Czy orbita planetoidy mogłaby zostać zmieniona magnesem?

Naukowcy zaprezentowali pomysł na zmianę orbit niebezpiecznych planetoid: przy pomocy statków kosmicznych wyposażonych w magnes. Zalążki tego rodzaju technologii są już testowane.

Kosmiczne zagrożenie dla Ziemi

.Planetoidy lub inne drobne ciała Układu Słonecznego (komety) stanowią potencjalne zagrożenie dla Ziemi i czasami w nią uderzają. Świadczą o tym kratery uderzeniowe rożnych rozmiarów, istniejące na powierzchni naszej planety. Przypuszczalnie zagłada dinozaurów około 66 milionów lat temu mogła być spowodowana skutkami uderzenia kilkunastokilometrowej planetoidy. Z czasów bardziej współczesnych najbardziej znana jest katastrofa tunguska z 1908 roku, która powaliła drzewa na Syberii na obszarze dwóch tysięcy kilometrów kwadratowych. Mogła ją spowodować eksplozja planetoidy o średnicy kilku kilometrów nad powierzchnią Ziemi. A z ostatnich lat znany jest meteoryt Czelabińsk: w 2013 roku w atmosferze w okolicach miasta Czelabińsk w Rosji eksplodowała planetoida o rozmiarze kilkunastu metrów.

Są różne koncepcje tzw. obrony planetarnej, czyli metod obrony przed planetoidami, gdyby któraś miała uderzyć w Ziemię. Autorem analiz pomysłu związanego z magnesami jest Gunther Kletetschka, pracujący na University of Alaska Fairbanks (USA) oraz na Uniwersytecie Karola w Pradze (Czechy). W swojej pracy rozważa możliwości zmiany prędkości orbitalnej planetoidy przy użyciu metody elektromagnetycznej.

Orbita planetoidy zmieniona magnesem

.Do rozważań autor wytypował planetoidę 2024 YR4, której prawdopodobieństwo uderzenia w Księżyc 22 grudnia 2032 roku oceniano na kilka procent (jednak najnowsze obserwacje wykluczyły ryzyko dla 2032 roku). Obiekt ma około 53-67 metrów średnicy i należy do planetoid klasy S, czyli posiadających w swoim składzie krzem i krzemiany. Jest to druga pod względem liczebności grupa planetoid (około 17 proc. populacji). Mają skład podobny do meteorytów zwanych chondrytami, które prawdopodobnie pochodzą od tych właśnie planetoid.

Rozważana jest koncepcja nazwana Non-contact Orbital Velocity Adjustment (NOVA), czyli bezkontaktowy sposób sterowania prędkością orbitalną w celu obrony przed groźnymi planetoidami. Pomysł polega na wykorzystaniu oddziaływania elektromagnetycznego, a dokładniej – podatności magnetycznej minerałów zawierających żelazo, które są obecne w asteroidach klasy S.

Statek kosmiczny NOVA o masie od 1 do 2 ton mógłby posiadać cewkę nadprzewodzącą o średnicy 20 metrów, która wytwarzałaby pole magnetyczne o indukcji 1 tesli. Taka wartość jest dużo większa niż ziemskie pole magnetyczne (20 tysięcy razy), potrafi nawet wyrywać małe metalowe przedmioty z ręki. W medycynie w rezonansie magnetycznym tomografy pracują na poziomie 1,5 lub 3 tesli.

W proponowanej metodzie sonda musiałaby unosić się nad powierzchnią na wysokości na przykład 10 lub 20 metrów. Małe planetoidy, w tym te klasy S, są raczej grawitacyjnie związanymi stertami gruzu, aniżeli litą skałą. Można by więc też rozważać wyciąganie siłą elektromagnetyczną elementów z planetoidy i ich wyrzucanie.

Aby planetoida 2024 YR4, celująca w Księżyc, przeleciała obok niego w odległości 10 tysięcy kilometrów, trzeba by tą metodą zmienić jej prędkość orbitalną o 0,55 milimetra na sekundę na trzy lata przed przewidywanym uderzeniem. 

Zaletami takiego sposobu obrony przed planetoidą jest zachowanie integralności planetoidy niezależnie od jej struktury oraz możliwość dostosowywania oddziaływania w trakcie operacji. Z kolei do wad należy konieczność długotrwałego działania sondy w bardzo bliskiej odległości od planetoidy (co jest trudne i ryzykowne), duże zapotrzebowanie na energię, aby działała cewka nadprzewodząca, a także brak wiedzy z wyprzedzeniem jaka jest podatność planetoidy na takie magnetyczne oddziaływanie.

Opisaną koncepcję przedstawiono podczas konferencji Towarzystwa Księżycowego i Planetarnego w Teksasie w USA.

Zalążki tego rodzaju technologii są już testowane w symulacjach teoretycznych, a nawet w eksperymentach laboratoryjnych. Magnesy mogą być przydatne w kosmosie nie tylko do obrony przed planetoidami, ale na przykład też do dokowania małych satelitów do innych statków kosmicznych.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy” – cały artykuł [LINK]

PAP/eg