Asteroid dan kita
Bukan artikel tematik bagi saya, tetapi sepertinya menarik bagi saya untuk berbicara tentang bahaya asteroid. Pada prinsipnya, ini adalah topik basi, tetapi dalam beberapa tahun terakhir ini secara bertahap memperoleh konten yang berbeda, jadi saya pikir ini akan menarik.Dampak
Simulasi ledakan atmosfer dari meteorit Tunguska . Perkiraan saat ini memberikan kekuatan dampak 5,15 megaton.Tabrakan adalah tabrakan asteroid (pada prinsipnya berapapun ukurannya) ke Bumi, dengan pelepasan selanjutnya energi kinetiknya di atmosfer atau di permukaan. Semakin kecil dampaknya pada energi, semakin sering hal itu terjadi. Energi impak adalah cara yang baik untuk menentukan apakah benda kosmik berbahaya bagi bumi atau tidak. Ambang batas pertama seperti itu adalah sekitar 100 kiloton TNT setara dengan pelepasan energi, ketika asteroid yang masuk (yang di pintu masuk atmosfer mulai disebut meteorit) berhenti terbatas jatuh ke YouTube, dan mulai menimbulkan masalah. Contoh yang baik dari peristiwa ambang seperti itu adalah meteorit Chelyabinsk tahun 2014 - tubuh kecil dengan dimensi karakteristik 15 ... 20 meter dan massa ~ 10 ribu ton menyebabkan satu miliar kerusakan rubel dan melukai ~ 300 orang.Pilihan video jatuhnya meteorit Chelyabinsk.Namun, meteorit Chelyabinsk bertujuan sangat baik, dan secara keseluruhan itu tidak terlalu mengganggu kehidupan bahkan Chelyabinsk, belum lagi seluruh Bumi. Probabilitas untuk secara tidak sengaja memasuki wilayah padat penduduk selama tabrakan dengan planet kita adalah sekitar beberapa persen, oleh karena itu, ambang nyata benda berbahaya dimulai dengan kekuatan 1000 kali lebih banyak - sekitar ratusan megaton, karakteristik energi dampak untuk tubuh kaliber 140-170 meter.
Tidak seperti senjata nuklir, energi yang dilepaskan oleh meteorit lebih banyak tercoreng dalam ruang dan waktu, dan karenanya sedikit kurang mematikan. Dalam foto - ledakan instalasi nuklir Ivy Mike, 10 megaton.Meteor semacam itu memiliki radius kehancuran seratus kilometer, dan berhasil mendarat, itu dapat mengakhiri jutaan nyawa. Tentu saja, ada batu di luar angkasa dan yang lebih besar - asteroid 500 meter akan menyebabkan bencana regional, memengaruhi medan ribuan kilometer dari tempat kejatuhannya, satu setengah kilometer dapat menghapus kehidupan dari seperempat permukaan planet ini, dan 10 kilometer akan mengatur kepunahan massal baru dan pasti akan menghancurkan peradaban massal.Sekarang kita telah mengkalibrasi level Armageddon dari ukuran, kita dapat beralih ke ilmu pengetahuan.Dekat Bumi Asteroid
Tentu saja, hanya asteroid yang orbitnya di masa depan yang melintasi lintasan Bumi dapat menjadi penabrak. Masalahnya adalah Anda harus terlebih dahulu melihat asteroid tersebut, lalu mengukur lintasannya dengan akurasi yang cukup dan memodelkannya di masa depan. Sampai tahun 80-an, jumlah asteroid yang diketahui melintasi orbit Bumi ada di puluhan, dan tidak satu pun dari mereka yang berbahaya (itu tidak pergi lebih dekat dari 7,5 juta kilometer dari orbit Bumi ketika memodelkan dinamika, katakanlah, 1000 tahun ke depan). Oleh karena itu, studi tentang bahaya asteroid terutama berfokus pada perhitungan probabilistik - berapa banyak benda yang lebih besar dari 140 meter dapat berada dalam orbit yang melintasi Bumi? Seberapa sering dampak terjadi? Bahayanya diperkirakan secara probabilistik "pada dekade berikutnya untuk mendapatkan dampak dengan kapasitas lebih dari 100 megaton adalah 10 ^ -5",tetapi kemungkinan tidak berarti bahwa kita tidak akan mendapatkan bencana global besok.
Perhitungan frekuensi dampak yang mungkin sebagai fungsi energi. Pada sumbu vertikal, frekuensi "kasus per tahun", pada sumbu horizontal, adalah daya tumbukan dalam kiloton. Garis-garis horizontal - toleransi untuk ukuran. Tanda merah - pengamatan dampak nyata dengan kesalahan.Namun, pertumbuhan kualitatif dan kuantitatif mengarah pada peningkatan pesat dalam jumlah objek yang terdeteksi di dekat Bumi. Kemunculan di tahun 90-an CCD oleh teleskop (yang meningkatkan kepekaannya sebesar 1-1,5 kali lipat) dan pada saat yang sama algoritma otomatis untuk memproses gambar langit malam menyebabkan peningkatan dalam tingkat deteksi asteroid (termasuk dekat-Bumi) dengan dua kali lipat besarnya pada pergantian abad ini.Animasi yang bagus tentang pendeteksian dan pergerakan asteroid dari 1982 hingga 2012. Asteroid Near-Earth ditandai dengan warna merah.Pada 1998-1999, proyek LINEAR mulai beroperasi - dua teleskop-robot dengan aperture hanya 1 meter, dilengkapi dengan hanya 5-megapiksel (nanti Anda akan memahami dari mana asalnya dari "segalanya") matriks, dengan tugas mendeteksi sebanyak mungkin asteroid dan komet, di .h. dekat Bumi. Ini bukan proyek pertama dari orientasi ini (beberapa tahun sebelumnya masih cukup berhasil NEAT), tetapi yang pertama, yang dirancang khusus untuk tugas ini. Teleskop dibedakan oleh fitur-fitur berikut, yang kemudian akan menjadi standar:- Matriks astronomi CCD khusus dengan pixel backlighting, yang meningkatkan efisiensi kuantumnya (jumlah foton kejadian yang direkam) menjadi hampir 100%, berbanding 30% untuk yang non-astronomi standar.
- , .
- — 5 28 . 10 , .
- , ( ) .
( 5 28 ) LINEAR . — , — .
Teleskop LINEAR itu sendiri, terletak di White Sands, New Mexico.LINEAR akan menjadi bintang dengan skala pertama pencarian asteroid, setelah menemukan selama 12 tahun berikutnya 230 ribu asteroid, termasuk 2.300 melintasi orbit Bumi. Berkat proyek MPC ( Minor Planet Center ) lain , informasi tentang kandidat asteroid yang ditemukan didistribusikan melalui berbagai observatorium untuk pengukuran tambahan orbit. Pada 2000-an, survei langit otomatis serupa dari Catalina mulai beroperasi (yang akan lebih ditujukan untuk mencari benda-benda dekat Bumi, dan akan menemukannya ratusan dalam setahun).
Jumlah asteroid dekat Bumi yang ditemukan oleh berbagai proyek berdasarkan tahunSecara bertahap, perkiraan probabilitas Armageddon umumnya mulai menghasilkan perkiraan probabilitas kematian dari asteroid tertentu. Di antara ratusan pertama, dan kemudian ribuan asteroid dekat-Bumi, sekitar 10% menonjol yang orbitnya lebih dekat dari 0,05 unit astronomi dari orbit Bumi (sekitar 7,5 juta km), sedangkan ukuran asteroid harus melebihi 100-150 meter (magnitudo absolut tubuh) tata surya H> 22).Pada akhir 2004, NASA mengatakan kepada dunia bahwa asteroid Apophis 99942 yang ditemukan pada awal tahun dengan kemungkinan 1 banding 233 akan mengenai Bumi pada 2029. Asteroid, menurut pengukuran modern, memiliki diameter sekitar 330 meter dan diperkirakan memiliki massa 40 juta ton, yang menghasilkan sekitar 800 megaton energi ledakan.
. .Namun, pada contoh Apophis, kemungkinan tubuh tertentu muncul menjadi penabrak. Mengetahui orbit asteroid dengan akurasi terbatas dan mengintegrasikan lintasannya lagi dengan akurasi terbatas, hanya elips yang dapat diperkirakan pada saat tabrakan potensial, di mana, katakanlah, 95% dari lintasan yang mungkin akan jatuh. Ketika parameter orbit Apophis disempurnakan, elips menurun hingga planet Bumi akhirnya jatuh darinya, dan sekarang diketahui bahwa pada 13 April 2029 asteroid akan melintas pada jarak setidaknya 31.200 km dari permukaan Bumi (tetapi sekali lagi, ini adalah tepi terdekat dari elips kesalahan).
Ilustrasi bagaimana tabung dari kemungkinan orbit asteroid Apophis dikompresi pada saat tabrakan yang mungkin terjadi ketika parameter orbit disempurnakan. Akibatnya, Bumi tidak terpengaruh.
Ilustrasi menarik lainnya dari Apophis adalah perhitungan kemungkinan titik tumbukan (dengan mempertimbangkan ketidakpastian) untuk tumbukan pada tahun 2036. Dapat dilihat, omong-omong, bahwa lintasan melewati dekat lokasi jatuhnya meteorit Tunguska.Omong-omong, untuk dengan cepat menilai bahaya komparatif asteroid dekat Bumi, dua skala dikembangkan - Turin sederhana dan Palermo yang lebih kompleks . Turinskaya hanya mengalikan probabilitas tabrakan dan ukuran tubuh yang diperkirakan, menetapkan nilai dari 0 hingga 10 (misalnya, Apophis di puncak probabilitas tabrakan memiliki 4 poin), dan Palermskaya menghitung logaritma rasio kemungkinan dampak dari tubuh tertentu dengan kemungkinan probabilitas dampak dari energi tertentu mulai dari saat ini hingga saat-saat yang memungkinkan. tabrakan.
Pada saat yang sama, nilai-nilai positif pada skala Palermo berarti bahwa satu tubuh menjadi sumber bencana yang lebih signifikan daripada yang lainnya - gabungan terbuka dan belum ditemukan. Poin penting lain dari skala Palermo adalah konvolusi probabilitas dampak dan energinya, yang memberikan kurva tingkat risiko yang agak kontra-intuitif tergantung pada ukuran asteroid - ya, 100 meter batu tampaknya tidak dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan, tetapi mereka turun banyak dan relatif sering, umumnya membawa lebih banyak korban potensial daripada "pembunuh peradaban" sepanjang 1,5 kilometer.Namun, mari kita kembali ke sejarah deteksi asteroid dekat-Bumi dan objek berbahaya potensial menengah. Pada 2010, teleskop Pan-STARRS pertama mulai beroperasi, dengan teleskop ultra lebar bidang bukaan 1,8 meter, dilengkapi dengan sensor 1400 megapiksel!
Sebuah foto galaksi Andromeda dari teleskop Pan-STARRS 1, memungkinkan kita untuk mengevaluasi sudut lebarnya. Sebagai perbandingan, bulan purnama dan kotak berwarna digambar di lapangan - bidang pandang "biasa" dari teleskop astronomi besar.Tidak seperti LINEAR, dibutuhkan pemotretan 30 detik dengan kedalaman tampilan 22 kedalaman. nilai (mis. dapat mendeteksi ukuran asteroid 100-150 meter pada jarak 1 unit astronomi, terhadap batas kilometer pada jarak itu untuk LINEAR), dan server berkinerja tinggi (1480 core dan 2,5 petabyte hard drive) berubah 10 setiap malam terabyte ke daftar fenomena sementara. Perlu dicatat bahwa tujuan utama Pan-STARRS bukan untuk mencari objek dekat-Bumi, tetapi astronomi bintang dan galaksi - pencarian perubahan di langit, misalnya supernova jauh, atau peristiwa bencana dalam sistem biner yang dekat. Namun, ratusan asteroid dekat Bumi baru ditemukan di teleskop omong kosong ini sepanjang tahun.
Pan Server-STARRS. Secara umum, foto tersebut sudah pada tahun 2012, hari ini proyek telah berkembang cukup banyak, teleskop kedua telah ditambahkan, dua lagi sedang dibangun.Perlu menyebutkan satu misi lagi - teleskop luar angkasa NASA WISE dan perluasannya NEOWISE. Perangkat ini mengambil gambar dalam infra merah jauh, mendeteksi asteroid dengan cahaya IR-nya. Secara umum, awalnya itu bertujuan mencari asteroid di luar orbit Neptunus - objek dari sabuk Kuiper, disk tersebar dan katai coklat, tetapi dalam misi perluasan, setelah teleskop kehabisan refrigeran dan suhunya menjadi terlalu tinggi untuk tugas awal, ini Sekitar 200 mayat di dekat Bumi ditemukan dengan teleskop.Akibatnya, selama 30 tahun terakhir, jumlah asteroid dekat Bumi yang dikenal telah tumbuh dari ~ 50 menjadi 15.000. Hari ini, 1763 di antaranya terdaftar sebagai objek yang berpotensi berbahaya, di mana tidak ada yang memiliki peringkat lebih dari 0 pada skala Turin dan Palermo.Banyak asteroid
Apakah banyak atau sedikit? Setelah misi NEOWISE, NASA menilai kembali jumlah model asteroid sebagai berikut:
Di sini, gambar yang diarsir menunjukkan asteroid dekat Bumi yang dikenal (bukan hanya benda berbahaya), konturnya merupakan perkiraan yang ada, tetapi belum ditemukan. Situasi untuk 2012.Sekarang perkiraan proporsi asteroid yang terdeteksi dibuat melalui model sintesis populasi dan perhitungan visibilitas tubuh populasi ini dari Bumi. Pendekatan ini memungkinkan perkiraan yang baik tentang proporsi benda yang terdeteksi tidak hanya melalui ekstrapolasi fungsi "ukuran-jumlah benda", tetapi juga dengan mempertimbangkan visibilitas akun.Kurva merah dan hitam adalah perkiraan model jumlah benda dengan ukuran berbeda dalam orbit dekat-bumi. Garis putus-putus biru dan hijau adalah jumlah yang terdeteksi.
Kurva hitam dari gambar sebelumnya adalah dalam bentuk tabel.Di sini dalam tabel, ukuran asteroid diberikan dalam satuan besaran bintang mutlak H - untuk objek tata surya. Perhitungan ulang kasar menjadi dimensi dibuat sesuai dengan rumus ini dan dari itu kita dapat menyimpulkan bahwa kita tahu lebih dari 90% objek dekat Bumi lebih besar dari 500 meter dan sekitar setengah ukuran Apophis. Untuk mayat dari 100 hingga 150 meter, hanya sekitar 35% yang diketahui.Namun, kita dapat mengingat bahwa sekitar 0,1% benda berbahaya diketahui menyedihkan 30 tahun yang lalu, jadi kemajuannya mengesankan.Perkiraan lain dari proporsi asteroid yang terdeteksi tergantung pada ukurannya. Untuk ukuran tubuh 100 meter, beberapa persen dari jumlah total terdeteksi hari ini.Namun, ini bukan akhir dari cerita. Saat ini, teleskop LSST sedang dibangun di Chili - teleskop monster pengamatan lain yang akan dilengkapi dengan optik 8 meter dan kamera 3,2 gigapixel. Dalam beberapa tahun, mulai tahun 2020, setelah menghapus sekitar 50 petabyte (secara umum, moto proyek "mengubah surga menjadi basis data) gambar LSST, saya akan menemukan~ 100.000 asteroid dekat-Bumi, menentukan orbit hampir 100% benda ukuran berbahaya. Omong-omong, selain asteroid, teleskop juga harus menghasilkan beberapa miliar objek dan peristiwa, dan database itu sendiri harus berjumlah 30 triliun garis, yang merupakan kompleksitas tertentu untuk DBMS modern.
Untuk menyelesaikan tugasnya, LSST memiliki desain optik yang sangat tidak biasa, di mana cermin ketiga ditempatkan di tengah yang pertama.
Kamera 3,2 gigapixel didinginkan hingga -110 C dengan murid 63 cm - alat kerja LSST.Apakah umat manusia diselamatkan? Tidak juga. Ada kelas batu yang terletak di orbit internal Bumi pada resonansi 1: 1, yang sangat sulit dilihat dari Bumi, ada komet periode panjang - biasanya benda yang relatif besar dengan kecepatan sangat tinggi relatif terhadap Bumi (mis., Berpotensi sangat kuat) penabrak), yang dapat kita perhatikan hari ini tidak lebih dari 2-3 tahun sebelum tabrakan. Namun, pada kenyataannya, untuk pertama kalinya dalam tiga abad terakhir, sejak gagasan tabrakan Bumi dengan benda langit lahir, dalam beberapa tahun kita akan memiliki database lintasan dari sebagian besar benda berbahaya yang membawa Bumi.Pada bagian selanjutnya, saya akan menjelaskan sudut pandang sains tentang metode untuk mempengaruhi asteroid berbahaya. Source: https://habr.com/ru/post/id400317/
All Articles