Asteroïde 951 Gaspra genomen door het Galileo-ruimtevaartuig. Afbeelding tegoed: NASA / JPL. Klik om te vergroten.
Luister naar het interview: Gravity Tractor Beam (4.8 MB)
Of abonneer u op de podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Omgaan met asteroïden die de aarde zullen raken, nu ik het begrijp, moet je een bemanning van oliemijnen van topkwaliteit vinden. En je moet ze op de Space Shuttle zetten en ze met een stel atoombommen naar de asteroïde sturen om het op te blazen. Nu vertel je me dat dit misschien niet de beste manier is?
Dr. Love: Nou, het hangt ervan af wat je doel is. Als het je doel is om een film te maken die een hoop geld gaat verdienen, ga dan uit je dak; dat is precies de juiste manier om het te doen. Als het je doel is om daadwerkelijk een impact op de aarde te voorkomen, hopen we dat er een eenvoudigere methode is om hiermee om te gaan.
Fraser: Oké, dus wat is de eenvoudigere methode die je voorstelt?
Liefde: Nou, de methode die we suggereren is om een relatief groot en zwaar ruimtevaartuig - niet zo groot en zwaar dat we het ons niet kunnen voorstellen - naar de asteroïde te sturen, en in plaats van te proberen de asteroïde op te blazen of te landen erop en duw het ding opzij (beide ideeën zijn gesuggereerd, maar ze hebben wat problemen), we raden je aan om het ruimtevaartuig ernaast te parkeren en het daar te laten zweven. En als je het daar ongeveer een jaar laat zweven, heel erg geleidelijk, zal de kleine zwaartekracht tussen de asteroïde en het ruimtevaartuig de asteroïde in de richting van het ruimtevaartuig trekken. Het ruimtevaartuig zweeft op een constante afstand van de asteroïde, en wat dit betekent is dat het de asteroïde heel geleidelijk uit zijn koers trekt en de zwaartekracht als een soort sleeplijn gebruikt. En als je genoeg waarschuwing voor je asteroïde kunt krijgen - als je weet dat het ongeveer 20 jaar duurt voordat het gaat raken - dan kun je het ruimtevaartuig daarheen halen en het ongeveer een jaar laten trekken, je kunt het voldoende trekken zodat in plaats van de aarde te raken, zal het de aarde missen.
Fraser: Nu draaien alle media en al die rampenfilms rond een of andere astronoom die drie maanden voordat hij gaat toeslaan een gevaarlijke asteroïde ziet. Het lijkt erop dat uw oplossing meer in het bereik van 20 jaar ligt. Denk je dat dat tegenwoordig het meest realistische scenario is?
Liefde: het is moeilijk te weten. We hebben nog niet echt alle asteroïden ontdekt die mogelijk de aarde zouden kunnen raken. We hebben veel mensen die heel druk bezig zijn met dat probleem; er zijn elke nacht zoekopdrachten. Ik denk dat veel van hen geautomatiseerd zijn, en niet een eenzame man op een bergtop met zijn oog naar de lens van een telescoop daar. En het is mogelijk dat we morgen kunnen beseffen dat er iets komt dat ons zou kunnen raken waarvan we niets wisten en dat het drie maanden verwijderd zou kunnen zijn van een impact op de aarde. Dat zou zeker jammer zijn. Maar in de toekomst zullen we waarschijnlijk al deze dingen weten; kennen al hun banen en we kunnen een treffer voorspellen lang voordat deze ons zal raken. En dat is het soort scenario dat onze oplossing aankan.
Fraser: En hoe groot zou je met asteroïden kunnen zijn?
Love: Een paar honderd meter groot. Dus de grootte van een voetbalstadion of congrescentrum.
Fraser: En hoe zou het ruimtevaartuig zelf eruit zien? Wat voor soort componenten zou het bevatten?
Liefde: toen we op het idee kwamen voor ons kleine papier, hebben we een ruimtevaartuigontwerp in wezen van de plank gehaald. Het is NASA's Prometheus-project, waar ze een groot atoomaangedreven ruimtevaartuig zouden sturen om Jupiters maan Europa te laten draaien, en daar veel interessante wetenschap zouden doen. Het is een ruimtevaartuig van 20 ton met elektrische stuwraketten, dat wil zeggen dat het elektrisch vermogen gebruikt om een gas tot extreem hoge temperaturen te verwarmen en het via de achterkant te spuiten. U krijgt een geweldig brandstofverbruik; veel vermogen om een ruimtevaartuig te verplaatsen met een kleine hoeveelheid brandstof, maar de stuwkracht is erg laag. Je kunt alleen een Newton of zo (een vijfde van een pond) kracht krijgen. Dus je hebt een grote elektrische voortstuwing, een nucleair aangedreven ruimtevaartuig - dit wordt waarschijnlijk een lang mager ding, omdat je veel radiatoren nodig hebt om de afvalwarmte van de kernreactor af te stoten. Het zal een set boegschroeven, een brandstoftank en enkele componenten voor navigatie en navigatie bevatten. Afhankelijk van hoe je dit ruimtevaartuig hebt opgesteld, hebben we besloten dat als je de zware reactor en de zware brandstoftank dicht bij de asteroïde plaatst - hangend aan de stuwraketten - dan krijg je meer massa dichtbij de asteroïde, en dat verhoogt je zwaartekracht terwijl de zwaartekracht snel afneemt naarmate je de afstand tussen de twee massa's vergroot. En het helpt ook om je ruimtevaartuig te stabiliseren en helpt je gewoon overal als je je zware componenten neerhangt bij de asteroïde met de stuwraketten bovenaan.
Fraser: Oh, ik zie het, het zou bijna zijn als je een bal aan het uiteinde van een touw had, hangend met het zware deel - de reactor en alle brandstof - zo dicht mogelijk bij de asteroïde hing, terwijl alle stuwraketten zijn verder op het touw en trekken het weg.
Liefde: dat klopt precies. Natuurlijk moet je je stuwraketten wegduwen zodat de rookpluim die eruit komt de asteroïde niet raakt. Het heeft geen zin om een asteroïde dichter naar je toe te trekken met zwaartekracht en tegelijkertijd te duwen met je thrusterpluimen. Dus je hebt die naar buiten nodig, zodat de pluimen de asteroïde missen en dat zal je sleepkracht helpen verbeteren.
Fraser: Heb je nu doelen waarvan je denkt dat ze een goed slachtoffer kunnen zijn van dit soort bewegingsstrategie?
Liefde: we ontwikkelden het idee als een generiek idee en vlogen overal naar toe. Er is echter Asteroïde 99942 Apophis die de aarde volgens mij in 2029 zou moeten passeren. En als die asteroïde precies het juiste punt in de ruimte passeert terwijl hij langs de aarde gaat, heeft hij de kans om terug te komen in 7-8 jaar en sloeg ons, wat slecht zou zijn. En die asteroïde is een uitstekend doelwit voor dit soort missie. Als we het kunnen bereiken voor die eerste flyby van de aarde, zou dat de tweede keer in de rij staan voor impact. En de reden daarvoor is dat deze flybys het pad van de asteroïde vervormen, zodat een kleine verandering in de vliegrichting vóór de flyby een enorme verandering in de vliegrichting geeft na de flyby. Dus het is als een bankfoto in het zwembad. Een klein foutje in het eerste deel, na het stuiteren, wordt de fout vermenigvuldigd. U kunt dus een zwaartekrachttractor gebruiken die niet op kernenergie werkte en geen 20 ton woog. Je zou een 1-ton, chemisch aangedreven zwaartekrachttractor kunnen gebruiken om deze asteroïde net iets uit koers te trekken voordat die aarde voorbijvliegt, zodat de asteroïde niet in de buurt van ons komt.
Fraser: Ik snap het, als je een asteroïde hebt die 20 jaar later op ons afkomt, kun je je grote, door ionen aangedreven motor verplaatsen. Hoelang zou je het naast de asteroïde moeten hebben?
Liefde: ongeveer een jaar.
Fraser: Maar als het net om de flyby gaat, zou je het een heel kleine verandering kunnen geven en het zou het nog steeds uit de slechte baan en in een goede baan schoppen.
Love: Juist, je gaat die flyby van de aarde gebruiken om het kleine effect dat je met je ruimtevaartuig op de asteroïde hebt gedaan, te vermenigvuldigen voor de flyby. En dan na de flyby is het effect veel groter.
Fraser: Dus wat is de fase van uw voorstel nu? Wat is de toekomst er nu voor?
Love: Nou, het is moeilijk te weten. Op dit moment hebben we een voorstel gedaan, we hebben het idee daarbuiten en mensen praten erover. Mijn co-auteur, Ed Lu en ik hebben veel wetenschappelijke artikelen geschreven voor publicatie, en geen van hen heeft zelfs maar een tiende zoveel aandacht gekregen als deze. Dus het idee is daar en we zullen zien wat er gebeurt. Ik denk dat het debat veel scherper zal worden als we daadwerkelijk een asteroïde ontdekken die op een botsingspad met de aarde zit. Dan moeten we echt samenkomen en beslissen wat we eraan gaan doen.
Fraser: Nou, dat is mijn zorg met het hele proces van bescherming van de aarde tegen asteroïden. Er is veel onzekerheid bij het voorspellen wanneer en waar een asteroïde zal raken. Hoe beter je de baan kunt markeren, hoe beter je kunt weten of het een risico gaat zijn. In veel gevallen, als je deze hebt die 30 jaar oud zijn, kunnen besluitvormers en wetgevers zeggen: nou, laten we wachten tot we het beter weten. En toch, hoe meer je beter weet, hoe minder kans je hebt om van baan te veranderen.
Liefde: Ja, dat is altijd waar, en de menselijke natuur speelt hier veel op in. Niemand heeft ooit een asteroïde aanval gehad, dus het is moeilijk om het te vergelijken met dingen die we hebben geleden, zoals tsunami's en orkanen om een paar recente voorbeelden te nemen. De dingen die we weten en ervaren in iemands leven zijn altijd gemakkelijker te visualiseren en te begrijpen. En om mensen aandacht te laten schenken aan iets dat een beetje esoterisch en sciencefiction lijkt; is dit echt, of verzinnen mensen het gewoon? Ik weet daar geen goede oplossing voor, maar het feit dat mensen over de hele wereld over het idee praten en erover nadenken - en niet alleen in de hogere kringen van de wetenschap - is volgens mij een goed teken. We denken in ieder geval na over het probleem en hoe we het kunnen oplossen.
