Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  NASA zveřejnil studii další fáze hledání blízkozemních objektů

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?

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 - 1200 tělesech s rozměry nad 1km na blízkozemních drahách), proto i frekvence srážek se Zemí je nízká (v porovnání s menšími tělesy) - v řádech milionů let, avšak následky takové srážky by měly globální důsledky pro existenci lidstva na celé Zemi.

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 - nalézt 90% do roku 2008 - bude tedy zcela jistě splněn.

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 - 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.
Podrobný jmenný seznam a další detaily lze nalézt v této tiskové zprávě:
http://neo.jpl.nasa.gov/neo/report.html
a rovněž v kompletním znění výsledné studie:
http://neo.jpl.nasa.gov/neo/neoreport030825.pdf

Studie měla za cíl zodpovědět těchto 7 otázek:

  1. Jaká jsou nejmenší tělesa, pro která bude hledání optimální?
  2. Měly by být do hledání nějakým způsobem zahrnuty komety?
  3. Jaké jsou technické možnosti?
  4. Jakým způsobem by mělo být hledání provedeno?
  5. Kolik by stálo?
  6. Jak dlouho by prohlídka trvala?
  7. Existuje hraniční velikost, nad kterou je třeba všechny objekty katalogizovat, a pod níž by prohlídka jen zajistila včasné varování?

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

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.

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 - 100 m), pro dopad do oceánu je nutné, aby těleso průlet atmosférou přežilo a mohlo dojít ke vzniku ničivé vlny tsunami - 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).

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.

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).

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.

Všechny navrhované projekty jsou v dnešní době technicky realizovatelné, jedinými rozhodujícími kritérii jsou tedy cena a efektivita jejich činnosti (tyto dvě charakteristiky "jdou" pochopitelně proti sobě). Studie doporučuje, aby cílem této následující prohlídky bylo nalezení 90% blízkozemních objektů o rozměrech 140 m až 1 km ("vedlejším produktem" 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 - 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 - 90%.

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.

Význam zkratek uvedených na obrázku:

  1. 1-m dalekohled v blízkosti Venuše + 4-m dalekohled na Zemi
  2. 0,5-m u Venuše + 4-m na Zemi
  3. 1-m na nízké oběžné dráze + 4-m na Zemi
  4. 2-m u Venuše
  5. 2-m na nízké oběžné dráze
  6. 2-m v Lagrangeově bodě L2 (u Země)
  7. 1-m u Venuše
  8. 1-m na nízké oběžné dráze
  9. 1-m v bodě L2
  10. 0,5-m u Venuše
  11. 0,5-m na nízké oběžné dráze
  12. 0,5-m v bodě L2
  13. 3 4-m dalekohledy na Zemi, z toho 2 na severní (Mauna Kea) a 1 na jižní polokouli (Chile)
  14. 2 4-m dalekohledy na Zemi, jeden na severní a druhý na jižní polokouli
  15. 2 4-m na severní polokouli
  16. 2 2-m, jeden na severní a druhý na jižní polokouli
  17. 2 2-m na severní polokouli
  18. 8-m dalekohled na Zemi (ground-based)
  19. 4-m na Zemi
  20. 2-m na Zemi
  21. 1-m na Zemi
  22. 4-m dalekohled na observatoři Kitt-Peak
  23. 2-m na Kitt-Peaku
  24. současný systém LINEAR

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 - viz obr 2.

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

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 alespoň 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.

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 - PHO), jakožto objekty větší než zhruba 150 - 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 autorovi

Petr Scheirich

Petr Scheirich

Mgr. Petr Scheirich, Ph.D. (*1979) je český astronom a popularizátor astronomie. Zabývá se především meziplanetární hmotou a malými tělesy Sluneční soustavy. Tohoto času je zaměstnán v Astronomickém ústavu AV ČR v Ondřejově, a to v Oddělení meziplanetární hmoty. Dále je členem sdružení Amatérská prohlídka oblohy a Společnosti pro meziplanetární hmotu. Ve volném čase se vášnivě zabývá astronavigací a historií navigace, a to i jako aktivní námořník. Více na jeho stránkách.



49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Planety

Hvězdy bloudivé, oběžnice, planety. Několik pojmenování téhož. Ostatně i řecké πλανήτης, neboli planétés, znamená vlastně „tulák“. Pro mnoho z nás obíhá kolem Slunce planet devět. Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Ovšem od roku 2006, od valného shromáždění

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Lunární X

Další informace »