In de afgelopen maand hebben ongeveer een half dozijn vrij grote asteroïden in de buurt van onze thuisplaneet gevlogen en in één geval aanzienlijke verwondingen en materiële schade veroorzaakt zonder waarschuwing vooraf - met de verborgen gevaren op de loer vanwege een matte houding ten opzichte van asteroïde detectie en planetaire verdediging.
Nu, in een voorlopig toeval van timing, financiert NASA een experimentele asteroïde radardetectie-array genaamd 'KaBOOM' die op een dag de vroegtijdige Ka-boom van de aarde kan dwarsbomen - en die ik de afgelopen week uit de eerste hand inspecteerde in het Kennedy Space Center (KSC) ), naar aanleiding van de SpaceX Falcon 9-explosie voor het ISS.
"KaBOOM zet evolutionaire stappen in de richting van een revolutionair vermogen", zei Dr. Barry Geldzahler, KaBOOM hoofdwetenschapper van het NASA-hoofdkwartier, in een exclusief interview met Space Magazine.
Als dit lukt, zal KaBOOM dienen als opmaat voor een Amerikaanse National Radar Facility en bijdragen aan een eventueel Near Earth Object (NEO) planetair verdedigingssysteem om de ondergang van de aarde te voorkomen.
"Het zal ons in staat stellen het doel van het volgen van asteroïden verder te bereiken dan we vandaag de dag kunnen bereiken."
Eerst wat achtergrondinformatie - Dit weekend suisde een ruimtesteen ter grootte van een stadsblok langs de aarde op een afstand van slechts 2,5 keer de afstand tot onze maan. De asteroïde - genaamd ET 2013 - is opmerkelijk omdat hij tot een paar dagen van tevoren op 3 maart volledig onopgemerkt bleef en een diameter van ongeveer 460 voet (140 meter) heeft.
2013 ET volgt op de voet van de Russische meteoor van 15 februari die zonder voorafgaande waarschuwing gewelddadig explodeerde en meer dan 1200 mensen verwondde op dezelfde dag dat Asteroid 2012 DA 14 voorbij de aarde zoefde, amper 17.000 mijl boven het oppervlak - nauwelijks een bakkebaard astronomisch gesproken .
Als een van deze dikke asteroïden daadwerkelijk steden of andere bevolkte gebieden had getroffen, zou het dodental en de verwoesting absoluut catastrofaal zijn geweest - mogelijk honderden miljarden dollars!
Alles bij elkaar genomen, is deze uitbarsting van ongemakkelijk dichtbijgelegen asteroïde flybys een wake-up call voor een aanzienlijk verbeterde asteroïde detectie en vroegtijdig waarschuwingssysteem. KaBOOM zet een belangrijke stap op weg naar die asteroïde waarschuwingsdoelen.
'KaBOOM' - de afkorting staat voor 'Ka-Band Objects Observation and Monitoring Project' - is een nieuwe testbed demonstratie radar array gericht op het ontwikkelen van de technieken die nodig zijn voor het volgen en karakteriseren van Near Earth Objects (NEO's) op veel grotere afstanden en veel hoger resolutie dan momenteel beschikbaar.
“Het doel van KaBOOM is om een‘ proof of concept ’te zijn met behulp van coherente uplink-arraying van drie ver uit elkaar staande antennes met een hoge frequentie; Ka band- 30 GHz, ”vertelde KaBOOM hoofdwetenschapper Geldzahler me.
Momenteel bestaat de KaBOOM-array uit een trio van 12 meter brede radarantennes op een onderlinge afstand van 60 meter - waarvan de installatie eind februari werd voltooid op een afgelegen locatie bij KSC nabij een door alligator besmet moeras.
Ik bezocht de array slechts enkele dagen nadat de reflectoren waren gemonteerd en opgesteld, met Michael Miller, KaBOOM-projectmanager van het Kennedy Space Center. "Ka Band biedt een hogere resolutie met kortere golflengten om kleinere ruimtevoorwerpen zoals NEO's en ruimteafval in beeld te brengen."
"Hoe meer je leert over de NEO's, hoe meer je kunt reageren."
"Dit is een kleine proefbankdemonstratie om het concept te bewijzen, eerst in X-band en daarna in Ka-band," legde Miller uit. 'Het experiment duurt ongeveer twee tot drie jaar.'
Miller liet zien hoe de schotelantennes beweegbaar zijn en eenvoudig naar wens in verschillende richtingen kunnen worden gedraaid.
“Het KaBOOM-concept is vergelijkbaar met dat van normale gefaseerde arrays, maar in dit geval worden de antenne-elementen niet gescheiden door ~ 1 golflengte [1 cm], maar gescheiden door ~ 6000 golflengten. Bovendien willen we in realtime corrigeren voor het atmosferische fonkelen ', vertelde Geldzahler.
Waarom zijn er grote antennes nodig?
“De reden dat we grote antennes gebruiken, is om krachtigere radarsignalen te sturen om asteroïden verder te volgen en te karakteriseren dan we nu kunnen. We willen hun grootte, vorm, spin en poreusheid van het oppervlak bepalen; is het een losse agglomeratie van kiezels? samengesteld uit massief ijzer? enzovoort."
Dergelijke fysische karakteriseringsgegevens zouden absoluut van onschatbare waarde zijn bij het bepalen van de krachten die nodig zijn voor het implementeren van een asteroïde-afbuigstrategie in het geval dat er een dringende behoefte ontstaat.
Hoe vergelijkt KaBOOM met bestaande NEO-radars en verbetert deze in termen van afstand en resolutie?
"Momenteel kunnen we bij NASA's Goldstone 70 meter antenne in Californië een object volgen dat zich op ongeveer 0,1 AU afstand bevindt [1 astronomische eenheid is de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon, 93 miljoen mijl, dus 0,1 AU is ~ 9 miljoen mijl] . We zouden objecten 0,5 AU of meer weg willen volgen, misschien 1 AU. ”
“Bovendien is de resolutie die met Goldstone haalbaar is hoogstens 400 cm in de richting langs de gezichtslijn naar het object. Bij Ka-band zouden we dat moeten kunnen verminderen tot 5 cm - dat is 80 keer beter! "
"Uiteindelijk willen we een krachtig radarsysteem met een hoge resolutie", legt Geldzahler uit.
Een ander belangrijk voordeel in vergelijking met Goldstone, is dat de Ka-radarreeks 24/7 zou worden gewijd aan het volgen en karakteriseren van NEO's en baanafval, legde Miller uit.
Goldstone is slechts ongeveer 2 tot 3% van de tijd beschikbaar omdat het sterk betrokken is bij tal van andere toepassingen, waaronder planetaire missies in de verre ruimte zoals Curiosity, Cassini, Deep Impact, Voyager, enz.
‘Tijd is kostbaar’ bij Goldstone, dat communiceert met zo'n 100 ruimtevaartuigen per dag, zegt Miller.
"Als / wanneer de proof of concept succesvol is, dan kunnen we ons een reeks van veel meer elementen voorstellen die ons in staat zullen stellen om het doel van het volgen van asteroïden verder te bereiken dan we vandaag de dag kunnen bereiken," verklaarde Geldzahler.
Een krachtig radarsysteem met hoge resolutie kan de NEO-banen ongeveer 100.000 keer nauwkeuriger bepalen dan optisch kan worden gedaan.
Dus - wat zijn de implicaties voor Planetary Defence?
"Als we asteroïden kunnen volgen die tot 0,5 AU in plaats van 0,1 AU ver verwijderd zijn, kunnen we er veel meer volgen dan we vandaag kunnen volgen."
"Dit geeft ons een betere kans om potentieel gevaarlijke asteroïden te vinden."
"Als we zouden ontdekken dat een NEO de aarde zou kunnen raken, onderzoeken NASA en anderen manieren om het potentiële gevaar te verminderen," vertelde Geldzahler me.
Kaboom's ‘First light’ staat op schema voor eind maart 2013.
Meer in deel 2
