Τρίτη, 18 Φεβρουαρίου 2014

Πυρηνική ασπίδα για τη Γη, How Nuclear Bombs Could Save Earth from Killer Asteroids

An artist's illustration of asteroids, or near-Earth objects, that highlight the need for a complete Space Situational Awareness system. Credit: ESA - P.Carril

Λίγες ώρες μετά το πέρασμα σε σχετικά κοντινή απόσταση από τη Γη ενός μεγάλου αστεροειδή, ερευνητές που συνεργάζονται με τη NASA αναφέρθηκαν σε ένα νέο σύστημα προστασίας του πλανήτη (και της ανθρωπότητας) από επικίνδυνα διαστημικά σώματα. Πρόκειται για ένα σύστημα εντοπισμού τέτοιων σωμάτων καθώς και για ένα μη επανδρωμένο σκάφος που θα τα αναχαιτίζει (ή θα τα καταστρέφει) χρησιμοποιώντας πυρηνικές βόμβες.

Ο εξολοθρευτής

A Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV) mission architecture, which blends a hypervelocity kinetic impactor with a subsurface nuclear explosion for optimal fragmentation and dispersion of hazardous near-Earth objects (NEOs), has been developed with the help of two rounds of NIAC funding. Credit: Bong Wie/Iowa State University, Ames

Τα τελευταία χρόνια έχουν πέσει στο τραπέζι διάφορες ιδέες για την αντιμετώπιση απειλητικών αστεροειδών. Η πτώση πέρυσι του μετεώρου στη Ρωσία υπέδειξε τους κινδύνους που ελλοχεύουν από την πτώση ενός μεγάλου διαστημικού σώματος. Ομάδα ειδικών με επικεφαλής τον Μπόνγκ Γι του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Αϊόβα συνεργάζεται τα τελευταία δύο έτη με τη NASA για την κατασκευή ενός σκάφους που έχει λάβει την ονομασία HAIV (Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle). Το σκάφος θα μεταφέρει μαζί του δύο ειδικές κάψουλες ή «βολίδες», όπως ονομάζουν οι ειδικοί αυτού του είδους τις συσκευές.


Όταν το σκάφος πλησιάζει τον απειλητικό αστεροειδή θα εκτοξεύει την πρώτη βολίδα η οποία θα δημιουργεί έναν μεγάλο κρατήρα στην επιφάνειά του. Στη συνέχεια το HAIV θα εκτοξεύει τη δεύτερη βολίδα που θα φέρει επάνω της πυρηνικές βόμβες. Η βολίδα θα «σκάει» μέσα στον κρατήρα ώστε να μεγιστοποιείται η ζημιά που θα προκαλείται στον αστεροειδή ο οποίος είτε θα διαλύεται σε μικρότερα και ακίνδυνα για τη Γη κομμάτια είτε θα αλλάζει τροχιά.

Ο εντοπισμός

ATLAS project head Dr. John Tonry with a conceptual drawing for an ATLAS telescope. The project would use two of these 20-inch telescopes. Credit: UH/IfA

Το μεγάλο πρόβλημα στην αντιμετώπιση απειλητικών διαστημικών σωμάτων δεν είναι μόνο η ανάπτυξη ενός νέου προηγμένου και πολύ ισχυρού όπλου καταστροφής τους αλλά και ο έγκαιρος εντοπισμός της απειλής. Πολλοί ειδικοί πιστεύουν ότι όσο πιο μακριά από τη Γη αντιμετωπιστεί η απειλή τόσο περισσότερο θα αυξάνονται οι πιθανότητες επιτυχίας του εγχειρήματος. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, αν η προσπάθεια αναχαίτισης του αστεροειδή γίνει όταν αυτός έχει πλησιάσει αρκετά κοντά στον πλανήτη μας, υπάρχουν πολλές πιθανότητες είτε να μην επιτευχθεί η εκτροπή της πορείας του είτε, αν αυτός καταστραφεί, κάποια θραύσματα να καταλήξουν τελικά στη Γη.

Για αυτόν τον λόγο τα τελευταία χρόνια παρακολουθούνται στενά χιλιάδες μεγάλα διαστημικά σώματα που θα μπορούσαν να αποτελέσουν πιθανές απειλές. Στη μάχη του εντοπισμού τέτοιων απειλών αναμένεται να ριχτεί και ένα νέο σύστημα. Το ATLAS (Asteroid Terrestial-impact Last Alert System) αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία το 2015 και θα προειδοποιεί για την έλευση διαστημικών σωμάτων στη διαστημική μας γειτονιά. Το ATLAS για αστεροειδείς με διάμετρο 140 μέτρων θα μπορεί να ειδοποιεί περίπου τρεις εβδομάδες πριν η διαστημική απειλή πλησιάσει τη Γη. Θα δίνει ειδοποίηση μια εβδομάδα πριν για αστεροειδείς με διάμετρο 40 μέτρων και ειδοποίηση μια ημέρα νωρίτερα για αστεροειδείς με διάμετρο 8 μέτρων.

Οι ερευνητές που ασχολούνται με το HAIV αναφέρουν ότι θα πρέπει να γίνει «ταίρι» με το ATLAS ώστε να στηθεί μια ασπίδα για τη Γη. Υποστηρίζουν ότι το σκάφος θα είναι ικανό να απομακρύνει ή να καταστρέφει (χωρίς παρενέργειες) έναν αστεροειδή ακόμη και αν έχει στη διάθεση του λίγες ώρες για να το πετύχει.

Προϊστορική βαφή θα προστατεύσει ευρωπαϊκή αποστολή στον Ήλιο, ESA's High-Tech Solar Orbiter to be Coated in Prehistoric Pigment

Το Solar Orbiter θα πρέπει να υπομείνει θερμοκρασίες έως 520 βαθμούς Κελσίου. ESA’s next generation Sun explorer, Solar Orbiter will be launched in 2017. It will investigate the connections and the coupling between the Sun and the heliosphere, a huge bubble in space created by the solar wind. The solar wind can cause auroras and disrupt satellite-based communication. Credit: ESA/AOES

Οι προϊστορικοί καλλιτέχνες που ζούσαν στη νότια Γαλλία πριν από 30.000 χρόνια δεν θα μπορούσαν να φανταστούν ότι η εφεύρεσή τους θα χρησιμοποιούνταν κάποτε σε διαστημικά σκάφη. Η θερμική ασπίδα του Solar Orbiter, ενός ευρωπαϊκού σκάφους που θα πλησιάσει επικίνδυνα στον Ήλιο, θα είναι καλυμμένη με την πρώτη μαύρη χρωστική που εφηύρε ο άνθρωπος.

H αποστολή

To Solar Orbiter της ευρωπαϊκής διαστημικής υπηρεσίας ESA, το οποίο προγραμματίζεται να εκτοξευτεί το 2017, θα τεθεί σε τροχιά σε απόσταση μόλις 42 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο, περίπου το ένα τέταρτο της απόστασης της Γης από το μητρικό της άστρο (150 εκατ. χιλιόμετρα).

Θα πρέπει τότε να υπομείνει θερμοκρασίες έως και 520 βαθμών Κελσίου, γι΄αυτό και τα όργανά του θα λειτουργούν προστατευμένα πίσω από μια θερμική ασπίδα από τιτάνιο, με διαστάσεις 3,1 επί 2,4 μέτρα. Οι μηχανικοί της ΝASA σχεδίαζαν αρχικά να επιστρώσουν την ασπίδα με ύφασμα ανθρακονήματος, αργότερα όμως συνειδητοποίησαν ότι το υλικό αυτό θα αλλοιωνόταν από τη μακρόχρονη έκθεση στην ακραία ακτινοβολία.

To μαύρο στις βραχογραφίες του Σοβέ είναι κάρβουνο από καμένα οστά. The 30 000-year-old Chauvet Cave paintings in southern France employ burnt bone from fires as the source of their black pigment. Credit: Wikimedia Commons via ESA

Αποφάσισαν τελικά να χρησιμοποιήσουν την κατάμαυρη βαφή που γνωρίζουμε από τις περίφημες βραχογραφίες στο σπήλαιο Σοβέ της νότιας Γαλλίας, ηλικίας περίπου 30.000 ετών.

Πρόκειται ουσιαστικά από κάρβουνο που προήλθε από την καύση οστών στους καταυλισμούς αυτών των προϊστορικών καλλιτεχνών. Η πρώτη μαύρη χρωστική που ανακάλυψε ο άνθρωπος περιέχει άνθρακα και μια μορφή φωσφορικού ασβεστίου που διαθέτει τα ιδανικά χαρακτηριστικά για το Solar Orbiter: απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία και την εκπέμπει εκ νέου στη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας, η οποία έτσι θα διαρρέει στο Διάστημα και δεν θα υπερθερμαίνει την ασπίδα. Επιπλέον, η μαύρη βαφή θα παραμένει μαύρη όσο καιρό κι αν μείνει εκτεθειμένη στη σκληρή ακτινοβολία.

Ερευνητές της εταιρείας Enbio πειραματίζονται με την κατάμαυρη επίστρωση Solar Black. The Enbio team wield a blow torch to demonstrate the heat absorption of Solar Black CoBlast-treated titanium foil. A similar coating will form the outermost layer of the protective heatshield for ESA's 2017 Solar Orbiter mission. Pictured at Enbio’s manufacturing facility at the NovaUCD centre on the University College Dublin campus are (l-r) Nigel Cobbe, vice-president, business development, Enbio; John O’Donoghue, CEO, Enbio; and Dr James Carton, industrial surfaces programme manager, Enbio. Credit: Enbio/NovaUCD

Για την επίστρωση της ασπίδας η ESA απευθύνθηκε στην Enbio, μια ιρλανδική εταιρεία που παράγει το υλικό Solar Black, βασισμένο σε κάρβουνο από κόκαλα.  Η ασπίδα θα επιστρωθεί με μια τεχνική της Enbio η οποία χρησιμοποιείται κανονικά για την επίστρωση ιατρικών εμφυτευμάτων. Πλάκες τιτανίου επιστρωμένες Solar Black πρόκειται τώρα να δοκιμαστούν σε έναν θάλαμο κενού που προσομοιώνει τις συνθήκες κοντά στον Ήλιο.