Jak zachránit svět snadno a účinně. Recept české astronomky

Na světě je jen málo lidí, kteří v životě neviděli žádný z hollywoodských trháků na téma "záchrana světa před zničujícím asteroidem". Filmová realita bývá většinou na hony vzdálená skutečnosti. Každý asi tuší, že to, co se odehrává ve filmu, je většinou vzdálené skutečné vědě. Jak by to vypadalo ve skutečnosti? Máme plán?

S vesmírným výzkumem je to složité hned na několika frontách. Pomineme-li to, že každý astronom potřebuje víc peněz a větší dalekohled na svůj výzkum (zkuste se astronomů zeptat, takový, kterému současné dalekohledy stačí, se ještě nenarodil), naráží i na jednoduché přírodní zákony. Když se člověk podívá na simulaci potenciálně nebezpečných asteroidů, zjistí, že většina z nich je vně oběžné dráhy Země kolem Slunce.

Znamená to, že uvnitř oběžné dráhy Země žádný asteroid není? Naopak, my je jen nevidíme, protože jsou blízko Slunci, a tak kterýkoliv dalekohled tímto směrem zamíříme, bude oslepen slunečním svitem a malý asteroid neuvidí. Přesně toto byl případ "překvapujícího" meteoritu, který spadl 15. února 2013 v Čeljabinsku. Přiletěl prakticky kolmo na oběžnou dráhu Země okolo Slunce ze sluneční strany a nedal nám přiliš mnoho šancí na objevení. Je to jakýsi varovný signál.

Zářivé barvy vesmíru – realita, nebo fikce?

Podle statistik se takový dopad může stát jednou za dvacet let. Že jsme nic takového dříve neviděli? Obloha se systematicky pozoruje od dob studené války, tedy od padesátých let minulého století. To, co dopadne do oceánu, nám navíc velmi často ujde. Je tak možné, že nám nemálo podobných událostí prostě jen unikne.

Čeho se bát?

Čeljabinský meteorit měl okolo desíti metrů a tlaková vlna z něj "pouze" vybila okna. V roce 1908 dopadl na Sibiř do Tunguzské oblasti meteorit o průměru zhruba padesáti metrů, který se rozpadl ve výšce okolo pěti kilometrů nad zemským povrchem. Tlaková vlna, která zasáhla oblast, vyhladila les v širokém okolí, síla se odhaduje na tisícinásobek jaderné bomby vypuštěné na Hirošimu. Otřesy země byly zaznamenány až v Londýně.

V tomto případě nebyla zasažena obydlená oblast. Taková událost se dle statistik stane jednou za 300 let. A co takhle tělesa o průměru okolo kilometru? Taková, která vyhladila dinosaury? Statistiky hovoří o stovkách tisíc let. Ale statistiky se mohou mýlit. Na druhou stranu, takovéto asteroidy jsou zpravidla natolik velké, že neuniknou detekci. Máme se čeho bát?

V současné době víme o 95 % těles majících více jak kilometr v průměru. Známe jejich dráhy a víme, že se se Zemí velmi pravděpodobně nesrazí. A i kdyby nabralo takové těleso kolizní směr, budeme to vědět pravděpodobně dostatečně dopředu, abychom si promysleli dobrou strategii na odvrácení globální katastrofy. Ale teď si zkuste představit něco jako tunguzský meteorit v hustě obydlené oblasti, jakou je třeba východ Spojených států, Londýn nebo Praha. V lokálním měřítku by šlo o obrovskou katastrofu, která by přinesla pravděpodobně desítky tisíc obětí. Jaké jsou naše šance?

Polámané stromy po tunguzské katastrofě z roku 1908. Záběr je z expedice, která se na místo vydala 20 let po impaktu. Zdroj Leonid Kulik.

Základním stavebním kamenem strategie na odvrácení katastrofy způsobené dopadem meteoritu, je "znát svého nepřítele". Jinak bychom nakládali s "koulí ledu" a jinak s železným kusem kamene. Abychom zjistili, z čeho je asteroid na nás mířící složený, potřebujeme docela dost času k jeho studiu. Samozřejmě pokud zjistíme, že za dva měsíce nás zasáhne meteorit, vyzkoušíme asi každý bláznivý nápad. Předpokládejme, že máme dost času – jaké jsou více či méně zběsilé nápady na odvrácení asteroidu???

Ztraceni ve vesmíru: prohlédněte si kosmos, jak ho neznáte

Styl Armagedon

Vyvrtat díru do asteroidu, naložit ji nukleární hlavicí a odpálit? Má to své mouchy. Začněme od toho, že vyslat lidi na takovou misi je technický oříšek, obvzláště pokud byste chtěli, aby se vrátili na Zemi. Problém by mohl nastat, pokud neznáme složení vnitřku asteroidu. Je těžké vrtat do neznáma. Při úspěšném rozstřelení asteroidu se navíc musíme potýkat s problémem nasměrování malých úlomků, které by po dopadu na Zemi způsobily prakticky stejnou, ne-li větší katastrofu.

Vrtání na asteroidu v hollywoodském podání

Jaderné hlavice napodruhé, trochu jinak

Druhý Newtonův pohybový zákon nám ve zkratce říká, že pokud se něco pohybuje bez tření a dalších vnějších vlivů, nemá to důvod k vychýlení. Pokud by se nejednalo o gigantickou kometu, mohli bychom zkusit bombardování asteroidu nukleárními hlavicemi, což by mohlo změnit směr pohybu asteroidu. Problém je v tom, že asteroidy bývají docela těžké a pokud se něco těžkého řítí větší než malou rychlostí, jen těžko se to přesvědčuje ke změně směru.

Víra v mocnou gravitaci

Určitě si pamatujete ze školních lavic poučku, že nejen vy jste přitahování k Zemi, ale i vy Zemi přitahujete. Efektu vzájemného působení by se dalo použít k bezkontaktnímu odvrácení asteroidu. Zahrnuje vyslání velmi hmotné vesmírné lodi k asteroidu. Ta ho bude s kladným zrychlením obíhat. Pokud jsou dva objekty gravitačně svázané, tak změna v trajektorii jednoho se musí projevit i v trajektorii druhého. Takto by efektivně šlo změnit dráhu asteroidu bez snahy o jeho likvidaci. Dokonce nemusíme vědět nic ani o jeho složení. Problém je v tom, že pro uskutečnění podobné mise potřebujeme čas v řádech desítek let. Takže podobný plán je pro na poslední chvíli objevené asteroidy naprosto nepoužitelný.

Umělcova představa vesmírné lodi, která by měla odvrátit asteroid z kolizního směru se Zemí

Sluneční energie nejenom na elektřinu

Další plán hovoří o fokusaci sluneční energie na asteroid. Pokud je asteroid nerovnoměrně zahříván, pozorujeme u něj takzvaný Yarkovského efekt. Ten se projevuje při nerovnoměrném zahřívání tělesa. Fotony, které jsou vyzařovány z asteroidu ve formě tepelného záření, nesou moment hybnosti. Pokud zahříváme rotující asteroid, vzniká díky tomu malá síla, která způsobí změnu jeho trajektorie z uzavřené elipsoidní na spirální (ve směru do Slunce nebo od Slunce v závislosti na původním směru rotace asteroidu). Stavba samotného zařízení fungujícího jako "sluneční paprsek" je ale nadále záhadou. Přiznejme si, jaderné hlavice alespoň skutečně vlastníme.

Dalekohled budoucnosti. Tento zázrak nahradí Hubbleův teleskop

"Paint it black!"

O autorce: Jana Poledniková (*1987) vystudovala obecnou fyziku a astrofyziku na Masarykově univerzitě v Brně. Doktorské studium tráví na Instituto de Astrofysica de Canarias na Tenerife, kde se snaží proniknout do tajů vzdálených supermasivních černých děr. Kromě pracovního studia se věnuje spoluorganizaci Fyzikálního korespondenčního semináře (FYKOS) pro nadané středoškoláky. A fanouškové Rolling Stones můžou jásat, bude se barvit na černo. Jak známo, černá pohlcuje světlo a zahřívá se rychleji než bílá. Jeden z plánů je obarvit asteroid na černo, aby se rychleji zahříval a začal vypařovat nebo se projevil výraznější Yarkovského efekt. V podstatě opačného efektu na podobném principu bychom dosáhli obarvením asteroidu na bílo. Tento plán je tak trochu přitažený za vlasy, neboť jen těžko si člověk představí tlupu astronomů s kyblíky barvy, jak se snaží obarvit obrovský asteroid. Ale idea není nejhorší.

Shrnuto a podtrženo, nejlepší by bylo, kdybychom žádný asteroid v nejbližší době nemuseli odvracet, ale události ze začátku tohoto roku nám připomínají, že zapomenout na existenci malých, ale zničujících meteoritů se nevyplácí.