Pertahanan Planet Itu Baik – tetapi Apakah Pelanggaran Planet Lebih Baik?

0


Kurang dari delapan tahun dari sekarang, pada hari Jumat tanggal 13 April 2029, asteroid selebar 370 meter bernama Apophis akan melewati Bumi, lebih dekat ke planet kita daripada satelit geosinkron. Namun terlepas dari pertanda buruk kalender, ini akan menjadi hari keberuntungan: Apophis tidak akan menyerang planet kita—kali ini, bagaimanapun juga (orbitnya memastikan Apophis akan mengunjungi kita lagi pada tahun 2036, 2051, 2066, dan seterusnya). Pada tahun 2029, lintasan asteroid ini akan menjadi pencukuran jarak dekat kosmik, setara dengan peluru yang melaju kencang menyapu rambut di kepala Anda—di mana “peluru” tersebut membawa energi tumbukan yang setara dengan gabungan semua persenjataan nuklir dunia.

Hubungan berbahaya seperti itu sangat sering terjadi. Pada tanggal 30 September 2054 dan 23 September 2060, sebuah asteroid yang lebih besar yang mengemas pukulan yang lebih kuat, Bennu selebar setengah kilometer yang baru-baru ini dikunjungi oleh pesawat ruang angkasa OSIRIS-REx NASA, juga akan menukik mendekati Bumi.

Baik Bennu maupun Apophis tidak cukup besar untuk menjadi ancaman eksistensial—dampaknya dapat menghancurkan kota dan wilayah geografis, tetapi tidak akan membuat umat manusia mengalami kepunahan seperti penabrak selebar 10 kilometer yang menghabisi dinosaurus sekitar 66 juta tahun yang lalu. Namun, asteroid ini tetap sangat mengkhawatirkan karena semakin jauh ke masa depan kita melihat, semakin sulit untuk mengetahui dengan pasti apakah pertemuan tertentu akan menghasilkan peristiwa dampak bencana atau tidak. Kedua objek tersebut disebut sebagai ancaman “lubang kunci gravitasi”—kemungkinan bahwa selama jarak dekat mereka akan melintasi wilayah kecil dan spesifik dari ruang dekat Bumi di mana gravitasi planet kita mengubah lintasannya. hanya begitu menyebabkan pertemuan masa depan berakhir dengan dampak Bumi. Singkatnya, mereka masing-masing menimbulkan ancaman kronis-tapi-kabur, yang begitu berbahaya sehingga bisa membuai kita ke dalam keadaan puas diri palsu tentang risiko yang terlalu nyata.

Kita tidak harus menerima status quo yang memicu kecemasan ini. Daripada hanya menggigit kuku kita setiap kali ini dan batu ruang angkasa yang berpotensi berbahaya lainnya terbang, kita harus mempertimbangkan opsi lain, “rencana B.”

Garis Pertahanan Terakhir

Pendekatan kami saat ini untuk pertahanan planet bermuara pada angan-angan bahwa tidak ada hal buruk yang akan segera terjadi dan bahwa kami pada akhirnya akan menemukan solusi. Sejauh ini, kami telah fokus pada “kesadaran situasional” untuk memahami ancaman. Ini diperlukan tetapi tidak cukup untuk benar-benar melindungi Bumi dari asteroid. Dan langkah standar selanjutnya—menangkis potensi ancaman sehingga mereka tidak akan memukul kita—memiliki masalah sendiri, terutama bahwa defleksi yang berhasil sering kali memerlukan intervensi bertahun-tahun sebelumnya. Dalam mode ini, banyak batu ruang angkasa yang ditemukan meluncur menuju dampak dekat dengan Bumi akan telah lolos dari semua pertahanan kita. Namun, ada cara lain, yang menjanjikan untuk secara radikal mengubah kemampuan kita untuk melindungi diri kita sendiri.

Prinsip dasarnya sederhana untuk dipahami. Bayangkan Anda adalah Roger Rabbit yang memainkan permainan peluang yang berbahaya, memilih di antara dua pintu yang belum dibuka. Di belakang pintu nomor satu Anda mendapatkan grand piano seberat 500 kilogram yang dijatuhkan di kepala Anda dari ketinggian satu kilometer. Di belakang pintu nomor dua Anda mendapatkan 500 kilogram bola busa yang dijatuhkan pada Anda dari ketinggian yang sama. Yang mana yang Anda pilih? Jika Anda Roger, Anda mungkin memilih pintu nomor satu, tetapi a Amerika ilmiah pembaca akan memilih pintu nomor dua. Mengapa? Keduanya memiliki massa dan energi potensial yang sama, tetapi intuisi dasar menunjukkan bahwa sejumlah besar bola busa tidak akan menyebabkan kerusakan yang sama pada Anda seperti satu piano. Memecahkan massa menjadi bagian-bagian yang lebih kecil memastikan bahwa masing-masing akan membawa energi yang jauh lebih sedikit, dan juga akan memungkinkan atmosfer untuk memperlambat jatuhnya setiap fragmen secara lebih efektif. Ini adalah analogi yang agak tepat untuk metode pertahanan planet yang kami usulkan, yang kami sebut “PI” (diucapkan seperti ), yang merupakan kependekan dari “Pulverize It!”

Diagram dari usulan penulis “Pulverize It!” sistem pertahanan planet. “Pencegat” yang diluncurkan roket (kiri) menyebar di depan asteroid yang masuk (Baik), memecahnya menjadi fragmen yang lebih kecil yang kemudian hancur dan terbakar di atmosfer atas bumi (bawah). Kredit: Alexander N. Cohen (UCSB), Peter Cohen

Ide kami (yang dirinci dalam beberapa makalah teknis yang diajukan untuk publikasi peer-review dan tersedia di situs web kami dan arXix) adalah untuk secara efektif menghancurkan asteroid yang mengancam menjadi sejumlah besar fragmen yang lebih kecil dengan diameter sekitar 10 meter atau kurang. Hal ini dimungkinkan karena asteroid memiliki gravitasi permukaan yang rendah dan sebagian besar mudah pecah dan menyebar. Untuk semua kecuali penabrak terbesar (lebarnya lebih dari satu kilometer), fragmentasi tersebut dapat dicapai dengan menggunakan rentetan pencegat non-nuklir yang diluncurkan dari Bumi atau sekitarnya menggunakan sistem peluncuran yang ada dan teknologi terkait. Sistem kami yang sama menggunakan penetrator nuklir kecil juga merupakan opsi untuk ancaman besar.

Setelah terfragmentasi, energi penabrak yang masuk akan diubah secara efisien menjadi panas, suara, dan cahaya oleh atmosfer bumi, yang akan bertindak seperti rompi anti peluru yang menyerap ledakan peluru. Analisis kami menunjukkan pendekatan ini bekerja sangat baik dalam mengurangi ancaman yang akan segera terjadi: Sebuah penabrak seukuran batu ruang angkasa selebar 20 meter yang pecah di atas Chelyabinsk, Rusia pada Februari 2013 dapat dicegat hanya 100 detik sebelum tumbukan, sedangkan salah satunya ukuran dari Tunguska penabrak (diameter 50 meter) akan membutuhkan intersepsi sekitar lima jam sebelum tumbukan. Sesuatu seukuran Apophis dapat ditangani 10 hari sebelum menyerang Bumi, dan sesuatu yang sebesar Bennu perlu dipecah 20 hari sebelumnya. Ini adalah waktu intersep yang sangat singkat dibandingkan dengan pendekatan defleksi. Bahkan waktu yang lebih singkat akan diaktifkan dengan pencegat yang lebih energik jika diperlukan.

Tentu saja, pembaca yang berpengetahuan luas mungkin menyadari bahwa kita belum menceritakan keseluruhan cerita. Bagaimanapun juga, baik dampak Chelyabinsk dan Tunguska yang disebutkan sebelumnya adalah peristiwa ledakan udara, dan dalam kedua kasus di sekitar struktur alami dan buatan mengalami kerusakan yang signifikan. Kerusakan ini terutama berasal dari gelombang ledakan akustik seperti sonic-boom yang dipancarkan oleh tubuh saat mereka pecah di atmosfer.

Pendekatan PI kami tidak akan menghilangkan ledakan udara, tetapi dengan menghancurkan benda-benda yang masuk sebelum mereka memasuki atmosfer, fragmen-fragmen kecil yang dihasilkan akan tersebar di wilayah geografis yang lebih besar dan masing-masing akan menghasilkan gelombang ledakan yang jauh lebih kecil dan kritis yang tiba pada waktu yang berbeda. Sama seperti yang Anda harapkan untuk mengalami memar dan nyeri dari rompi antipeluru yang menyerap ledakan, demikian juga orang akan mengharapkan beberapa kerusakan masih terjadi di tanah dari gelombang kejut akustik dan kilatan cahaya dan panas yang terkait saat asteroid yang mengancam jatuh. fragmen terbakar di langit di atas kepala. Tapi kerusakan ini akan sedikit dibandingkan dengan alternatifnya; untuk penabrak seperti Chelyabinsk, seseorang di tanah akan mengalami serangkaian “ledakan” keras dan melihat serangkaian kilatan optik—”pertunjukan suara dan cahaya” dengan beberapa jendela pecah, daripada bencana alam yang menghancurkan kota, wilayah atau negara.

Demonstrasi dan Deteksi

Terlepas dari kemampuan sistem kami untuk memanfaatkan teknologi yang ada dan meluncurkan kendaraan, pembuatannya tetap membutuhkan investasi besar. Singkatnya, ini akan mahal. Namun demikian, rasio biaya-manfaat sangat menguntungkan mengingat kerusakan yang hampir tak terhitung yang akan dikaitkan dengan kegagalan mencegah serangan asteroid.

Selain itu, pembuatannya akan memungkinkan kami lebih fleksibel dalam menangani ancaman dampak yang diketahui, sekarang dan di masa depan yang jauh. Sama seperti program vaksinasi massal yang digunakan untuk secara proaktif mencegah pandemi, PI menawarkan cara untuk secara proaktif menangani banyak asteroid yang, meskipun berpotensi berbahaya di orbit penyeberangan Bumi, tidak menimbulkan ancaman langsung. Meskipun mungkin merupakan pendekatan yang kontroversial, ini sedikit berbeda dari manajemen ancaman proaktif lainnya yang kita praktikkan dalam kehidupan. Kami dapat mengurangi ancaman seperti Apophis dan Bennu pada setiap umpan dekat yang diberikan sebelum mereka memicu keadaan darurat besar-besaran. Itu adalah dalam kekuatan kita untuk melakukannya. Apakah kita melakukannya atau tidak bukan hanya masalah teknis tetapi salah satu kebijakan dan kerjasama dan kesepakatan bersama. Ini adalah area di mana kerja sama internasional dapat bermanfaat bagi seluruh planet; sama seperti penekanan saat ini pada penyelesaian krisis iklim dan pandemi bumi secara kolektif, kita juga bersatu untuk menyelesaikan krisis “dampak”.

Mengurangi ancaman seukuran Chelyabinsk dapat dilakukan dengan menggunakan roket yang relatif kecil yang tidak jauh lebih besar daripada yang dikembangkan untuk mencegat rudal balistik antarbenua. Mengurangi Apophis atau Bennu dapat dilakukan dengan satu peluncur yang lebih besar seperti Sistem Peluncuran Luar Angkasa NASA yang akan datang, roket Starship SpaceX, atau bahkan kendaraan yang lebih kecil yang membawa tahap atas berkecepatan tinggi untuk transit cepat di luar sekitar bulan Bumi. Beberapa pencegat akan diinginkan untuk meningkatkan peluang keberhasilan. Sistem pertahanan planet masa depan mungkin mengerahkan pencegat di orbit atau di atau di sekitar bulan untuk pendekatan respons cepat “selalu siap”. Dalam pengertian ini, sistem pertahanan planet dapat dianalogikan dengan sistem pertahanan rudal nasional yang ada.

PI memiliki jalur pengujian yang logis, mulai dari demonstrasi darat menggunakan “mock-up” asteroid, hingga pengujian di ruang angkasa pada “target sintetis”, hingga upaya gangguan untuk asteroid kecil yang mengancam minimal dan latihan validasi lainnya sebelum target yang benar-benar mengancam terlibat dan dikurangi.

Namun, kita tidak dapat mengurangi apa yang tidak dapat kita lihat. NASA dan badan antariksa lainnya melakukan pekerjaan yang sangat baik untuk menemukan dan melacak asteroid yang merupakan ancaman signifikan, tetapi saat ini upaya ini umumnya terbatas pada objek yang biasanya lebih besar dari Apophis. Ada banyak ancaman yang lebih kecil yang belum terdeteksi, seperti yang ditunjukkan oleh ledakan udara Chelyabinsk dengan sangat jelas pada tahun 2013. Tanpa “sistem peringatan dini” yang cocok dan dikembangkan secara terpisah, PI dan metode pertahanan planet lainnya akan menawarkan perlindungan yang kurang optimal. PI hanyalah salah satu bagian dari teka-teki mendesak ini: Untuk melindungi Bumi dengan benar, kita harus sepenuhnya membuka lebih banyak mata ke langit.

Untuk informasi lebih lanjut: www.deepspace.ucsb.edu/projects/pi-terminal-planetary-defense.

Leave A Reply

Your email address will not be published.