هزینه زمان رصدخانه‌ها برای جستجوی سیارک‌ها است.

تلسکوپ فضایی NEOWISE، یکی از موفق‌ترین شکارچیان سیارک‌ها در تاریخ است. این تلسکوپ که ابتدا برای مطالعه کیهان دوردست طراحی شده بود، پس از تغییر ماموریت، به یکی از ابزارهای اصلی ناسا برای شناسایی اجرام نزدیک به زمین تبدیل شد. NEOWISE طی بیش از یک دهه فعالیت، هزاران سیارک را کشف کرد و اطلاعات ارزشمندی در مورد آن‌ها جمع‌آوری کرد.

وقتی یک سیارک جدید پیدا می‌شود، کار ما تازه شروع می‌شود. باید بفهمیم که این سیارک کجا می‌رود و آیا ممکن است به زمین برخورد کند یا خیر. برای این کار، باید مسیر حرکت سیارک را با دقت بررسی کنیم و ببینیم که آیا با اجرام آسمانی دیگری برخورد می‌کند یا نه. این کار مثل حل یک پازل بزرگ است که هدف نهایی آن، محافظت از زمین است.

برای محاسبه مسیر حرکت یک سیارک، ستاره‌شناسان باید حرکت آن را طی چند روز یا هفته رصد کنند. هرچه مدت زمان رصد بیشتر باشد، پیش‌بینی مسیر آن دقیق‌تر خواهد شد. زمانی که یک سیارک جدید کشف می‌شود، مرکز مطالعات اجرام نزدیک به زمین (CNEOS) در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) مسئولیت انجام محاسبات مداری آن را بر عهده دارد.

همه اجرام منظومه شمسی، از سیارات گرفته تا سیارک‌ها و دنباله‌دارها، در مسیری بیضی‌شکل به دور خورشید می‌چرخند. البته، شکل این بیضی‌ها بسیار متنوع است. در حالی که مدار سیارات معمولا به دایره نزدیک است، مدار اجرام کوچکتر مانند سیارک‌ها و دنباله‌دارها اغلب کشیده‌تر و نامنظم‌تر است. دانشمندان با استفاده از محاسبات پیچیده، تلاش می‌کنند تا این مدارهای بیضی‌شکل را با دقت هرچه تمام‌تر تعیین کنند. هرچه مشاهدات بیشتری از یک جرم آسمانی انجام شود، دقت این محاسبات نیز افزایش می‌یابد. گاهی اوقات، این محاسبات دقیق‌تر نشان می‌دهند که جرمی که در ابتدا تهدیدآمیز به نظر می‌رسید، در واقع خطری برای زمین ندارد؛ اما برعکس این موضوع نیز ممکن است اتفاق بیفتد.

شناسایی انواع سنگ‌های فضایی

هر وقت دانشمندان یک سنگ فضایی جدید پیدا می‌کنند، مثل این است که یک قطعه پازل بزرگ را پیدا کرده‌اند. آن‌ها می‌خواهند بدانند این قطعه از کجا آمده و چه چیزی را به ما نشان می‌دهد. شاید فکر کنید همه سنگ‌های فضایی شبیه هم هستند، اما آن‌ها مثل آدم‌ها، هر کدام یک داستان منحصر به فرد دارند. بعضی از این سنگ‌ها از بخش‌های سرد و یخی منظومه شمسی آمده‌اند، مثل دنباله‌دارها، و بعضی دیگر از بخش‌های گرم‌تر و سنگی‌تر. با مطالعه این سنگ‌ها، می‌توانیم بفهمیم که منظومه شمسی ما در گذشته چگونه بوده و سیاره زمین چگونه شکل گرفته است.

سیارک‌ها، این سنگ‌های سرگردان فضایی، هر کدام یک شخصیت منحصر به فرد دارند. اندازه آن‌ها، جنسشان و حتی شکل ظاهری‌شان، رفتار آن‌ها را در فضا تعیین می‌کند. مثلاً یک سیارک بزرگ و سنگین، مسیر متفاوتی را نسبت به یک سیارک کوچک و سبک طی می‌کند. دانشمندان می‌خواهند بدانند که آیا این سیارک‌ها یکپارچه هستند یا از قطعات کوچک تشکیل شده‌اند. این اطلاعات به ما کمک می‌کند تا در صورت نزدیک شدن یک سیارک به زمین بهتر بتوانیم آن را کنترل کنیم.

سیارک‌های نزدیک به زمین را می‌توان مانند اعضای یک خانواده بزرگ در نظر گرفت که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. دانشمندان برای اینکه بتوانند بهتر این سیارک‌ها را بشناسند، آن‌ها را به گروه‌های مختلفی تقسیم کرده‌اند. این گروه‌ها بر اساس اینکه سیارک‌ها چقدر به زمین نزدیک می‌شوند و مدار حرکتشان چگونه است، نام‌گذاری شده‌اند. با شناخت این گروه‌ها، دانشمندان می‌توانند بهتر پیش‌بینی کنند که کدام سیارک‌ها ممکن است برای کره زمین خطرناک باشند.

آیا سیارکی که بتواند زمین را نابود کند، کشف شده است؟

تا به امروز هیچ سیارک که به طور قطعی بخواهد به زمین برخورد کند، شناسایی نشده است. اما این بدان معنا نیست که در آینده چنین اتفاقی نخواهد افتاد. اخترشناسان به طور مداوم آسمان را رصد می‌کنند تا هرگونه تهدید احتمالی را شناسایی کنند. با این حال، کیهان بسیار وسیع است و ممکن است سیارک‌هایی وجود داشته باشند که هنوز کشف نشده‌اند.

تا حالا بیش از ۱۱ هزار سنگ فضایی بزرگ پیدا شده که هر کدام از آن‌ها می‌توانند به اندازه یک ساختمان بلند باشند. علاوه براین، چند صد سنگ فضایی خیلی بزرگ با قطر بیش از ۱ کیلومتر نیز کشف شده است. خوشبختانه، دانشمندان می‌گویند این سنگ‌ها در صد سال آینده به زمین برخورد نمی‌کنند. اما این سنگ‌ها همیشه در فضا حرکت می‌کنند و ممکن است مسیرشان تغییر کند. به همین دلیل، پیش‌بینی اینکه در آینده چه اتفاقی می‌افتد، خیلی سخت است.

یافتن و ردیابی سیارک‌هایی که ممکن است در آینده به زمین برخورد کنند، یکی از مهم‌ترین چالش‌های پیش روی بشر است. آژانس فضایی اروپا نیز در این زمینه فعالیت گسترده‌ای دارد و تاکنون هزاران سیارک خطرناک را شناسایی کرده است. اگرچه خطر برخورد هیچ‌کدام از این سیارک‌ها در آینده نزدیک زیاد نیست، اما دانشمندان بر این باورند که باید برای مقابله با این تهدید احتمالی آماده باشیم.

تغییر مسیر سیارک‌ها با نیروی جاذبه

برای تغییر مسیر یک سیارک خطرناک، می‌توان از یک فضاپیمای بزرگ به عنوان یک «تراکتور گرانشی» استفاده کرد. این فضاپیما با قرار گرفتن در فاصله مناسب از سیارک و اعمال نیروی گرانشی خود، به تدریج مسیر حرکت آن را تغییر می‌دهد. برای مثال، یک فضاپیمای یک تنی که در فاصله حدود ۵۰۰ فوتی از سیارک قرار گیرد، می‌تواند با استفاده از نیروی گرانش، مسیر حرکت سیارک را به آرامی تغییر دهد. البته، این روش به زمان کافی نیاز دارد و معمولا بیش از یک دور گردش سیارک به دور خورشید طول می‌کشد.

برای اینکه بتوانیم یک سنگ بزرگ را که ممکن است به زمین بخورد، از مسیرش منحرف کنیم، به زمان زیادی نیاز داریم. دانشمندان می‌گویند باید حداقل ده سال قبل از اینکه این سنگ به زمین نزدیک شود، کار را شروع کنیم. برای این کار، یک فضاپیما به سمت این سنگ می‌فرستیم تا موقعیت دقیق آن را پیدا کند. این فضاپیما مثل یک چراغ دریایی است که به ما می‌گوید سنگ کجا قرار دارد و به کجا می‌رود. بعد از اینکه دانشمندان اطلاعات کافی را جمع‌آوری کردند، فضاپیما شروع می‌کند به هل دادن آرام سنگ فضایی تا مسیر آن تغییر کند. دانشمندان همه‌ این مراحل را زیر نظر دارند تا مطمئن شوند که سنگ به مسیر امنی رفته است.

انحراف سیارک با یک ضربه محکم

یک روش مؤثر برای انحراف مسیر سیارک‌ها، برخورد عمدی یک فضاپیما به آن‌هاست. ناسا اخیرا این روش را در مأموریت DART آزمایش کرده است. در نوامبر ۲۰۲۱، فضاپیمای دارت به سمت یک سیارک دوتایی پرتاب شد. هدف این مأموریت، برخورد به قمر کوچکتر این سیارک و تغییر مسیر آن بود. این اولین آزمایش عملی برای دفاع سیاره‌ای بود.

فضاپیمای ناسا با سرعت حدود ۱۴۰۰۰ مایل بر ساعت به سیارک دیمورفوس برخورد کرد و در نتیجه این برخورد، شکل سیارک از حالت کروی به بیضوی تغییر کرد و زمان گردش آن به دور سیارک اصلی حدود ۳۳ دقیقه کاهش یافت. این مأموریت تاریخی نشان داد که بشر توانایی تغییر مسیر اجرام آسمانی را دارد.

آیا بمب اتم می‌تواند سیارک‌ها را نابود کند؟

در فیلم سینمایی «آرماگدون» برای نجات زمین از برخورد یک سیارک، گروهی از فضانوردان به سیارک رفته و آن را با بمب هسته‌ای منفجر می‌کنند. اما آیا این روش در دنیای واقعی هم کارآمد است؟ دانشمندان سال‌هاست بر روی این سوال کار می‌کنند. برخی معتقدند که انفجار یک سیارک ممکن است آن را به قطعات کوچکتر تبدیل کند و خطر برخورد را افزایش دهد. با این حال، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که انفجار هسته‌ای در ارتفاع مناسب بالای سطح سیارک می‌تواند مؤثر باشد و مسیر آن را تغییر دهد.

دانشمندان توانستند در آزمایشگاه با استفاده از لیزر ایکس، سطح نمونه‌های کوچک سنگ را تغییر دهند. این آزمایش، گام مهمی در جهت توسعه روش‌های دفاع سیاره‌ای است. اما برای انحراف مسیر سیارک‌های بزرگ به منبع انرژی بسیار قوی‌تری مانند یک انفجار هسته‌ای نیاز است. البته، استفاده از بمب‌های هسته‌ای در فضا چالش‌های فنی و زیست محیطی زیادی را به همراه دارد و نیاز به تحقیقات بیشتری در این زمینه است.

انفجار یک بمب هسته‌ای در نزدیکی یک سیارک، منجر به ایجاد یک پلاسمای بسیار داغ می‌شود. این پلاسما با سطح سیارک برهمکنش کرده و باعث ایجاد یک نیروی رانش می‌شود. این نیرو، در نتیجه اختلاف فشار بین ناحیه‌ای که تحت تأثیر اشعه ایکس قرار گرفته و سایر قسمت‌های سیارک، به وجود می‌آید.

آیا سیاره ما برای برخورد آماده است؟

در حال حاضر، آمادگی ما برای مقابله با تهدید برخورد سیارک‌ با زمین کافی نیست. اما نباید ناامید شویم. با سرمایه‌گذاری بیشتر در تحقیقات فضایی و توسعه فناوری‌های جدید، می‌توانیم آینده‌ای امن‌تر برای زمین رقم بزنیم. ماموریت دارت نشان داد که با استفاده از فناوری‌های موجود، می‌توانیم سیارک‌ها را منحرف کنیم. اما برای موفقیت در این زمینه، نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و اقدام سریع داریم.

داشتن یک سیستم هشدار قوی و جامع برای رصد سیارک‌ها، اهمیت بسیار بالایی دارد. اگر بتوانیم سیارک‌ها را در مراحل اولیه حرکتشان شناسایی کنیم، فرصت کافی برای برنامه‌ریزی و اجرای راهکارهای دفاعی خواهیم داشت. اما اگر کشف سیارک در آخرین لحظات صورت گیرد، مقابله با آن بسیار دشوار خواهد بود. مأموریت DART نشان داده است که فناوری‌های لازم برای انحراف سیارک‌ها در دسترس هستند، اما زمان، عامل تعیین‌کننده‌ای در موفقیت این عملیات‌ها است.

بشر در زمینه اکتشاف فضا پیشرفت‌های چشمگیری داشته است. مأموریت‌هایی مانند OSIRIS-APEX و DART نشان داده‌اند که ما توانایی نزدیک شدن به سیارک‌ها، مطالعه آن‌ها و حتی تغییر مسیرشان را داریم. با ادامه این پیشرفت‌ها و با داشتن سیستم‌های هشدار زودهنگام، می‌توانیم با اطمینان بیشتری به آینده نگاه کنیم و از خود در برابر تهدیدهای فضایی محافظت کنیم.

در گجت نیوز بخوانید: