Η ημέρα των αστεροειδών

Οταν γίνεται λόγος για το Ηλιακό Σύστημα, οι περισσότεροι φέρνουν στο μυαλό τους τον Ηλιο, τους πλανήτες του και τους δορυφόρους τους. Ομως το Ηλιακό Σύστημα περιέχει και δύο άλλες σημαντικές κατηγορίες αντικειμένων, που πολλές φορές τις λησμονούμε, τους κομήτες και τους αστεροειδείς. Οι αστεροειδείς μάλιστα φαίνεται ότι έπαιξαν πρωτεύοντα ρόλο στη διαμόρφωση της τελικής μορφής του Ηλιακού Συστήματος, αυτήν που παρατηρούμε σήμερα, καθώς και στην εμφάνιση του ανθρώπου πάνω στη Γη. Και αυτό γιατί η πτώση στη Γη πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια ενός αστεροειδούς διαμέτρου 10 χιλιομέτρων εξαφάνισε τους δεινοσαύρους και άνοιξε τον δρόμο για την ανάπτυξη των θηλαστικών, κορωνίδα των οποίων είμαστε εμείς. Με την ίδια όμως αποτελεσματικότητα που η ύπαρξη των αστεροειδών συντέλεσε στην επικράτηση των θηλαστικών και του ανθρώπου στην επιφάνεια της Γης, με την ίδια είναι δυνατόν να προκαλέσει μια σοβαρή καταστροφή, αφού μια νέα σύγκρουση του πλανήτη μας με έναν μεγάλο αστεροειδή θα εξολοθρεύσει αυτή τη φορά ένα σημαντικό ποσοστό της ανθρωπότητας.

Στις 30 Ιουνίου 1908 ένας μικρός αστεροειδής, διαμέτρου μόλις μερικών δεκάδων μέτρων, έπεσε κοντά στον ποταμό Τουνγκούσκα της Σιβηρίας και ερήμωσε μια περιοχή 2.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων. Η ενέργεια της σύγκρουσης ήταν χίλιες φορές μεγαλύτερη από την ατομική βόμβα της Χιροσίμα και το μανιτάρι της σκόνης που σηκώθηκε έφθασε στη στρατόσφαιρα. Το ηλιακό φως που αντανακλούσε η σκόνη επέτρεπε για ημέρες στους κατοίκους του Λονδίνου να διαβάζουν εφημερίδα το βράδυ. Ογδόντα εκατομμύρια δέντρα «τσακίστηκαν» σαν σπιρτόξυλα, αλλά λόγω του ότι η περιοχή ήταν ουσιαστικά ακατοίκητη, υπήρξε μόνο ένα ανθρώπινο θύμα, ένας άνδρας που τραυματίστηκε θανάσιμα όταν το ωστικό κύμα τον έριξε πάνω σε ένα δέντρο. Αλλά είναι φανερό ότι, αν ο αστεροειδής είχε πέσει κοντά σε μια μεγάλη πόλη, τα θύματα θα ήταν εκατομμύρια. Για τον λόγο αυτόν σήμερα προσπαθούμε αφενός να προβλέψουμε τέτοιου είδους επικίνδυνα γεγονότα και αφετέρου να επινοήσουμε μεθόδους αποτροπής ενός επερχόμενου απειλητικού αστεροειδούς. Στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας η 30ή Ιουνίου έχει αφιερωθεί, από το 2015, στην ενημέρωση του κοινού για αυτόν τον κίνδυνο καθώς και για τους πιθανούς τρόπους αντιμετώπισής του.

Η ιδέα της Ημέρας των Αστεροειδών (Asteroid Day) γεννήθηκε από τον διάσημο κιθαρίστα και διδάκτορα Αστροφυσικής Μπράιαν Μέι (των Queen!) και τον σκηνοθέτη Γκριγκόρι Ρίχτερς, όταν οι δυο τους συνεργάστηκαν στην παραγωγή μιας κινηματογραφικής ταινίας με θέμα μια φανταστική πρόσκρουση αστεροειδούς στο Λονδίνο. Οι συζητήσεις που προκλήθηκαν κατά την ειδική προβολή της ταινίας σε μια ομάδα αστροφυσικών οδήγησαν στην καθιέρωση αυτής της επετειακής ημέρας από το 2015. Το «κίνημα» του Μέι κέρδισε διεθνή αναγνώριση μέσω της συνεργασίας του με το μη κερδοσκοπικό ίδρυμα B612, το οποίο έχει για στόχο την πρόληψη μιας πιθανής σύγκρουσης ενός επικίνδυνου αστεροειδούς με τη Γη. Ιδρυτικά μέλη του Β612 είναι οι αστροναύτες των αποστολών Apollo, Ράστι Σβάικαρτ και Εντ Λου.

Το ανθρώπινο είδος οφείλει σε έναν βαθμό την ύπαρξή του στον αστεροειδή που εξαφάνισε τους δεινοσαύρους

Εφέτος όλες οι εκδηλώσεις της Ημέρας των Αστεροειδών έχουν την ενεργό υποστήριξη του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA). Ο βασικός λόγος που οδήγησε σε αυτή τη συνεργασία είναι η προετοιμασία από μέρους της ESA μιας διαστημικής αποστολής που –αν εγκριθεί –θα αποτελέσει το πρώτο πείραμα εκτροπής ενός ουράνιου σώματος από την τροχιά του.

Η χρυσή ευκαιρία θα εμφανιστεί τον Οκτώβριο του 2022, όταν ο αστεροειδής Δίδυμος θα έχει την εγγύτατη (αλλά ασφαλή) διέλευσή του από τη Γη, τουλάχιστον για τα επόμενα 40 χρόνια. Ο Δίδυμος αποτελεί ιδιαίτερη περίπτωση, καθώς δεν πρόκειται για έναν απλό αστεροειδή αλλά για ένα διπλό σύστημα αστεροειδών που περιφέρονται μαζί γύρω από τον Ηλιο με περίοδο περίπου 16 μηνών, ενώ ταυτόχρονα γυρίζουν το ένα γύρω από το άλλο σε απόσταση μόλις ενός χιλιομέτρου, με περίοδο 12 ωρών. Αυτό μας επιτρέπει να σχεδιάσουμε την εκτροπή του μικρότερου από τα δύο (με διάμετρο περίπου 150 μέτρα) από την τροχιά που εκτελεί γύρω από το μεγαλύτερο (διαμέτρου περίπου 800 μέτρων), χωρίς να υπάρξει κίνδυνος συνολικής εκτροπής του συστήματος από την αβλαβή πορεία του. Η μέθοδος εκτροπής είναι απλή: ένα σκάφος 400 κιλών θα πέσει με ταχύτητα 25.000 χιλιομέτρων την ώρα στο μικρό σώμα, προκαλώντας μια μεταβολή περίπου 3 λεπτών στην περίοδο περιφοράς του γύρω από το μεγάλο. Αυτή η πολύ μικρή μεταβολή θα είναι μετρήσιμη ακόμη και από επίγεια τηλεσκόπια, λόγω της μικρής απόστασης του συστήματος από τη Γη.

Η αποστολή AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment), όπως έχει ονομαστεί, αποτελεί συνεργασία της ESA με τη NASA και αποτελείται από δύο σκέλη. Η ESA θα εκτοξεύσει το διαστημικό σκάφος AIM (Asteroid Impact Mission) που θα συναντήσει τον Δίδυμο και θα παραμείνει σε τροχιά γύρω από το διπλό σύστημα για μερικούς μήνες, ώστε να εκτελέσει σειρά μετρήσεων που θα επιτρέψουν τον ακριβή προσδιορισμό των τροχιακών και φυσικών χαρακτηριστικών του. Μερικούς μήνες αργότερα η NASA θα εκτοξεύσει το διαστημικό σκάφος DART (Double Asteroid Redirection Test), το οποίο τον Οκτώβριο του 2022 θα πέσει πάνω στο μικρότερο μέλος του διπλού αστεροειδούς, προκαλώντας ένα φαντασμαγορικό θέαμα αλλά, κυρίως, εκτελώντας ένα από τα πλέον συμβολικά πειράματα της σύγχρονης διαστημικής εποχής. Το AIM θα παρακολουθήσει ζωντανά τόσο τη σύγκρουση όσο και τη δημιουργία του κρατήρα, που υπολογίζεται ότι θα έχει διάμετρο 10 μέτρων, δίνοντάς μας πληροφορίες απίστευτης ακρίβειας για τη σύσταση των μικρών αστεροειδών και για την απόκρισή τους σε συγκρούσεις υψηλής ταχύτητας.

Τα δύο σκέλη της αποστολής αλληλοσυμπληρώνονται. Το DART από μόνο του είναι αρκετό για να δοκιμαστεί η διαδικασία εκτροπής.

Ομως χωρίς το AIM η μόνη πληροφορία που θα πάρουμε είναι το κατά πόσον επετεύχθη ή όχι το μέγεθος της σχεδιαζόμενης εκτροπής. Η παρουσία του AIM είναι κρίσιμη ώστε να καταγραφεί πλήρως η κατάσταση του συστήματος πριν, κατά και μετά τη σύγκρουση με το DART.

Μόνο έτσι τα αποτελέσματα του πειράματος θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αποκτήσουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα του πειράματος, που θα επιτρέψει στο μέλλον τον σχεδιασμό μιας αποστολής για την αποτροπή καταστροφικής σύγκρουσης της Γης με έναν μεγάλο αστεροειδή.

Η έγκριση της αποστολής AIM αναμένεται στο τέλος του έτους, λίγους μήνες μετά την ολοκλήρωση της πρώτης φάσης μελέτης της.

Στη μελέτη αυτή συμμετέχει ενεργά και μια ομάδα από τέσσερις έλληνες αστρονόμους. Αυτοί είναι ο εκ των συγγραφέων του παρόντος κειμένου Κλεομένης Τσιγάνης, επίκουρος καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ και πρόεδρος της Ομάδας Εργασίας των Δυναμικών και Φυσικών Ιδιοτήτων του Διδύμου, ο Γιώργος Βουγιατζής, αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, ο Χρήστος Ευθυμιόπουλος, ερευνητής Α’ του Κέντρου Ερευνών Αστρονομίας και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών της Ακαδημίας Αθηνών, και ο Γιάννης Γκόλιας, υποψήφιος διδάκτωρ του Πανεπιστημίου Tor Vergata της Ρώμης.

Εκδήλωση για την Ημέρα των Αστεροειδών διοργανώνεται στη Θεσσαλονίκη από το Τμήμα Φυσικής του ΑΠΘ (30 Ιουνίου 2016, 7 μ.μ., αίθουσα Α31)