Litnet

Hierdie artikel is oorspronklik op 2 Februarie 2022 op LitNet gepubliseer. Nuwe inligting het ondertussen aan die lig gekom en die artikel is met ’n naskrif onderaan die artikel bygewerk.

Op 23 November 2021 het Nasa die ruimtetuig DART (Double Asteroid Redirection Test) van 550 kg en so groot soos ’n groterige yskas, met ’n SpaceX Falcon 9-vuurpyl vanaf sy Vandenberg-ruimtelanseerbasis in Kalifornië gelanseer. Dit was die begin van ’n langtermyneksperiment van $330 miljoen (R5,2 miljard) om die ruimtetuig 11 maande later teen die einde van September 2022 doelbewus met die asteroïde Dimorphos (160 meter in deursnit), 11 miljoen km van die aarde af, te laat bots. ’n Aanboord kamera, Draco, sorg vir waarneming van die asteroïdes en vir navigasiedoeleindes.

Aan boord is ook ’n nanosatelliet genaamd LiciaCube van die Italiaanse ruimteagentskap, wat 10 dae voor die botsing vrygelaat sal word om die botsing met ’n videokamera intyds waar te neem en op die aarde sigbaar te maak.

Dit is ’n toetslopie om vas te stel of dit moontlik is om te verhoed dat ’n asteroïde eendag in die verre toekoms met die aarde bots, wat ’n stad kan vernietig, of selfs alle lewe op aarde kan uitwis, afhangende van die asteroïde se grootte.

Dimorphos is die “maantjie” wat om die groter asteroïde Didymos (780 meter in deursnit) wentel. Geeneen van die twee hou enige bedreiging vir die aarde in nie. As ’n binêre asteroïdestelsel bied dit Nasa egter die geleentheid om eksperimenteel vas te stel hoe ’n botsing met die kleiner liggaam, Dimorphos, die maantjie se wentelbaan om die asteroïde se groter liggaam, Didymos, sal beïnvloed. Nasa verwag dat die impak Dimorphos se omwentelingsperiode van 11 uur en 55 minute om Didymos met 10 minute sal verminder. Slaag dit, sal dit die eerste keer wees dat die mens dit regkry om ’n ruimteliggaam se wentelbaan om die son doelbewus te verander.

.........

Nasa verwag dat die impak Dimorphos se omwentelingsperiode van 11 uur en 55 minute om Didymos met 10 minute sal verminder. Slaag dit, sal dit die eerste keer wees dat die mens dit regkry om ’n ruimteliggaam se wentelbaan om die son doelbewus te verander.

..........

Die botsing, teen meer as 24 000 km/h, sal nie Dimorphos laat disintegreer en in stukke laat opbreek nie – in sterrekundige terme sal die botsing hoogstens ’n “stampie” wees om die maantjie se wentelbaan om Didymos met sowat 1% te verander. Dit sal Nasa-ingenieurs help om te bereken hoeveel energie nodig is om ’n asteroïde wat op ’n eventuele botsingskoers met die aarde is, skadeloos op ’n ander veilige baan weg te lei.

Foto-erkenning: urikyo33, https://pixabay.com/illustrations/asteroid-the-fall-land-armageddon-6016608/

Asteroïdebotsing met aarde ’n realiteit

..........

Volgens Nasa is dit nie ’n geval van as ’n asteroïde eendag in die verre toekoms opgespoor word wat op ’n potensieel katastrofiese botsingskoers met die aarde is nie, maar wanneer.

...........

Volgens Nasa is dit nie ’n geval van as ’n asteroïde eendag in die verre toekoms opgespoor word wat op ’n potensieel katastrofiese botsingskoers met die aarde is nie, maar wanneer. In 2018 het die astrofisikus Stephen Hawking in sy laaste boek, Brief answers to the big questions, gepostuleer dat ’n asteroïdebotsing die grootste bedreiging vir ons planeet inhou. Uiteindelik sál sterrekundiges ’n reuseruimtevoorwerp opspoor wat op ’n potensieel vernietigende botsingskoers met die aarde afstuur, aldus Nasa.

Nasa se Planetary Defence Coordination Office stel die meeste belang in asteroïdes wat groter as 140 meter is en die potensiaal het om hele stede of streke gelyk te maak, met baie keer die energie as die gemiddelde kernbom. Wetenskaplikes raam dat asteroïdes van 140 meter of groter die aarde gemiddeld een keer elke 20 000 jaar tref.

Die Internasionale Astronomiese Unie se Minor Planet Center (MPC) is die waghond oor asteroïdes se wentelbane. Nasa se Sentry System raadpleeg deurlopend die MPC se katalogus van waargenome asteroïdes en ontleed hul wentelbane vir potensiële botsings met die aarde. Tans word geen waarskynlike botsings voorspel nie. Die enigste bekende moontlike impak is die sewe meter groot asteroïde 2010 RF12 wat in September 2095 gevaarlik naby die aarde verby sal beweeg, met ’n voorspelde 5% botsingswaarskynlikheid.

Daar is 10 000 bekende naby-die-aarde asteroïdes van so groot of groter as 140 meter opgespoor, maar nie een het ’n noemenswaardige kans om binne die volgende 100 jaar die aarde te tref nie. Kommerwekkend is die feit dat ruimte-ingenieurs en sterrekundiges vermoed dat daar nog 15 000 sulke ruimtevoorwerpe is wat wag om opgespoor te word.

Asteroïdes, meteore, meteoriete en komete

Asteroïdes is ruimterommelrotse met ’n deursnit van een meter of groter en oorblyfsels van die skepping na die oerknal. Die meeste asteroïdes in ons sonnestelsel word in die hoofasteroïdegordel aangetref, ’n gebied tussen Mars en Jupiter. Maar hulle kan ook op ander plekke in die sonnestelsel voorkom, soos in die Kuipergordel en Oortwolk in die diepruimte. Sommige asteroïdes wentel om die son in ’n pad wat hulle soms naby die aarde verby neem.

Ruimtevoorwerpe kleiner as een meter deursnit staan bekend as meteore. Soms kan een asteroïde met ’n ander bots wat veroorsaak dat klein stukkies, wat dan ook bekend staan as meteore, afbreek. Meteore kan ook van komete (ruimtevoorwerpe wat bestaan uit ys en stof, en om die son wentel) af kom.

Wanneer ’n meteoor die aarde se atmosfeer (of dié van ’n ander planeet, soos Mars) teen hoë spoed binnedring en verbrand, word die vuurbal ’n verskietende ster genoem. Oorleef dit die reis deur die atmosfeer en land dit op die grond, word dit ’n meteoriet genoem. Die wêreld se grootste meteoriet het 80 000 jaar gelede op die plaas Hoba in die Grootfontein-distrik in Namibië geval; dit is 2,7 meter lank en weeg 60 ton.

..........

Asteroïdes met ’n deursnit van vier meter dring die aarde se atmosfeer ongeveer een keer elke jaar binne. Asteroïdes met ’n deursnit van sewe meter dring die aarde gemiddeld een keer elke vyf jaar binne, met soveel kinetiese energie (15 kiloton TNT) as die atoombom wat bo Hirosjima ontplof het.

..........

Asteroïdes met ’n deursnit van vier meter dring die aarde se atmosfeer ongeveer een keer elke jaar binne. Asteroïdes met ’n deursnit van sewe meter dring die aarde gemiddeld een keer elke vyf jaar binne, met soveel kinetiese energie (15 kiloton TNT) as die atoombom wat bo Hirosjima ontplof het. Sulke kleiner asteroïdes disintegreer en brand gewoonlik in die boonste atmosfeer uit. Asteroïdes met ’n deursnit van 20 meter en wat die aarde gemiddeld twee keer elke eeu tref, is meer skouspelagtig, byvoorbeeld die 2013-Chelyabinsk-asteroïde bo Rusland, met ’n ontploffingskrag van 30 Hirosjima-atoombomme en wat meer as duisend beserings (maar geen sterftes nie) tot gevolg gehad het, met vele meteoriete wat die aarde getref het.

Die impak van veel groter asteroïdes (10 km of groter) – soos die Chicxulub-impak wat die aarde 66 miljoen jaar gelede getref het en gelei het tot die uitsterwing van die meeste lewe op aarde, insluitend die dinosourusse – kom gemiddeld elke 100–200 miljoen jaar voor.

Die impak van asteroïdes is op ons planete en veral die kraters op die maan sigbaar. Omdat die maan geen atmosfeer het nie, brand selfs kleiner asteroïdes nie uit voordat hulle die maanoppervlak tref nie. Groter asteroïdes waarvan brokstukke die aardoppervlak getref het, se kraters is deur die eeue grootliks deur wind- en watererosie uitgewis.

Een van die meer bekende impakkraters op aarde is die Barrington-krater in Arizona in die VSA, wat sowat 50 000 jaar gelede veroorsaak is. Daar is ongeveer 175 bekende impakkraters regoor die wêreld – ’n paar is redelik groot, soos die Vredefort-krater 120 km suidwes van Johannesburg in Suid-Afrika wat ’n geskatte deursnit van 190 km het, en wat tot onlangs as die wêreld se grootste en oudste bekende impakstruktuur beskou was; dit dateer 2,023 miljoen jaar terug. Nog ’n noemenswaardige impakterrein is dié van die Chicxulub-impak langs die kus van die Jukatan-skiereiland in Meksiko, wat gelei het tot die uitsterwing van die dinosourusse 66 miljoen jaar gelede.

Onlangs het die tydskrif Nature bekend gemaak dat die Jarrabubba-impakstruktuur in Wes-Australië, wat sowat 2,229 miljard jaar oud is, nou amptelik die oudste bekende impakkrater is.

Vrywaring van die aarde teen ’n asteroïdebotsing

Die sogenaamde kinetiese-impaktor-metode is nie die enigste manier om ’n asteroïde weg te lei van ’n botsingskoers met die aarde nie, maar dit is die enigste tegniek wat beskikbaar is om met huidige tegnologie ontplooi te word.

’n Ander oplossing wat al voorgestel is, behels die posisionering van ’n ruimtetuig naby die asteroïde sodat die tuig se aantrekkingskrag as gevolg van gravitasie die asteroïde se trajek sal verander.

’n Derde metode is om ’n kernontploffing naby die asteroïde te laat plaasvind om dit in kleiner, minder gevaarlike brokstukke op te breek, maar nie op die voorwerp self te laat plaasvind soos in die wetenskapfiksiefilms Armageddon en Deep impact en die onlangs vrygestelde Don’t look up uitgebeeld nie, wat waarskynlik baie meer gevaarlike brokstukke sou skep.

Die wetenskapwêreld wag in spanning op die einde van die DART-satelliet-eksperiment wanneer die satelliet teen die einde van September 2022 met Dimorphos bots. Slaag dit, kan dit in die verre toekoms lewe op die aarde vrywaar van uitwissing deur botsing met ’n reuse-asteroïde en slaag die mens vir die eerste keer daarin om die wentelbaan van ’n ruimteliggaam te wysig.

Naskrif – nuwe inligting op 21 Oktober 2022

DART het Dimorphos om 01.14 SAST op 27 September 2022 bereik en dit teen die hoë botsingspoed van ongeveer 6,6 km per sekonde getref. Dimorphos was ongeveer 11 miljoen km van die aarde af ten tye van DART se impak.

Die doel van die sending was om te bepaal hoeveel DART se impak die maantjie se snelheid in die ruimte verander het deur die verandering in sy wentelbaan om Didymos te meet.

Voor DART se impak het dit die "maantjie" Dimorphos 11 uur en 55 minute geneem om om Didymos te wentel. Ná DART se opsetlike botsing met Dimorphos op 27 September het sterrekundiges teleskope op die aarde gebruik om te meet hoeveel daardie tyd verander het. Die ondersoekspan se eerste metings het bevestig dat die ruimtetuig se impak Dimorphos se wentelbaan om Didymos met 32 ​​minute verander het, wat die wentelbaan van 11 uur en 55 minute na 11 uur en 23 minute verkort het. (Hierdie meting het ’n metingsonbepaaldheid van ongeveer twee minute.)

Voor sy botsing het Nasa ’n minimum suksesvolle wentelperiodeverandering van Dimorphos gedefinieer as ’n verandering van 73 sekondes. Die vroeë data het getoon dat DART hierdie minimummaatstaf met meer as 25 keer oortref het.

’n Foto van Didymos, wat geneem is op ’n afstand van 12 km, 11 sekondes voordat DART daarmee gebots het. Foto: NASA/Johns Hopkins APL, Openbare domein

Die ondersoekspan verkry steeds data van grondgebaseerde sterrewagte regoor die wêreld – sowel as met radarfasiliteite by Nasa Jet Propulsion Laboratory se Goldstone planetêre radar in Kalifornië en die National Science Foundation se Green Bank Observatory in Wes-Virginië. Hulle werk die periodetydmeting by met gereelde waarnemings om die akkuraatheid daarvan te verbeter.

Die beelde van DART se impak is regstreeks terug na die aarde gestroom totdat die ruimtetuig teen Dimorphos vasgevlieg het. Die kamera DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation) was DART se enigste aanboordinstrument en het voor die impak gehelp om DART na die Didymos-stelsel te navigeer.

Terwyl dit om die son wentel, kom die asteroïedpaar soms naby aan die aarde se wentelbaan, en kom hulle soms relatief naby aan ons planeet. In 2003 het dit slegs 0,048 AE van die aarde af verbygevlieg. (Een astronomiese eenheid, afgekort as AE, is die afstand van die son na die aarde.) Op sy verste, wanneer Didymos aan die teenoorgestelde kant van die son van die aarde af is, ’n entjie anderkant die wentelbaan van Mars, is dit ongeveer 3 AE weg.

Die DART-eksperiment het bewys dat dit wel menslik moontlik is om die koers van ’n ruimtevoorwerp te verander, en open potensieel die deur om in die toekoms ’n gevaarlik groot asteroïed wat op die aarde afpyl, se rigting sodanig te verander dat ‘n botsing vermy kan word.

• Christo Viljoen is ’n afgetrede ingenieur van Stellenbosch.

Verwysings

1. Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission, Nasa, https://www.nasa.gov/planetarydefense/dart.
2. Mindy Weisberger: NASA's asteroid-deflecting DART mission just launched on a one-way trip to collide with a space rock, LiveScience, 24 November 2021.