Asteroid 951 Gaspra diambil oleh kapal angkasa Galileo. Kredit gambar: NASA / JPL. Klik untuk membesarkan.
Dengarkan temu ramah: Gravity Tractor Beam (4.8 MB)
Atau melanggan Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Berurusan dengan asteroid yang akan melanda Bumi, sekarang seperti yang saya faham, anda perlu mencari kru pelombong minyak berkualiti tinggi. Dan anda perlu meletakkannya di Space Shuttle dan menghantarnya dengan sekumpulan bom nuklear ke asteroid untuk meletupkannya. Sekarang anda memberitahu saya bahawa mungkin ini bukan cara terbaik?
Dr. Love: Baiklah, ini bergantung pada apa tujuan anda. Sekiranya matlamat anda adalah untuk membuat filem yang akan menghasilkan banyak wang, maka liarlah; itulah cara yang betul untuk melakukannya. Sekiranya tujuan anda benar-benar mencegah kesan terhadap Bumi, kami berharap mungkin ada kaedah yang lebih mudah untuk menangani perkara ini.
Fraser: Baiklah, jadi kaedah apa yang lebih mudah yang anda cadangkan?
Cinta: Nah, kaedah yang kami sarankan adalah menghantar kapal angkasa yang agak besar dan berat - tidak begitu besar dan berat sehingga kita tidak dapat membayangkannya - ke asteroid, dan bukannya cuba meletupkan asteroid, atau mendarat di atasnya dan tolak perkara itu (kedua-dua idea itu telah dicadangkan, tetapi mereka mempunyai beberapa kesulitan), kami mencadangkan anda meletakkan kapal angkasa di sebelahnya dan membiarkannya melayang di sana. Dan jika anda membiarkannya melayang di sana selama setahun, secara bertahap, tarikan graviti kecil antara asteroid dan kapal angkasa akan menarik asteroid ke arah kapal angkasa. Kapal angkasa itu melayang dalam jarak yang tetap dari asteroid, dan apa maksudnya adalah bahawa secara bertahap menarik asteroid secara beransur-ansur menggunakan graviti sebagai garis penarik. Dan jika anda dapat memberi amaran yang cukup pada asteroid anda - jika anda tahu ia akan datang 20 tahun atau lebih sebelum ia melanda - maka anda boleh mendapatkan kapal angkasa di luar sana dan menariknya sekitar satu tahun, anda dapat menariknya cukup sehingga daripada memukul Bumi, ia akan merindui Bumi.
Fraser: Sekarang semua media, dan semua filem bencana itu berputar di sekitar beberapa ahli astronomi yang melihat asteroid berbahaya tiga bulan sebelum ia melanda. Nampaknya penyelesaian anda lebih banyak dalam lingkungan 20 tahun. Adakah anda fikir itu adalah senario yang lebih realistik sekarang ini?
Cinta: Sukar untuk diketahui. Kami belum menemui semua asteroid yang berpotensi melanda Bumi. Kami mempunyai banyak orang yang sibuk menangani masalah itu; terdapat carian yang dilakukan setiap malam. Saya rasa banyak di antaranya adalah automatik, dan bukan seorang lelaki yang kesepian di puncak gunung dengan mata lensa teleskop di sana. Dan mungkin esok kita dapat menyedari bahawa ada sesuatu yang akan datang yang boleh menimpa kita yang tidak kita ketahui dan mungkin tiga bulan lagi dari mempengaruhi Bumi. Itu pasti akan menjadi malang. Tetapi pada masa akan datang kita mungkin mengetahui semua perkara ini; tahu semua orbitnya, dan kita dapat meramalkan hit jauh sebelum ia menyerang kita. Dan itulah senario yang dapat ditangani oleh penyelesaian kami.
Fraser: Dan berapa ukuran asteroid yang dapat anda atasi?
Cinta: Berukuran beberapa ratus meter. Jadi ukuran stadium bola sepak atau pusat konvensyen.
Fraser: Dan seperti apa kapal angkasa itu sendiri? Apakah jenis komponen yang terdapat di dalamnya?
Cinta: Ketika kami mendapat idea untuk kertas kecil kami, kami menarik reka bentuk kapal angkasa pada dasarnya dari rak. Ini adalah projek Prometheus NASA, di mana mereka akan menghantar kapal angkasa berkuasa nuklear besar untuk mengorbit bulan Musytari Europa, dan melakukan banyak sains menarik di sana. Ia adalah kapal angkasa 20 tan dengan alat pendorong elektrik, iaitu menggunakan tenaga elektrik untuk memanaskan gas ke suhu yang sangat tinggi dan menyemprotkannya ke belakang. Anda mendapat ekonomi bahan bakar yang luar biasa; banyak kemampuan untuk menggerakkan kapal angkasa dengan sejumlah kecil bahan bakar, tetapi daya tarikannya sangat rendah. Anda hanya boleh mendapat kekuatan baru, atau seperlima pound. Oleh itu, anda mempunyai tenaga elektrik yang besar, kapal angkasa bertenaga nuklear - ini mungkin akan menjadi perkara kurus yang panjang, kerana anda memerlukan banyak radiator untuk menolak sisa haba dari reaktor nuklear. Ini akan mempunyai satu set pendorong, tangki bahan bakar, dan beberapa komponen panduan dan navigasi. Bergantung pada cara anda memasang kapal angkasa ini, kami memutuskan bahawa jika anda meletakkan reaktor yang berat, dan tangki bahan bakar, yang berat, hampir ke asteroid - tergantung dari pendorong - maka anda akan mendapat lebih banyak jisim dekat dengan asteroid, dan itu meningkatkan tarikan graviti anda kerana tarikan graviti menurun dengan cepat apabila anda meningkatkan jarak antara dua jisim. Dan ini juga membantu menstabilkan kapal angkasa anda dan hanya membantu anda di sekitar jika anda meletakkan komponen berat anda digantung oleh asteroid dengan pendorong di bahagian atas.
Fraser: Oh, saya lihat, hampir mungkin jika anda mempunyai bola di hujung tali, tergantung dengan bahagian berat - reaktor dan semua bahan bakar - tergantung sedekat mungkin dengan asteroid, sementara semua pendorong lebih jauh ke atas tali yang menariknya.
Cinta: Betul. Sudah tentu anda perlu mengeluarkan pendorong anda supaya kemasukan gas panas yang keluar dari mereka tidak menyentuh asteroid. Tidak ada gunanya untuk menarik asteroid mendekati anda dengan graviti dan pada masa yang sama anda mendorongnya dengan bulu dorong anda. Oleh itu, anda memerlukannya ke luar sehingga bulu roma kehilangan asteroid dan itu akan membantu meningkatkan daya penarik anda.
Fraser: Sekarang adakah anda mempunyai sasaran yang anda fikir mungkin menjadi mangsa strategi pergerakan seperti ini?
Cinta: Kami semacam mengembangkan idea sebagai idea generik, dan terbang ke mana sahaja. Namun, ada Asteroid 99942 Apophis yang seharusnya membuat jarak dekat Bumi yang saya kira pada tahun 2029. Dan jika asteroid itu berlaku melewati titik yang tepat di angkasa ketika melewati Bumi, ia berpeluang untuk kembali dalam 7-8 tahun dan memukul kami, yang akan menjadi buruk. Dan asteroid adalah sasaran yang sangat baik untuk misi seperti ini. Sekiranya kita dapat melakukannya sebelum flyby Bumi pertama, itu akan menyusunnya untuk kesan kali kedua. Dan alasan untuk itu adalah bahawa flybys ini melengkapkan jalan asteroid sehingga perubahan kecil kecil dalam arah penerbangan sebelum flyby memberikan perubahan besar dalam arah penerbangan setelah flyby. Jadi ia seperti tangkapan bank di kolam. Kesalahan kecil di bahagian pertama, setelah bangkit, kesalahan itu berlipat kali ganda. Oleh itu, anda boleh menggunakan traktor graviti yang tidak bertenaga nuklear dan tidak berat 20 tan. Anda boleh menggunakan traktor graviti 1 tan, yang digerakkan oleh bahan kimia untuk menarik asteroid ini sedikit demi sedikit sebelum Bumi terbang sehingga asteroid tidak akan sampai ke tempat yang berhampiran dengan kita.
Fraser: Saya lihat, jika anda mempunyai asteroid yang menghampiri kami selama 20 tahun, anda boleh menggerakkan traktor berkuasa enjin ion besar anda. Berapa lama anda perlu menghabiskannya di sebelah asteroid?
Cinta: Lebih kurang setahun.
Fraser: Tetapi jika hendak melakukan flyby, anda boleh memberikannya perubahan yang sangat kecil dan masih akan mengeluarkannya dari orbit buruk dan memasuki orbit yang baik.
Love: Betul, anda akan menggunakan flyby of the Earth untuk melipatgandakan kesan kecil yang anda letakkan di asteroid dengan kapal angkasa anda sebelum flyby. Dan selepas flyby, kesannya jauh lebih besar.
Fraser: Jadi, apakah tahap cadangan anda sekarang? Apa masa depan untuknya sekarang?
Cinta: Baiklah untuk mengetahui. Sekarang kami telah membuat cadangan, kami mendapat idea di luar sana, dan orang membicarakannya. Pengarang bersama saya, Ed Lu dan saya telah menulis banyak makalah ilmiah untuk penerbitan, dan tidak ada yang mendapat perhatian sepersepuluh daripada yang ini. Oleh itu, idea ada di luar sana, dan kita akan melihat apa yang berlaku. Saya rasa perbahasan akan menjadi lebih jelas sekiranya kita benar-benar menemui asteroid yang berada di jalan perlanggaran dengan Bumi. Maka kita mesti benar-benar berkumpul dan memutuskan apa yang akan kita lakukan mengenainya.
Fraser: Baik itu yang menjadi perhatian saya dengan keseluruhan proses melindungi Bumi daripada asteroid. Terdapat banyak ketidakpastian dalam meramalkan kapan dan di mana asteroid akan dilanda. Semakin baik anda dapat menandakan orbit, semakin baik anda dapat mengetahui apakah itu akan menjadi risiko. Dalam banyak kes, jika anda memperolehnya yang berusia 30 tahun, pembuat keputusan dan penggubal undang-undang mungkin berkata: baiklah, mari kita tunggu sehingga kita tahu lebih baik. Namun, semakin banyak yang anda ketahui dengan lebih baik, semakin sedikit peluang anda mengubah orbitnya.
Cinta: Ya, itu selalu berlaku, dan sifat manusia banyak mempengaruhi ini. Tidak ada yang mengalami serangan asteroid, jadi sukar untuk membandingkannya dengan perkara yang kita alami, seperti tsunami dan taufan untuk mengambil beberapa contoh baru-baru ini. Perkara-perkara yang kita ketahui dan alami sepanjang hayat seseorang selalu lebih mudah untuk dilihat dan difahami. Dan untuk membuat orang memperhatikan sesuatu yang nampaknya bersifat esoterik dan fiksyen ilmiah; adakah ini nyata, atau adakah orang hanya membuatnya? Saya tidak tahu penyelesaian yang baik untuk itu, tetapi hakikat bahawa orang bercakap mengenai idea dan memikirkannya - dan bukan hanya di kalangan akademik yang tinggi - di seluruh dunia, saya fikir ia adalah petanda yang baik. Paling tidak kita memikirkan masalah dan bagaimana menyelesaikannya.
