NASA już raz musiała się z nim zmierzyć. Około 30 lat temu w stronę Ziemi zmierzała asteroida wielkości Teksasu. Jej uderzenie oznaczałoby koniec życia na naszej planecie. Na szczęście dzielni uczeni wymyślili sposób – wysłali w przestrzeń jeszcze dzielniejszych astronautów, którzy umieścili w kosmicznej skale ładunki jądrowe. Po detonacji powstały dwa odłamki, które minęły Ziemię w bezpiecznej odległości.
To oczywiście tylko scenariusz filmu „Armageddon”, który – poza zarobieniem grubych milionów dolarów – miał też przekonać amerykańskiego obywatela, że NASA jest nie tylko czarną dziurą, w której znikają jego podatki, ale jedyną nadzieją na uratowanie ludzkości przez wielkimi asteroidami. Dziś jasne jest jednak, że to – delikatnie rzecz ujmując – nie do końca prawda. Śmiertelne zagrożenie dla nas stanowić mogą znacznie mniejsze ciała niebieskie; NASA nie ma pojęcia, jak sobie z nimi poradzić. Ponad sto lat temu kosmos udzielił nam lekcji, którą dopiero teraz zaczynamy rozumieć.
TYSIĄC RAZY HIROSZIMA
Rankiem 30 czerwca 1908 roku nad środkową Syberią niedaleko jeziora Bajkał pojawiło się ogniste, błękitnobiałe „cygaro”.
Podobno widać je było przez 10 minut, zanim uderzyło w Ziemię. Wtedy rozpętało się piekło. Naoczni świadkowie mówili o gorącym huraganie, ogłuszającym huku (słyszanym nawet w odległości 4,5 tys. km), wstrząsach ziemi (sięgających 5 stopni w opracowanej wiele lat później skali Richtera). Na niebie pojawiły się dziwaczne kłęby dymu oraz łuna widoczna w promieniu 1,5 tys. km. Kompasy oszalały i zamiast północy wskazywały miejsce tajemniczej eksplozji.
Burzliwa historia Rosji sprawiła, że naukowcy zainteresowali się tym wydarzeniem dopiero w 1927 roku. Ekspedycja kierowana przez geologa Leonida Kulika dotarła w rejon rzeki Podkamienna Tunguska. To, co zobaczyli badacze, przerosło wszelkie oczekiwania. Po wcześniejszym wysłuchaniu relacji miejscowej ludności spodziewali się znaleźć krater po uderzeniu meteorytu. Zamiast tego zobaczyli ogromny obszar – jak się potem okazało, łącznie 2,2 tys. km kw. – usłany powalonymi drzewami. W jego centrum była tylko wypalona ziemia. Ani śladu krateru.
Przez kolejne dziesięciolecia uczeni próbowali wyjaśnić, co spodowowało takie zniszczenia. Wśród hipotez pojawiły się nawet: lądowanie UFO, wybuch gazu bagiennego i eksplozja czarnej dziury. Jednak największe poparcie zdobyła pierwsza teoria, czyli upadek dużego ciała niebieskiego – asteroidy bądź komety. Brak krateru i charakter zniszczeń lasu (podobnych do tych po testach nuklearnych) wskazywały, że kosmiczny pocisk wybuchł 5–10 km nad powierzchnią Ziemi, a fala uderzeniowa zmiotła wszystko w promieniu 26 km. Oszacowano, że eksplozja uwolniła energię rzędu 10–15 megaton trotylu – czyli była tysiąckrotnie silniejsza od tej, która zniszczyła Hiroszimę. Sama asteroida mierzyć miała ok. 60 metrów średnicy.
UDERZENIE Z SUPERKOMPUTERA
Rozmiar ma tu znaczenie, bo przekłada się bezpośrednio na prawdopodobieństwo powtórki z historii. W atmosferze ziemskiej spala się codziennie ok. 100 ton kosmicznych kamieni, z czego jedna czwarta to pył i drobiny wielkości ziarna piasku – widzimy je czasem na nocnym niebie i nazywamy meteorami (lub bardziej poetycko – „spadającymi gwiazdami”). Raz na rok w atmosferę wchodzi kilkumetrowy obiekt, który swój żywot kończy jako efektowny bolid (choć od tej reguły zdarzają się wyjątki, o czym za chwilę). Wielka asteroida – taka jak ta, która przyniosła zagładę dinozaurom i mogłaby to samo uczynić z ludźmi – trafia się co kilka milionów lat.
Ryzyko bliskiego spotkania z następcą meteorytu tunguskiego miało być niewielkie, bo taki obiekt według wyliczeń uderza w Ziemię raz na tysiąc lat. Wszystko jednak się zmieniło, gdy sprawą zajęli się uczeni z Sandia National Laboratories w Nowym Meksyku. Postanowili oni odtworzyć przebieg syberyjskiej katastrofy z użyciem superkomputera Red Storm, zajmującego trzecie miejsce w rankingu najszybszych maszyn obliczeniowych na świecie. Symulacja wykazała, że wcześniejsze teorie były błędne, ponieważ zakładały, że pędzący w kierunku Ziemi kawał skały wybuchł tak, jakby się nagle zatrzymał w atmosferze. Tymczasem w rzeczywistości eksplozja wytworzyła strumień rozżarzonego gazu, który dotarł do tajgi z prędkością większą niż szybkość dźwięku. W takich warunkach fala uderzeniowa jest znacznie silniejsza.
Co to oznacza? „Że asteroida, która doprowadziła do tak wielkich zniszczeń, była znacznie mniejsza, niż sądziliśmy ” – mówi kierujący badaniami dr Mark Boslough. Dziś nie mówi się już o 60, lecz o 30 albo nawet 20 metrach średnicy (a więc o meteoroidzie, bo tak nazywa się obiekt mający mniej niż 50 m) i wybuchu o energii „zaledwie” 3–5 megaton. Do katastrofy może więc dojść statystycznie znacznie częściej – raz na 250 lat. I bynajmniej nie oznacza to, że mamy spokój do roku 2158. Statystyka to loteria – kosmiczna skała może równie dobrze uderzyć w Ziemię jutro, a potem przez kolejne 400 lat nic takiego się nie wydarzy.
W 1908 r. mieszkańcy Ziemi mieli dużo szczęścia. Gdyby meteoryt tunguski dotarł do naszej planety 4 godziny i 47 minut później, nazywalibyśmy go petersburskim, ponieważ – wskutek ruchu obrotowego naszej planety – trafiłby dokładnie w ówczesną stolicę imperium rosyjskiego. Według brytyjskiego astronoma dr. Davida Ashera, jeśli taki obiekt wybuchłby dziś nad centrum Londynu, całe miasto przestałoby istnieć, a liczba ofiar mogłaby przekroczyć milion.
PERUWIAŃSKA ZAGADKA
Naukowcy są zgodni: należy włożyć znacznie więcej wysiłku w wykrywanie mniejszych asteroid, zwłaszcza po tym, co wydarzyło się w 2007 roku w Peru. Niemal w samo południe, 15 września, niebo w pobliżu wsi Carancas przecięła świetlista smuga. Kilka chwil później dał się słyszeć potężny huk. Kiedy pchani ciekawością mieszkańcy dotarli na miejsce zdarzenia, znaleźli krater o średnicy ok. 13 metrów. Zagłębienie szybko wypełniło się wodami gruntowymi. Wkrótce naukowcy potwierdzili, że na peruwiańską równinę spadł meteoryt.
Zaskoczeniem było to, że przy wejściu w atmosferę mierzył zaledwie dwa metry, a na dodatek miał delikatną budowę, bo składał się z kamiennego materiału zwanego chondrytem. Taki obiekt według wcześniejszych teorii nie miał prawa dolecieć do Ziemi w „jednym kawałku” – większa jego część powinna spłonąć, a resztki w najlepszym razie byłyby rozrzucone na dużym terenie.
Wyjaśnienie tej zagadki nie było proste. W końcu uczeni założyli, że choć skała eksplodowała w locie, ciśnienie powietrza nadal utrzymywało jej kawałki bardzo blisko siebie. Obiekt zachowywał się więc, jakby był całością, a ta nietypowa przebudowa poprawiła tylko jego aerodynamikę. Dlatego trafił w Ziemię z prędkością aż 24 tys. km/godz. – 40–50 razy większą, niż przewidywały wcześniejsze teorie – i zrobił w niej tak dużą dziurę.
W tej sytuacji naukowcy zaczęli zadawać na forum publicznym niewygodne pytania. „Załóżmy, że został wykryty meteoroid, który za 10 lat może z dużym prawdopodobieństwem uderzyć w Ziemię. Dotychczas sądziliśmy, że takie ciała niebieskie są dla nas nieszkodliwe. Jak zatem powinny się zachować służby, jeśli obiekt będzie miał 20 metrów średnicy?
Czy wystarczy powiedzieć ludziom, aby pozostali w domach, czy raczej ewakuować wszystkich w promieniu 100 km od miejsca przewidywanego upadku?” – zastanawia się dr Clark R. Chapman z Southwest Research Institute w Boulder. Na to pytanie, niestety, nikt nie jest jeszcze w stanie udzielić sensownej odpowiedzi.
BILL GATES KONTRA ASTEROIDY
Problemy zaczynają się już na etapie wykrywania potencjalnych zagrożeń. W 1998 roku Kongres Stanów Zjednoczonych wyznaczył NASA zadanie: do 2020 roku zlokalizować 90 proc. obiektów, których orbity przebiegają w pobliżu ziemskiej (Near Earth Objects – NEOs) i których rozmiary przekraczają kilometr. W grudniu 2005 roku granicę tę obniżono do 140 m.
Zdaniem byłego astronauty Russella Schweickarta jest to tylko kropla w morzu potrzeb – zwłaszcza, jeśli porówna się ją z kosztem jednego lotu wahadłowca (kilkaset milionów dolarów) czy prowadzenia wojny w Iraku (300 mld dolarów w samym 2006 r.). Sytuacja jest na tyle poważna, że do akcji zaczęły wkraczać prywatne organizacje. Jedną z nich jest kierowana przez Schweickarta fundacja B612, która zbiera pieniądze na badania nad strategiami zmieniania kursu asteroid, zmierzających w kierunku Ziemi. Bill Gates i jego kolega z Microsoftu Charles Simonyi przeznaczyli wspólnie 30 mln dolarów na wsparcie budowy Large Synoptic Survey Telescope (LSST), którego głównym zadaniem ma być wypatrywanie NEOs.
Wszystkie te projekty dotyczą jednak dużych obiektów kosmicznych, czyli asteroid. A co z meteroidami, czyli odłamkami mającymi mniej niż 50 metrów średnicy? „To znacznie przekracza możliwości dzisiejszych systemów” – mówi dr Boslough. Nadzieją naukowców jest nowa generacja teleskopów, umożliwiająca śledzenie niewielkich obiektów. O skali zagrożenia na razie świadczyć mogą wyniki uzyskane przez… amerykański system wczesnego wykrywania pocisków rakietowych. W latach 1975–1992 zarejestrował on w górnych warstwach atmosfery aż 136 dużych eksplozji pochodzenia pozaplanetarnego. Dobrze, że nie zostały wzięte za skutek użycia ziemskiej broni masowej zagłady – inaczej kolejny meteoryt tunguski mógłby wywołać trzecią wojnę światową.
BOMBĄ W BOMBĘ?
Uczonym nie brakuje pomysłów na radzenie sobie z dużą asteroidą. Teoretycznie można by zepchnąć ją z niebezpiecznego kursu z pomocą wynalazków, takich jak: ciągnik grawitacyjny (pojazd kosmiczny, który samą swą masą zmieniłby jej orbitę), przyczepiony do jej powierzchni żagiel słoneczny albo lądownik, który zacząłby ją drążyć, wyrzucając materiał skalny z dużą prędkością w przestrzeń kosmiczną. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zaplanowała już nawet na 2011 r. misję Don Quijote, testującą jedno z takich rozwiązań. Metody te są opracowywane z myślą o większych obiektach, a co z kilkudziesięciometrowymi meteroidami? Być może odpowiedzi dostarczy tarcza antyrakietowa. W lutym 2008 roku amerykańska armia użyła pocisków antybalistycznych SM-3 Block IA do zestrzelenia z orbity swojego uszkodzonego satelity szpiegowskiego. Wzbudziło to wiele kontrowersji, ponieważ Amerykanie ostro skrytykowali Chińczyków za podobną akcję, przeprowadzoną rok wcześniej. Pojawiły się też głosy, że w rzeczywistości była to próba nowej broni antysatelitarnej.Kilka elementów tej operacji może mieć jednak znaczenie z punktu widzenia ochrony przed meteorytami podobnymi do tunguskiego. Satelita miał wymiary pięć na dwa metry, poruszał się z prędkością ok. 3600 km/godz. i został trafiony na wysokości 247 km. Rozpadł się na 80 kawałków, które spłonęły w atmosferze. O ile rozbicie dużej asteroidy – takiej jak w „Armageddonie” – nie powiększyłoby nam specjalnie szans na zlikwidowanie zagrożenia (deszcz skalnych odłamów zamiast jednej dużej bryły), to w przypadku mniejszego obiektu wyglądałoby to inaczej. Gdyby nadlatujący meteoroid rozpadł się na drobne kawałki (o wymiarach nie większych niż dwa metry) jeszcze przed wejściem w ziemską atmosferę, powinien spłonąć – tak jak szczątki amerykańskiego satelity szpiegowskiego.Oczywiście, jeśli nadlatujący kosmiczny pocisk zostanie wykryty w ostatniej chwili, możemy się też zdać na wszechobecną statystykę. „Większa część Ziemi jest albo zupełnie bezludna, albo bardzo słabo zaludniona” – wyjaśnia dr Boslough. Trzymajmy, więc kciuki za to, by kolejny meteoryt wylądował w morzu lub na pustyni…
Na pewno możemy uniknąć zderzenia z obiektami wielkości meteorytu tunguskiego, ale jedynie wtedy, jeśli w porę je dostrzeżemy. Obecnie tylko małe teleskopy szukają zagrażających Ziemi małych asteroid i znajdują ich niewiele. Kiedy jednak zostaną zbudowane większe urządzenia i skoncentrują się na takich obiektach, a nie na innych obserwacjach astronomicznych, będziemy mieli szansę na wykrycie większej liczby ciał niebieskich typu meteorytu tunguskiego. Pierwszy taki teleskop (Pan-STARRS) działa od 2009 roku. Za każdym razem gdy wytropi asteroidę, która jest na kursie kolizyjnym z Ziemią, to najprawdopodobniej będziemy mieli jeszcze kilka lat czy dziesięcioleci na przygotowanie się do uderzenia.
Współczesne procedury poszukiwania dają 10-krotnie większe szanse na znalezienie potencjalnie niebezpiecznego obiektu ze 100-letnim wyprzedzeniem niż z 10-letnim; sto razy większe szanse, że znajdziemy go na 100 lat wcześniej zamiast rok wcześniej i tysiąc razy większe szanse na wykrycie czegoś, co nadleci za 100 lat niż za miesiąc. Oczywiście jest możliwe – choć bardzo mało prawdopodobne – że wykryjemy asteroidę, która uderzy w nas za jeden dzień. Mając czas liczony w dziesiątkach godzin, możemy zarządzić ewakuację z taką samą skutecznością, jak w przypadku ostrzeżenia przed nadchodzącym huraganem. I tak samo jak w jego przypadku, tak i przy asteroidach przewidywanie miejsca uderzenia może być mniej lub bardziej trafne. Wszystko zależy od jakości danych obserwacyjnych, ich dokładności i czasu, w jakim były zbierane (im dłuższy, tym lepiej). Mając kilka lat na przygotowania, będziemy mieli możliwość nie tylko ewakuowania ludzi, zwierząt i dobytku, ale być może także ochronienia infrastruktury – takiej jak budynki czy instalacje – przed najgorszymi skutkami eksplozji.
W tym czasie tor asteroidy może zostać sztucznie zmieniony za pomocą którejś z opracowywanych obecnie metod. Co do możliwości zestrzelenia mniejszego obiektu np. pociskami antyrakietowymi – nie jestem ekspertem wojskowym, ale z pewnością meteoroid wielkości 20 metrów mógłby zostać rozbity na kawałki przez umiarkowanie silną eksplozję. O tym, czy będzie to praktyczne rozwiązanie, w dużej mierze decydować będzie czas wykrycia zagrożenia i to, jakie pociski będą do dyspozycji, a także inne kwestie związane z militarną logistyką.
dr Clark R. Chapman, Southwest Research Institute