[Artykuł zaktualizowany przez redakcję, jego pierwotną wersję opublikowaliśmy 20 listopada 2021, na starcie misji.]

Kosmiczna kolizja to ostatni etap misji pojazdu DART (Double Asteroid Redirection Test), który 24 listopada 2021 roku wystartował z amerykańskiego kosmodromu Vandenberg w Kalifornii. Tego dnia rozpoczął się pierwszy w historii test czegoś, co ma uchronić nas przed losem dinozaurów. Pierwsze próbne strzelanie systemu obrony planetarnej.

- DART to prototyp tak zwanego impaktora kinetycznego - mówił nam na starcie misji Detlef Koschny, bawarski inżynier, który pełni obowiązki dyrektora Biura Obrony Planetarnej Europejskiej Agencji Kosmicznej. Europejczycy wyślą w ślad za DART własną sondę Hera, która ma dokładnie przyjrzeć się skutkom zderzenia. - Dzięki temu będziemy mogli sprawdzić, czy nasze modele i założenia działają w praktyce.

Pomimo ogromnej siły, z jaką ziemską sonda taranowała kosmiczną skałę, efekt tego zderzenia będzie bardzo subtelny. Celem sondy DART był Dimorphos - niewielki, bo o rozmiarach porównywalnych z Piramidą Cheopsa, księżyc asteroidy Didymos. Przewidywano, że jeśli misja się powiedzie, prędkość, z jaką Dimorphos krąży wokół większego towarzysza, zmieni się może o ułamek procenta. Ale to w zupełności wystarczy.

Sposób "na Willisa"

W Hollywood obrona przed asteroidami jest prosta. Wystarczy Bruce Willis, ekipa twardzieli, bomba atomowa i dobra ścieżka dźwiękowa. Rzeczywistość jest nieco bardziej skomplikowana, a obrona planety "na Willisa" mogłaby przynieść więcej szkody niż pożytku.

- Problemem jest to, że asteroida to często nie jest lity obiekt, tylko zlepek luźno trzymających się fragmentów, które mogą zareagować na wybuch w sposób zupełnie nieprzewidywalny - tłumaczy doktor Anna Łosiak. Geolożka z Polskiej Akademii Nauk jest jednym z czołowych specjalistów od kraterów uderzeniowych, czyli najbardziej widowiskowych pozostałości po kosmicznych zderzeniach. - Wybuch mógłby taką asteroidę niechcący wprowadzić na tor, na którym byłaby jeszcze bardziej niebezpieczna.

Zagrożenie nadchodzące z kosmosu jest całkiem realne i nie trzeba wcale daleko podróżować, żeby się o tym przekonać. Wystarczy wycieczka do Poznania.

DLACZEGO CHCEMY SKOLONIZOWAĆ MARSA, ILE KOSZTUJE LOT NA ORBITĘ I CZY JESTEŚMY ŚWIADKAMI NOWEGO WYŚCIGU KOSMICZNEGO? NA TE I INNE PYTANIA ODPOWIEDZĄ GOŚCIE PROGRAMU "KIJEK W KOSMOSIE". WSZYSTKIE ODCINKI TYLKO W TVN24 GO >>>

Co się wydarzyło w Wielkopolsce

Na zdjęciach satelitarnych obszar rezerwatu przyrody Meteoryt Morasko wygląda tak, jakby ktoś strzelił do niego z ogromnej dubeltówki. Cały obszar przeorany jest charakterystycznymi, okrągłymi jeziorkami, z których największe ma niemal 100 metrów średnicy. Ktoś, kto znajdowałby się na tym miejscu, kiedy powstawały pięć tysięcy temu, może grupa łowców, którzy przemierzali wielkopolskie knieje, polując na tury czy żubry, miałby bardzo zły dzień.

- Fragment, który wybił tę 100-metrową dziurę, miał metr, może dwa średnicy. Poruszał się jednak z prędkością kilku czy kilkunastu kilometrów na sekundę - tłumaczy Łosiak. - Kiedy uderzył, wybuch był porównywalny z eksplozjami jądrowymi.

Kratery z rezerwatu są pozostałościami asteroidy, która rozpadła się w atmosferze na mniejsze kawałki i w tej postaci dotarła na powierzchnię Ziemi. Kolejna uderzyła 3,5 tysiąca lat temu całkiem niedaleko, bo w Estonii. Obie miały około 30 metrów średnicy. W porównaniu z asteroidą wielkości Everestu, która wytrzebiła dinozaury, to zwykły kosmiczny żwir. Ale to właśnie takie obiekty spędzają teraz sen z powiek astronomom i specjalistom od obrony planetarnej.

- To nie jest wyłącznie zagadnienie rodem z Hollywood - zapewnia Koschny. - Wystarczy cofnąć się do 2013 roku, kiedy 20-metrowej średnicy obiekt wybuchł nad Czelabińskiem, a wywołana przez eksplozję fala uderzeniowa raniła około 1500 ludzi, w większości pokaleczonych przez rozbite szyby. Albo do 2007 roku, kiedy do podobnego zdarzenia doszło nad Sudanem. Tylko w ciągu 100 lat odnotowaliśmy osiem, może 10 przypadków trafienia Ziemi przez sporą asteroidę, a przecież jeśli do takich eksplozji dochodzi na przykład nad południowym Pacyfikiem, to nikt ich nie zauważa.

A gdyby okruch z kosmosu trafił w Warszawę?

Największym problemem wcale nie są wielokilometrowe kolosy takie jak ten, który 65 mln lat temu z hukiem skończył epokę tyranozaurów i triceratopsów. Wielkie asteroidy, które mogą spowodować globalną zagładę, mają dwie bardzo cenione przez astronomów cechy. Po pierwsze, stosunkowo łatwo je wypatrzyć. Astronomowie są przekonani, że zliczyli je już wszystkie. Po drugie, są tak przewidywalne, że jesteśmy w stanie precyzyjnie oszacować, gdzie będą nawet za 200 lat. Żadna nie stanowi dla nas zagrożenia.

- Sądzimy, że zidentyfikowaliśmy już wszystkie obiekty o średnicy co najmniej kilku kilometrów, więc się nimi szczególnie nie martwię. Ale niestety im mniejszy obiekt, tym mniejsza nasza wiedza - tłumaczy Koschny. - Jeśli chodzi o obiekty 100-metrowe, to znamy ich mniej niż 50 procent. 10-metrowych rozpoznaliśmy mniej niż 0,1 procenta.

Takie asteroidy nie zniszczą naszej cywilizacji, to jednak marna pociecha dla kogoś, kto znajdzie się w niewłaściwym miejscu w niewłaściwym czasie.

- Te mniejsze fragmenty mogą spowodować ogromne zniszczenia, zwłaszcza jeśli trafią w miejsce zamieszkane przez ludzi. 100-metrowa skała zostawi kilkukilometrowy krater - tłumaczy Łosiak. - Gdyby spadła na Warszawę, to kawałki Warszawy doleciałyby do Krakowa, albo nawet do Berlina. Zniszczenia byłyby odczuwalne w całej Polsce, bo po trafieniu podniesie się rój odłamków poruszających się z prędkością większą niż kula karabinowa. Tymczasem większości takich 100-metrowych skał jeszcze nie śledzimy. Mogą pojawić się dosłownie w każdej chwili.

Naukowcy podkreślają, że choć kosmiczne kolizje to wydarzenia potencjalnie niewiarygodnie niszczycielskie, to w porównaniu z innymi naturalnymi katastrofami mają dwie korzystne dla nas cechy: jesteśmy w stanie je przewidzieć, a jeśli ostrzeżenie nadejdzie wystarczająco wcześnie, być może nawet im zapobiegać.

- Najważniejsze jest to, żeby jak najwcześniej wiedzieć o niebezpieczeństwie, bo tylko wtedy jesteśmy w stanie coś zrobić - mówi geolożka. - Jeśli odkryjemy, że w naszym kierunku zmierza duża asteroida i w nas uderzy w przyszły czwartek, to jest po sprawie. Nawet roczne wyprzedzenie może nie wystarczyć. Potrzebujemy wiedzieć o takich zagrożeniach z wyprzedzeniem sięgającym dziesięcioleci.

Bohaterscy malarze pokojowi

Żeby zapobiec zderzeniu, nie trzeba asteroidy wysadzać w powietrze. Wystarczy ją nieco szturchnąć. Jeśli niebezpieczną asteroidę wypatrzymy z wystarczająco dużym wyprzedzeniem, nawet niewielka zmiana jej prędkości - o ułamek procenta, jak w wypadku obiektu, który staranował DART - wystarczy, by skała spóźniła się na spotkanie z Ziemią i minęła naszą planetę w bezpiecznej odległości. Taranowanie nie jest zresztą jedynym pomysłem na zmianę kursu groźnych skał, jaki mają naukowcy. Do obiektu można przymocować kosmiczny żagiel, który dzięki promieniowaniu słonecznemu będzie go ściągał z kursu, można zaparkować obok niego ciężki statek kosmiczny, który będzie samym swoim grawitacyjnym oddziaływaniem wpływał na trajektorię jego lotu, można wręcz posadzić na jego powierzchni robota, który przez następne lata będzie mozolnie odłupywał kawałki skał i wyrzucał je w kosmos. A to tylko te mniej szalone pomysły.

- Jeśli mamy naprawdę dużo czasu, to może wystarczyć nawet pomalowanie takiej asteroidy na inny kolor. Wtedy ciśnienie światła słonecznego zepchnie ją na inną trasę. Zamiast bohaterskich nafciarzy, możemy wysłać w kosmos bohaterskich malarzy pokojowych - żartuje Łosiak.

Wszystkie te rozważane metody mają jeden wspólny mianownik. Czas. A żeby go sobie dać, musimy najpierw namierzyć wszystkie kosmiczne pociski, które lecą w naszym kierunku. Tu sprawa rozbija się jednak o pieniądze.

- Trwają dwa bardzo duże programy przeszukiwania nieba - Pan-STARRS i Catalina Sky Survey. Oba są realizowane w USA. W Europie pracujemy nad teleskopem FlyEye, ale on jest w dalszym ciągu w budowie - wyjaśnia Koschny. - Do tego mamy sieć teleskopów, która pozwala precyzyjniej opisywać obiekty wypatrzone przez tamte systemy. To wciąż zdecydowanie za mało. Potrzebujemy pięć razy więcej obserwatoriów.

Ponieważ brakuje obserwatoriów, musimy liczyć na łut szczęścia. W Czelabińsku go zabrakło - skała, która eksplodowała nad Rosją z siłą 30 razy większą od bomby z Hiroszimy, przemknęła niezauważona, a o jej istnieniu dowiedzieliśmy się dopiero wtedy, gdy wszystkie szyby w położonym w górach Uralu mieście rozpadły się na kawałki.

Gry wojenne

Aby przygotować się na podobne zagrożenie, naukowcy co dwa lata, na próbę, uderzają w Ziemię kawałem kosmicznej skały. Na szczęście tylko w ramach symulacji.

Podczas konferencji organizowanych przez Międzynarodową Akademię Astronautyczną specjaliści z NASA, ESA i innych agencji kosmicznych wraz z fachowcami od obrony cywilnej, prawnikami, politologami, lekarzami i przedstawicielami dziesiątków innych specjalności prowadzą grę wojenną, mającą symulować realne zagrożenie z kosmosu.

W 2021 roku nie udało mu się zapobiec. Kosmiczna skała eksplodowała nad środkową Europą z siłą bomby wodorowej. Pomimo że w symulacji świat dowiedział się o zagrożeniu na sześć miesięcy przed zderzeniem, okazało się to wyprzedzeniem zdecydowanie zbyt małym, by zrobić cokolwiek poza ewakuacją zagrożonego rejonu.

Gdyby zagrożenie było realne, domek, miasteczko i las wyparowałyby w kosmicznej eksplozji. Na szczęście ewakuacja stosunkowo słabo zaludnionego regionu nie powinna w rzeczywistości sprawiać problemu. Poprzednie gry wojenne pokazały jednak, że gdyby zagrożony uderzeniem był gęsto zaludniony obszar, uratowanie wszystkich mogłoby okazać się niezwykle trudne, nawet przy wielomiesięcznym wyprzedzeniu. Powód jest prosty. Asteroida to nie powódź czy huragan. Ludzie, wiedząc o zagrożeniu, wiedzą jednocześnie, że nie będą mieli do czego wracać. Uciekając, próbują zabrać wszystko. A to rodzi niewyobrażalny chaos, niemal niemożliwy do opanowania.

"Dwa miesiące mogą nie wystarczyć na rzeczywistą ewakuację, ponieważ ewakuujesz ludzi, którzy zrobią wszystko, by móc odbudować swoje życie tam, dokąd zmierzają. A to oznacza floty ciężarówek paraliżujących miasto" - pisali naukowcy, podsumowując symulację z 2019 r., w ramach której wymazali z mapy Nowy Jork, a wraz z nim m.in. bezcenne zbiory muzeów, na których wywiezienie po prostu zabrakło czasu.

Plan ostatniej szansy?

Pojawił się jednak pomysł, który może dawać nadzieję na to, że wobec zagrożenia z kosmosu nie będziemy bezbronni, nawet jeśli okażemy się ślepi. Dwaj naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, Philip Lubin i Alexander Cohen, opracowali "plan ostatniej szansy", który miałby dla obrony planetarnej być tym, czym rakiety Patriot podczas wojny.

Ich plan streszcza sama jego nazwa. "Pulverize It", czyli "Rozbić to w proch". Z ich wyliczeń wynika, że nawet tuż przed uderzeniem jest możliwe znaczące ograniczenie wyrządzanych przez asteroidy zniszczeń. Chcą niszczyć asteroidy, wystrzeliwując w ich stronę dziesiątki "prętów penetrujących" - długich na 2-3 metry włóczni, potencjalnie wyposażonych w głowice wybuchowe czy, w przypadku największych obiektów, małe ładunki jądrowe. Taka metalowa chmura uderzałaby w asteroidę z ogromną prędkością, szatkując ją na małe kawałki i zmieniając jeden, potężny obiekt w chmurę gruzu. Teoretycznie, w przypadku asteroid wielkości tej z Czelabińska, można by w ten sposób zapobiec zniszczeniom, nawet gdyby do przechwycenia obiektu doszło zaledwie na 100 sekund przed uderzeniem. W przypadku dużego 300-metrowego obiektu wystarczyłoby 10 dni.

Taka poszatkowana asteroida nie stałaby się nagle zupełnie niegroźna, bo nadal cała jej masa wpadłaby w naszą atmosferę. Ale zamiast jednego, ogromnego wybuchu, wywołałaby dziesiątki czy setki drobniejszych, wywołujących zniszczenia potencjalnie o rzędy wielkości mniejsze. Używając analogii do kreskówek, autorzy opracowania porównali różnicę między oboma scenariuszami do różnicy między "500-kilogramowym fortepianem spadającym ci na głowę z wysokości kilometra, lub spadającymi z tej wysokości ważącymi 500 kilogramów piankowymi kulkami".

Problem w tym, że ich pomysł pozostaje na papierze, a zanim można by pomyśleć o wykorzystaniu go w praktyce, potrzebuje wielu lat testów na Ziemi i w kosmosie. Tych na razie jeszcze nikt nie planuje.

Sami autorzy podkreślają zresztą, że ich pomysł nie rozwiązuje problemu. "Bez odpowiedniego systemu wczesnego ostrzegania, jakakolwiek metoda obrony planetarnej nie zapewni optymalnej ochrony. To tylko jeden element układanki. Aby chronić Ziemię, musimy otworzyć więcej oczu na niebo".