NASA zveřejnil studii další fáze hledání blízkozemních objektů




Podle plánů skončí v roce 2008 současná fáze hledání blízkozemních planetek s velikostí nad 1 km. Jaký bude další vývoj?<!--more-->Všechny současné vyhledávací systémy na blízkozemní objekty, sdružené v nadaci nazývané Spaceguard, mají tento primární

úkol: nalézt v průběhu 10 let 90% objektů (planetek a krátkoperiodických komet) s rozměry většími než 1 km, které kříží

zemskou dráhu. Tito největší příslušníci tzv. NEOs (Near-Earth Objects) představují pro Zemi velkou hrozbu. Jejich počet

není příliš velký (odhady hovoří o zhruba 1000 &#8211; 1200 tělesech s rozměry nad 1km na blízkozemních drahách), proto i

frekvence srážek se Zemí je nízká (v porovnání s menšími tělesy) &#8211; v řádech milionů let, avšak následky takové srážky by

měly globální důsledky pro existenci lidstva na celé Zemi.

<p>

NASA (Národní úřad pro letectví a kosmický prostor) přistoupil k projektu Spaceguard v roce 1998, a jeho podíl v zatím

nalezených objektech činí asi 45% (procento z celkové populace, nikoliv z objevených těles). Celkem bylo objeveno odhadem

již 60% těchto velkých těles, vytyčený cíl &#8211; nalézt 90% do roku 2008 &#8211; bude tedy zcela jistě splněn.

<p>

Nabízí se tedy již delší dobu otázka, zda by se měla prohlídka těles po tomto roce rozšířit i na menší tělesa, a jakým

způsobem by mělo být takové hledání provedeno (je-li vůbec uskutečnitelné). NASA proto pověřil v srpnu roku 2002 tým

složený z 12 odborníků, aby vypracoval studii, zabývající se proveditelností takové prohlídky v praxi. Vedoucím týmu byl

jmenován Dr. Grant H. Stokes z MIT Lincoln Laboratory (instituce provozující známý projekt LINEAR) a další členové byli

vybrání z následujících observatoří a institucí (jedná se o odborníky z oblasti vyhledávání asteroidů a komet, orbitální

dynamiky, určování populace NEOs, z pozemských a vesmírných astronomických observatoří a Ministerstva obrany USA &#8211; kvůli

možnosti využití vojenských technologií): Jet Propulsion Laboratory/Caltech, Southwest Research Institute, Johns Hopkins

University/Applied Physics Laboratory, Space Science Institute, University of Hawaii, USAF/AFSPC, Spacewatch (University

of Arizona), Smithsonian Astrophysical Observatory, USAF/SMC, NASA Headquarters, NASA Langley Research Center, SAIC.<br>
Podrobný jmenný seznam a další detaily lze nalézt v této tiskové zprávě:<br>
<a href=http://neo.jpl.nasa.gov/neo/report.html> http://neo.jpl.nasa.gov/neo/report.html </a><br>
a rovněž v kompletním znění výsledné studie:<br>
<a href=http://neo.jpl.nasa.gov/neo/neoreport030825.pdf>http://neo.jpl.nasa.gov/neo/neoreport030825.pdf</a>

<p>

Studie měla za cíl zodpovědět těchto 7 otázek:
<ol>
<li> Jaká jsou nejmenší tělesa, pro která bude hledání optimální?
<li> Měly by být do hledání nějakým způsobem zahrnuty komety?
<li> Jaké jsou technické možnosti?
<li> Jakým způsobem by mělo být hledání provedeno?
<li> Kolik by stálo?
<li> Jak dlouho by prohlídka trvala?
<li> Existuje hraniční velikost, nad kterou je třeba všechny objekty katalogizovat, a pod níž by prohlídka jen zajistila

včasné varování?
</ol>

<p>

Studie nejprve pojednává o základních problémech, jako jsou stanovení populace těles, jejich rizika, a způsoby hledání.

<p>

Celkový počet blízkozemních objektů s velikostmi nad 1 km byl odhadnut na přibližně 1100, což vede k frekvenci dopadů na

Zemi v průměru jednou za půl milionu let. Pro nejmenší velikost tělesa, při níž je ještě schopno proletět atmosférou

(mezi 50 a 100 metry v průměru), představuje odhad asi půl milionu objektů, tedy frekvenci dopadů průměrně jeden za tisíc

let.

<p>

Rozdělení míry rizika (měřeno počtem obětí zprůměrovaných přes dlouhé období, případně zničeného majetku), v závislosti

na velikosti těles, má 2 maxima: do prvního, jak již bylo zmíněno, spadají největší tělesa s rozměry nad 1 km. Druhé

maximum, které je ale nižší než maximum první, představují objekty malé (díky jejich velkému počtu). Pro dopad nad

pevninou jsou takovými rizikovými objekty tělesa typu Tunguska, explodující v atmosféře (velikosti 50 &#8211; 100 m), pro dopad

do oceánu je nutné, aby těleso průlet atmosférou přežilo a mohlo dojít ke vzniku ničivé vlny tsunami &#8211; škody v tomto

případě dosahují maxima pro 200-metrové objekty (následky individuálního dopadu se zmenšujícími se rozměry tělesa

pochopitelně klesají. Zde jde však o riziko, které představuje celková populace těles dané velikosti).

<p>

Po dokončení dosavadní prohlídky v roce 2008, kdy by mělo být odhaleno již 90% blízkozemních objektů věších než 1 km,

bude zbývající riziko představovat průměrně 300 obětí na životech za rok (plus doprovodné poničení majetku). Z toho 17%

představují impakty malých těles nad pevninou, 53% tsunami vyvolané dopadem do oceánů, a 30% rizika ponesou zbývající

neodhalená velká tělesa hrozící globální katastrofou.

<p>

Malá blízkozemní tělesa mohou být hledána různými způsoby (navazujícími více či méně na současné technologie hledání) a

studie tedy musela prozkoumat efektivitu každého z nich. Vyšetřovány byly různé možné sestavy pozemských dalekohledů o

průměrech 1, 2, 4 a 8 metrů, umístěných na různých stanovištích, stejně jako dalekohledy ve vesmíru o průměrech 0,5; 1

nebo 2 metry, které by mohly pátrat z oběžné dráhy okolo Země, z Lagrangeova bodu L2 soustavy Země-Slunce (nachází se asi

1,5 mil. km od Země směrem od Slunce), či z oběžné dráhy okolo Slunce ve vzdálenosti Venuše (přesněji v bodě L2 soustavy

Venuše-Slunce).

<p>

Pro všechny tyto systémy a jejich kombinace byly provedeny podrobné simulace s cílem stanovit jejich efektivitu při

hledání NEOs. Tyto simulace zahrnují širokou škálu efektů, s nimiž se potýkají skutečné prohlídky, jako je počasí, jas

oblohy, zodiakální světlo rušící pozorování apod. Rovněž byla odhadnuta co nejvěrohodněji cena těchto systémů (včetně

nákladů na provoz v průběhu hledání) na základě analogií s podobnými již existujícími zařízeními na zemi či ve vesmíru.

<p>

Všechny navrhované projekty jsou v dnešní době technicky realizovatelné, jedinými rozhodujícími kritérii jsou tedy cena a

efektivita jejich činnosti (tyto dvě charakteristiky &#8222;jdou&#8220; pochopitelně proti sobě). Studie doporučuje, aby cílem této

následující prohlídky bylo nalezení 90% blízkozemních objektů o rozměrech 140 m až 1 km (&#8222;vedlejším produktem&#8220; by pak

bylo i nalezení všech zbývajících 10% objektů větších než 1 km, které zbudou po roce 2008, až dočasné prohlídky splní

požadavky na ně kladené). Riziko od těchto malých těles pak tudíž klesne na 1/10 &#8211; průměrně 30 obětí za rok. Dolní limit

140 metrů je kompromisem mezi objekty o rozměrech 50-100 m, které ještě způsobují škody při explozích nad pevninou, a

objekty 200-metrovými, které jsou dolní mezí pro škody při dopadu do oceánu. Pro tělesa menší než 140 metrů všechny

navrhované prohlídky zajistí přirozeně (bez dalších požadavků na jejich provedení) včasné varování s pravděpodobností 60

&#8211; 90%.

<p>

Míru efektivity jednotlivých systémů lze vyjádřit např. jako podíl rizika, které zůstane po 10 letech provozu prohlídky.

Tato veličina, ve srovnání s cenou systémů, je zobrazena na obr 1.

<p>
<center>
<img src=http://sajri.astronomy.cz/images/obr1_web.jpg>
</center>
<p>
Význam zkratek uvedených na obrázku:

<ol>
<li> 1-m dalekohled v blízkosti Venuše + 4-m dalekohled na Zemi
<li> 0,5-m u Venuše + 4-m na Zemi
<li> 1-m na nízké oběžné dráze + 4-m na Zemi
<li> 2-m u Venuše
<li> 2-m na nízké oběžné dráze
<li> 2-m v Lagrangeově bodě L2 (u Země)
<li> 1-m u Venuše
<li> 1-m na nízké oběžné dráze
<li> 1-m v bodě L2
<li> 0,5-m u Venuše
<li> 0,5-m na nízké oběžné dráze
<li> 0,5-m v bodě L2
<li> 3 4-m dalekohledy na Zemi, z toho 2 na severní (Mauna Kea) a 1 na jižní polokouli (Chile)
<li> 2 4-m dalekohledy na Zemi, jeden na severní a druhý na jižní polokouli
<li> 2 4-m na severní polokouli
<li> 2 2-m, jeden na severní a druhý na jižní polokouli
<li> 2 2-m na severní polokouli
<li> 8-m dalekohled na Zemi (ground-based)
<li> 4-m na Zemi
<li> 2-m na Zemi
<li> 1-m na Zemi
<li> 4-m dalekohled na observatoři Kitt-Peak
<li> 2-m na Kitt-Peaku
<li> současný systém LINEAR
</ol>

<p>
Efektivitu vyhledávání je rovněž možné stanovit jako dobu potřebnou k nalezení 90% malých NEOs. Tato doba se u

navrhovaných systémů pohybuje v rozmezí od 7 do 20 let &#8211; viz obr 2.
<p>
<center>
<img src=http://sajri.astronomy.cz/images/obr2_web.jpg>
</center>
<p>

Ceny navrhovaných metod se pohybují od 236 do 397 mil. dolarů (pozn. pro srovnání: 200 mil. dolarů je cena jedné levné

meziplanetární sondy).

<p>

Výsledky studie ohledně komet jsou následující: frekvence, se kterou se dlouhoperiodické komety blízce přibližují k Zemi

je zhruba setinová v porovnání s planetkami (bez ohledu na velikosti těles), takže celkové riziko komet tvoří pouze 1%.

Tento fakt, spolu s tím, že vytvořit systematický katalog kometárních drah je obtížné, vede k rozhodnutí, že alespoò v

další fázi hledání NEOs nemusí být komety do tohoto pátrání zařazeny. Vyhledávací systémy by ale měly být schopny

zajistit varování před blížícími se nebezpečnými kometami minimálně několik měsíců předem.

<p>

Závěrečná poznámka: uvedená studie je zatím stále jen a pouze studií a nevypovídá tedy nic o budoucích plánech NASA.

Skutečný vývoj záleží na definitivním rozhodnutí a na přidělených finančních prostředcích. Již v době současných

prohlídek ale byla definována tělesa zvaná Potenciálně nebezpečné objekty (Potentially hazardous objects &#8211; PHO), jakožto

objekty větší než zhruba 150 &#8211; 200 m, které se k zemské dráze přibližují na vzdálenost menší než 0,05 astronomické

jednotky (7,5 mil. km). Dnes je těchto objektů známo již 535 a jejich skutečně systematické hledání je dalším logickým

krokem, jinak by jejich definování bylo více méně samoúčelné.

O nás

SMPH sdružuje profesionální i amatérské astronomy, se zájmem o drobná tělesa Sluneční soustavy. Pořádá pozorovací expedice, semináře, popularizuje astronomii a poskytuje pomoc začínajícím pozorovatelům.

Kontakt

Jakub Černý: 
kaos@kommet.cz

Podpořte naši činnost darem 60 Kč