Koniec świata z przyczyn technicznych odwołany – jak studenci MIT uratowali Ziemię („Projekt Ikar”-1967r.)

 

W bardziej lub mniej regularnych odstępach czasu w mediach poruszana jest kwestia bezpieczeństwa Ziemi pod kątem różnych czynników. Część z nich obejmuje procesy odbywające się na samej planecie a inne wpływ człowieka na środowisko w którym żyje. Zagrożenia dla cywilizacji niesie sama natura jak i technika stworzona przez nas. Jest jeszcze aspekt zagrożenia zewnętrznego, zdawałoby się nieuniknionego. Wrogiem jest statystyka i rachunek prawdopodobieństwa.

Tematem bloga jest wprawdzie astronautyka załogowa ale będzie ona możliwa tylko pod warunkiem, że będziemy żyli. Dzisiaj zatem o tym jak sobie z tym problemem poradzić. Ziemia była i będzie bombardowana obiektami poruszającymi się po różnych orbitach w przestrzeni kosmicznej. Tymi małymi niemal bez przerwy. Im większe tym częstotliwość spada, aż do tych bardzo dużych, które znajdują się na kolizyjnym kursie z naszą planetą rzadko…ale w końcu muszą do nas trafić. Mowa tu o asteroidach o średnicy kilkuset metrów do kilku kilometrów. W momencie gdy jako gatunek byliśmy uwięzieni na powierzchni przez całą znaną nam historię, problem był w zasadzie teoretyczny. Jakichkolwiek wniosków by nie ustalono, nie można było nic zrobić. W XX wieku ten stan rzeczy uległ zmianie. Czy istnieje plan przeciwdziałania spodziewanej katastrofie inny niż pokazany w filmie „Armagedon” z 1998 roku- czyli dający nam jakiekolwiek szanse na przeżycie?

W ten oto sposób twórcy filmu Armagedon chcieli obrazić widzów, prawa fizyki i mechanikę orbit jednocześnie. Tak nie uratujemy Ziemi…

Od wspomnianego filmu bardziej atrakcyjna wydaje się być treść traktująca o możliwie prawdopodobnym scenariuszu. Wiosną 1967 roku Profesor Paul Sandorff z Instytutu Technologii Massachusetts (MIT) zlecił swoim studentom nietypowe zadanie.

PROJEKT IKAR- Macie 15 miesięcy żeby uratować Ziemię przed uderzeniem asteroidy!

W regularnych odstępach czasu orbitę Ziemi przecina asteroida Ikar należąca do grupy Apollo podobnie jak ta która wybuchła nad Czelabińskiem. Została ona odkryta w 1949 roku a nadana nazwa nawiązuje do mitologicznej postaci którą kojarzymy ze zbytniego zbliżenia się do Słońca. Jej peryhelium wynosi zaledwie 0,18 j.a. (26 mln km od Słońca) po wewnętrznej stronie orbity najbliższej planety.

Pomimo że jest to rzecz ciekawa to nas powinien bardziej interesować fakt, że podczas jej drogi do i od Słońca ma momenty w których nie tylko przecina orbitę naszej planety ale także w niebezpieczny sposób się do niej zbliża. Takie zbliżenie miało nastąpić w 1968 roku gdy to asteroida zbliżyła się na odległość 5.5 mln km (0.035 jednostki astronomicznej).

Wykres orbit wygenerowany przez autora na (http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?orb=1;sstr=1566 )

Niezwykłość zadania polegała na tym, że profesor Paul Sandorff założył iż asteroida nie minie naszej planety ale w nią uderzy. Praca domowa brzmiała: „Macie piętnaście miesięcy do uderzenia. Co zrobicie żeby powstrzymać Ikara?”.

Nie przypadkiem do tego typu eksperymentu doszło na MIT. Był on wtedy związany z programem Apollo. System kontroli lotu dla Apolla (AGC) został tam opracowany (przypis 3), ponadto pracowali tam najlepsi eksperci w temacie aeronautyki i przestrzeni kosmicznej. Celem zadania było nauczenie studentów pracy pod presją czasu.

Studenci podzielili się na grupy i przystąpili do działania. Pamiętając że mamy 1967 rok i program Apollo działa na pełnych obrotach decydowano się „pożyczyć” 9 rakiet Saturn 5. Obliczono że to jest liczba rakiet potrzebna do zażegnania niebezpieczeństwa. 4 sztuki posłużyłyby do testów a pozostałe do właściwej misji. Na szczycie rakiet znajdowałby się mocno zmodyfikowany ładunek jądrowy o sile rażenia 100 megaton. W czasie zimnej wojny wiele danych na temat arsenału jądrowego było tajnych i studenci nie wiedzieli, że USA takiej głowicy nie posiadało.

Plan zakładał detonacje każdej z głowic w odległości 30m od asteroidy. Kolejne wybuchy miały zmienić jej trajektorie. Liczono się z ryzykiem, że budowa i gęstość asteroidy mogą być inne niż zakładane i istniało ryzyko jej rozpadu. W takim wypadku koleje rakiety miały uderzać w największe fragmenty. Jeżeli wszystko zakończyłoby się sukcesem na miejscu startowym zostałby 1 Saturn który miał być w rezerwie. Przed każdą misją zostałby wystrzelony satelita obserwacyjny który monitorowałby skutki wybuchu Saturna podążającego za nim. Do tego zadania zamierzano wykorzystać architekturę sondy Mariner II. Obliczono że szansa na rozpad asteroidy wynosi 1,5% więc zaniedbywalnie mało. Szanse sukcesu obliczono na 71% a szanse połowicznego sukcesu w którym skutki uderzenia asteroidy w ziemię zostałyby zmniejszone 86%.

Następne zbliżenie Ikara do Ziemi odbędzie się w 2015 roku jednak w dostatecznie dużej odległości żeby nie trzeba planować planu ratunkowego…i chyba dobrze bo paradoksalnie dzisiaj byłby z tym większy problem niż 40 lat temu.

Bibliografia:

-Pravas R. Mahapatra, Steven J .Ostro, Lance A. M . Benner: „Icarus revisited: Three decades of radar observation asteroids” , J e t Propulsion Laboratory California Institute of Technology, Pasadena 1998 r.

-Dwayne A. Day: „Giant bombs on giant rockets: Project Icarus” , The Space Review; essays and commentary about the final frontier, 2004 r.

Przypisy:

1 http://en.wikipedia.org/wiki/Icarus_Project

2 http://en.wikipedia.org/wiki/1566_Icarus podaje 4 mln mil lub 16 odległości Księżyca od Ziemi, kolei http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/20290/1/98-1193.pdf podaje 0.043 j.a. Co odpowiada w obydwu przypadkach mniej więcej 6 mln km.

3 http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer