가까운 미래에 지구가 큰 소행성과 충돌하여 위협을 받는다면 인류는 우주 재앙을 어떻게 막을 수 있습니까? Acta Astronautica 저널에 발표된 새로운 연구에서 과학자들은 몇 가지 방법을 제안했으며 어떤 방법이 가장 좋은지 알려줄 알고리즘을 고안했습니다.
소행성이 지구에 미칠 수 있는 위험은 현실 그 이상입니다. 따라서 2029년 4월에는 300미터 소행성 아포피스가 지구에 접근합니다. 그것은 행성과 충돌하지 않지만 정지 위성의 궤도를 횡단합니다. 즉, 지구에 매우 가깝게 지날 것입니다. 2036년에는 Apophis와의 새로운 화해가 예상됩니다. 오늘날 전문가들은 한동안 그러한 가능성을 배제하지 않았지만 거대한 천체의 붕괴로 끝나지 않을 것이라고 믿어집니다.
이 시설은 2004년에 문을 열었습니다. 설명은 매우 간단합니다. 소행성은 관찰하기 어렵습니다. 우주 표준에 따르면 그들은 작고 또한 일반적으로 햇빛을 잘 반사하지 않습니다. 따라서 지구를 위협하는 천체에 대해 설명하려는 천문학자의 모든 노력에도 불구하고 언제든지 새로운 불쾌한 놀라움이 예상될 수 있습니다.
또한 특정 물체가 위험한지 여부를 이해하는 것이 항상 쉬운 것은 아닙니다. 소행성은 다음 접근에서 공격하지 않을 수 있지만 중력 열쇠 구멍에 떨어질 수 있습니다. 이것은 우리 행성의 중력이 손님의 궤적을 너무 많이 바꾸어 다음 랑데부에서 충돌로 이어지는 작은 공간 영역입니다.
"열쇠 구멍은 문과 같습니다. 일단 열리면 소행성이 지구에 충분히 빠르고 높은 확률로 충돌할 것입니다."라고 기사의 첫 번째 저자인 매사추세츠 공과대학의 백성 씨가 설명합니다.
아포피스를 둘러싼 불확실성은 천문학자들이 그가 2029년에 그런 열쇠 구멍에 빠져 2036년에 재앙을 초래할지 여부를 파악하는 데 어려움을 겪었다는 사실에서 비롯되었습니다. 게다가 대부분의 잠재적으로 위험한 물체의 경우 이러한 "사망 지점"의 위치를 알 수 없습니다.
잠시 후 큰 소행성이 우리 행성과 충돌할 것이 분명해지면 인류는 어떻게 할 것입니까? NASA가 2007년 미국 의회에 제출한 보고서에서 최선의 선택은 핵폭발로 천체를 파괴하는 것이라고 선언했습니다. 그러나이 경우 "외계인"의 파편 우박이 여전히 지구에 떨어질 것입니다. 그것들이 충분히 작으면 대부분 대기에서 타버릴 것입니다. 그럼에도 불구하고 그러한 폭발의 결과가 무엇인지, 대기에서 타지 않은 부품이 어디로 떨어질지 아무도 확실히 예측할 수 없기 때문에 많은 전문가들이 이 시나리오를 비판합니다.
Peck과 그의 동료들은 다른 옵션을 고려하고 있었습니다. 그들은 포탄의 원리에 따라 무겁고 빠른 발사체로 소행성을 명중할 것을 제안합니다. 그러한 "차기"는 물체를 위험한 경로에서 밀어낼 것이라고 가정합니다.
"기본 물리학 원리는 당구 게임과 같습니다."라고 Peck은 말합니다.
그러나 그러한 임무가 성공하기 위해서는 "천석"의 질량, 속도, 궤적 및 구성 암석의 강도를 가능한 한 정확하게 알아야합니다. 이와 관련하여 먼저 천체를 연구할 연구 프로브를 시작하고 나서야 적극적인 활동을 진행하는 것이 유용할 수 있습니다.
시간이 허락한다면 전문가들에 따르면 일종의 드레스 리허설을 개최할 가치가 있다고 합니다. "정찰" 탐사선이 필요한 모든 데이터를 수집하고 과학자들이 발사체의 요구되는 특성을 계산한 후에는 더 작은 버전의 발사체를 발사해야 합니다.작은 코어는 전문가가 예상대로 정확하게 자극에 반응하는지 확인할 수 있도록 물체의 궤도를 약간 변경해야 합니다. 그 후 지구를 구하기 위한 작전을 시작할 수 있습니다.
세 가지 시나리오 중 어떤 것을 선호합니까? 침입자를 즉시 공격하거나, 먼저 그를 향해 연구 탐사선을 발사하거나, 탐사선과 소형 발사체를 모두 발사하는 것입니다. 과학자들은 연구에서 인류에게 그러한 결정을 내리기 위한 도구를 제공합니다.
그들의 프로그램은 최적의 전략을 선택하기 위해 수학적 통계 및 유전 알고리즘의 방법을 사용합니다. 이에 대한 입력 데이터는 소행성의 알려진 매개변수(질량, 속도 등), 열쇠 구멍의 위치, 최대 1시간 X의 시간 여유 및 이러한 모든 양이 측정된 정확도입니다..
저자는 그들의 방법론이 초기 데이터의 오류를 고려한다고 강조합니다. 왜냐하면 임무의 성공 가능성은 궁극적으로 그들에 달려 있기 때문입니다. 과학자들은 지금까지 이 부분이 전문가들의 관심을 받지 못했다고 말합니다.
동시에 Peck과 동료들은 소행성이 열쇠 구멍을 통과하고 지구와의 충돌 경로를 설정하기 전에 영향을 미칠 필요가 있다고 믿습니다. 이것이 그들의 접근 방식이 "죽음의 지점"을 통과한 후 행성을 구하기 위해 제안된 대부분의 시나리오와 다른 점입니다.
저자는 Apophis와 Bennu에 대한 데이터에 대한 방법을 테스트했습니다. 그들은 열쇠 구멍의 위치가 알려진 몇 안 되는 소행성 중 하나입니다.
계산에 따르면 Apophis가 열쇠 구멍에 들어가기까지 5년 이상이 남은 경우 두 번의 예비 발사 시나리오가 최적입니다. X시까지가 2년에서 5년이면 궤도 변경을 리허설할 시간은 없지만 연구용 탐사선을 보내는 것이 더 낫습니다. Apophis가 향후 2년 안에 열쇠 구멍에 들어가면 즉시 "포탄"을 보내고 모든 것이 잘 되기를 바랍니다. 그가 내년에 "죽음의 지점"을 통과하면 충격 프로브조차도 그에게 도달 할 시간이 없습니다. 그런 다음 충돌 과정을 거친 후 위험한 블록을 공격해야 합니다.
Bennu의 경우 모든 것이 거의 동일하지만 OSIRIS-REx 탐사선이 현재 그의 궤도에서 작동하고 있기 때문에 그에 대한 훨씬 더 많은 데이터가 있습니다.
앞으로 저자는 다른 방어 시나리오를 평가하기 위해 방법론을 적용할 것입니다. 예를 들어, 하나의 큰 충돌 탐사선이 아니라 여러 개의 작은 충돌 탐사선으로 소행성에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 이미 궤도에 있는 위성을 사용해 볼 수도 있습니다.