هر چند وقت یکبار، خبری درباره سیارکی منتشر میشود که قرار است از نزدیکی زمین عبور کند؛ خبری که معمولاً با عبارتهایی مثل «قاتل شهر»، «برخورد آخرالزمانی» یا «قدرت چندین بمب اتم» همراه میشود.
بیشتر این تیترها ترسناکتر از واقعیتاند.
اما بعضی سیارکها واقعاً آنقدر مهم هستند که ناسا و سایر آژانسهای فضایی سالها مسیرشان را دنبال میکنند، مأموریت به سمتشان میفرستند و مدلهای مداری بسیار دقیقی برای آیندهشان میسازند.
یکی از معروفترین آنها بنو (Bennu) است؛ سیارکی نزدیک به زمین که احتمال برخوردش با سیاره ما بسیار کم است، اما صفر نیست.
تاریخی که بیش از همه توجه دانشمندان را جلب کرده، ۲۴ سپتامبر ۲۱۸۲ است.
این به آن معنا نیست که ناسا پیشبینی کرده بنو در آن روز حتماً با زمین برخورد میکند. برعکس، احتمال چنین اتفاقی بسیار پایین است.
اما خود این واقعیت که میتوانیم بیش از ۱۵۰ سال زودتر چنین احتمالی را محاسبه کنیم، شاید از خود خطر جذابتر باشد.
داستان بنو در واقع داستان جدیدی درباره دفاع سیارهای است: اینکه چگونه انسان از موجودی که فقط میتوانست منتظر برخورد سیارکها بماند، به تمدنی تبدیل شده که شاید روزی بتواند مسیر آنها را تغییر دهد.
بنو چیست؟
بنو یک سیارک نزدیک به زمین است که مدارش آن را در مقاطعی به نزدیکی سیاره ما میآورد.
این جرم آسمانی تقریباً ۵۰۰ متر قطر دارد و بهدلیل ویژگیهای مداریاش سالهاست یکی از اجرام مهم برای مطالعات دفاع سیارهای محسوب میشود.
اما اهمیت بنو فقط به خطر احتمالی آن محدود نیست.
سیارکها بقایایی از مراحل اولیه شکلگیری منظومه شمسیاند. مطالعه مواد موجود در آنها میتواند سرنخهایی درباره شرایط میلیاردها سال پیش در اختیار دانشمندان قرار دهد.
به همین دلیل، ناسا مأموریت OSIRIS-REx را برای مطالعه بنو طراحی کرد.
فضاپیما در سال ۲۰۱۶ پرتاب شد، در سال ۲۰۱۸ به بنو رسید و در اکتبر ۲۰۲۰ نمونههایی از سطح آن جمعآوری کرد. کپسول حاوی این نمونهها سرانجام در سپتامبر ۲۰۲۳ به زمین بازگشت.
این مأموریت برخلاف چیزی که گاهی در روایتهای خبری دیده میشود، برای «نابود کردن بنو» یا آزمایش مستقیم انحراف آن طراحی نشده بود.
هدف اصلی، نمونهبرداری و شناخت بهتر ترکیب، ساختار و مدار این سیارک بود.
همین دادهها البته به دانشمندان کمک کردند یکی از دقیقترین پیشبینیهای موجود درباره مسیر آینده بنو را انجام دهند.
آیا بنو در سال ۲۱۸۲ با زمین برخورد میکند؟
پاسخ کوتاه این است:
به احتمال بسیار زیاد، نه.
بر اساس محاسبات ناسا، احتمال کلی برخورد بنو با زمین تا سال ۲۳۰۰ تقریباً یک در ۱۷۵۰ است؛ یعنی حدود ۰٫۰۵۷ درصد.
در میان تمام تاریخهای بررسیشده، ۲۴ سپتامبر ۲۱۸۲ بیشترین احتمال را دارد. احتمال برخورد در همان روز حدود یک در ۲۷۰۰ یا حدود ۰٫۰۳۷ درصد محاسبه شده است.
به زبان دیگر، حتی در حساسترین تاریخ شناختهشده نیز احتمال اینکه بنو به زمین برخورد نکند بسیار بیشتر است.
بنابراین عبارتهایی مانند «ناسا تاریخ برخورد بنو با زمین را اعلام کرد» دقیق نیستند.
ناسا یک سناریوی احتمالی را شناسایی کرده است، نه یک برخورد قطعی را.
این تفاوت کوچک در جمله، از نظر علمی بسیار مهم است.
چرا نمیتوانیم همین حالا مسیر بنو را با قطعیت پیشبینی کنیم؟
ممکن است عجیب به نظر برسد که بتوانیم یک سیارک را با دقت بسیار بالایی دنبال کنیم اما باز هم ندانیم ۱۵۰ سال دیگر دقیقاً کجا خواهد بود.
دلیل اصلی این است که مدار اجرام آسمانی در بازههای زمانی طولانی تحت تأثیر عوامل متعددی قرار میگیرد.
گرانش سیارات، عبورهای نزدیک، تابش خورشید و حتی ویژگیهای سطح سیارک میتوانند بهمرور مسیر آن را اندکی تغییر دهند.
در سال ۲۱۳۵، بنو عبور نزدیکی از کنار زمین خواهد داشت.
این عبور خطری برای زمین ایجاد نمیکند، اما گرانش زمین میتواند مسیر آینده سیارک را تغییر دهد.
دانشمندان باید بدانند بنو دقیقاً از کدام بخش فضا عبور خواهد کرد تا بفهمند بعد از آن چه مداری خواهد داشت.
در چنین محاسباتی، حتی تفاوتهای بسیار کوچک در موقعیت امروز میتوانند پس از چند دهه به اختلافهای بزرگتری تبدیل شوند.
به همین دلیل، هر اندازه بتوانیم مدار فعلی بنو را دقیقتر اندازهگیری کنیم، پیشبینی آینده آن نیز قابلاعتمادتر میشود.
چرا ناسا تا خود سیارک رفت؟
رصدهای زمینی اطلاعات زیادی درباره مدار یک سیارک ارائه میکنند، اما حضور فضاپیما در نزدیکی آن امکان اندازهگیری بسیار دقیقتری را فراهم میکند.
OSIRIS-REx چند سال در نزدیکی بنو فعالیت کرد و دادههایی درباره شکل، جرم، چرخش و ویژگیهای سطحی آن جمعآوری کرد.
این اطلاعات به دانشمندان کمک کرد عدم قطعیتهای موجود در مدل مداری بنو را بهطور قابلتوجهی کاهش دهند.
در واقع، مطالعه بنو فقط درباره یک سیارک نبود.
هر داده تازهای که درباره رفتار چنین اجرامی به دست میآید، مدلهای دفاع سیارهای را برای سایر سیارکها نیز بهتر میکند.
اگر بنو واقعاً با زمین برخورد کند چه میشود؟
بنو سیارکی در اندازهای نیست که مانند جرمی که حدود ۶۶ میلیون سال پیش به زمین برخورد کرد باعث انقراض جهانی شود.
اما برخورد جرمی با ابعاد بنو همچنان میتواند فاجعهای بسیار بزرگ ایجاد کند.
اثر دقیق برخورد به عواملی مانند این موارد بستگی دارد:
- سرعت برخورد؛
- زاویه ورود؛
- محل برخورد؛
- ترکیب سیارک؛
- و اینکه برخورد در خشکی یا اقیانوس اتفاق بیفتد.
به همین دلیل، تبدیل قدرت برخورد یک سیارک به «تعداد بمب اتمی» بیشتر یک ابزار رسانهای برای قابلفهم کردن انرژی آن است تا توصیفی کامل از پیامدهای واقعی.
سیارکها میتوانند با سرعتهای بسیار بالا وارد جو شوند و حجم عظیمی از انرژی جنبشی را در مدت کوتاهی آزاد کنند.
تاریخ زمین نیز آثار برخوردهای بسیار قدرتمند را حفظ کرده است.
دهانه بارینگر؛ یادگاری از یک برخورد واقعی
یکی از نمونههای شناختهشده، دهانه بارینگر در آریزونای آمریکا است.
جرمی که این دهانه را حدود ۵۰ هزار سال پیش ایجاد کرد، از بنو بسیار کوچکتر بود.
با این حال، سرعت زیاد آن باعث شد دهانهای عظیم در سطح زمین شکل بگیرد.
همین مثال نشان میدهد که حتی اجرام نسبتاً کوچک نیز در صورت برخورد با سرعت کیهانی میتوانند خسارتی بسیار بیشتر از آنچه اندازه ظاهریشان القا میکند ایجاد کنند. مقاله اصلی نیز از دهانه بارینگر برای توضیح همین موضوع استفاده میکند.
اما نکته مهم این است که امروز برخلاف ۵۰ هزار سال پیش، یک تفاوت اساسی وجود دارد:
ما آسمان را رصد میکنیم.
چرا پیدا کردن سیارکها مهمتر از منفجر کردن آنهاست؟
در فیلمهای هالیوودی، دفاع سیارهای معمولاً زمانی آغاز میشود که یک سیارک در مسیر زمین قرار گرفته و چند هفته بیشتر تا برخورد باقی نمانده است.
در دنیای واقعی، اگر چنین چیزی رخ دهد، احتمالاً برای بسیاری از راهکارها بسیار دیر شده است.
دفاع سیارهای بیشتر از آنکه به «قدرت» وابسته باشد، به زمان وابسته است.
اگر یک سیارک خطرناک دههها پیش از برخورد شناسایی شود، لازم نیست آن را منفجر کنیم.
گاهی تغییر بسیار کوچک سرعت یا مسیر میتواند کافی باشد.
اگر این تغییر سالها قبل اعمال شود، اختلاف کوچک بهمرور بزرگتر میشود و سیارک هنگام رسیدن به مدار زمین، از کنار سیاره عبور خواهد کرد.
ناسا نیز تأکید کرده که برخورد سیارکها از معدود بلایای طبیعی است که در صورت شناسایی زودهنگام، بالقوه میتوان از آن جلوگیری کرد.
مأموریت DART؛ اولین آزمایش واقعی دفاع سیارهای
برای سالها، ایده تغییر مسیر یک سیارک بیشتر در حد مدل و شبیهسازی بود.
تا اینکه ناسا مأموریت DART را اجرا کرد.
فضاپیمای DART در سال ۲۰۲۲ عمداً با دیمورفوس (Dimorphos)، قمر کوچک سیارک دیدیموس، برخورد کرد.
هدف نابود کردن این جرم نبود.
دانشمندان میخواستند ببینند آیا برخورد یک فضاپیمای نسبتاً کوچک میتواند مدار یک جرم آسمانی را تغییر دهد یا نه.
نتیجه موفقیتآمیز بود.
پیش از برخورد، دیمورفوس تقریباً هر ۱۱ ساعت و ۵۵ دقیقه یک بار به دور دیدیموس میچرخید. پس از برخورد DART، این زمان حدود ۳۲ دقیقه کوتاهتر شد.
برای اولین بار در تاریخ، انسان عمداً حرکت یک جرم آسمانی را تغییر داده بود.
این اتفاق اهمیت زیادی داشت.
ما هنوز سامانهای آماده برای مقابله با هر نوع سیارک خطرناک نداریم، اما دستکم نشان دادهایم یکی از روشهای اصلی دفاع سیارهای میتواند در عمل کار کند.
DART و بنو دو مأموریت متفاوتاند
یکی از اشتباهات مقاله اصلی، نزدیک کردن دو داستان متفاوت به یکدیگر است.
OSIRIS-REx به بنو رفت تا آن را مطالعه و از آن نمونهبرداری کند.
DART به دیمورفوس برخورد کرد تا فناوری انحراف سیارک را آزمایش کند.
ناسا تاکنون مأموریتی برای انحراف بنو اجرا نکرده است، زیرا در شرایط فعلی چنین اقدامی ضرورتی ندارد.
احتمال برخورد بنو آنقدر پایین و زمان احتمالی آن آنقدر دور است که مهمترین کار امروز، ادامه رصد و بهبود پیشبینیهاست.
دفاع سیارهای به معنای شلیک فوری به هر جرم نزدیک زمین نیست.
در بسیاری از موارد، مهمترین ابزار ما فعلاً تلسکوپ، محاسبه و زمان است.
بزرگترین ضعف دفاع سیارهای چیست؟
ما فقط میتوانیم با خطری مقابله کنیم که از وجودش خبر داشته باشیم.
فضا بسیار بزرگ است و اجرام کوچکتر میتوانند دشوارتر شناسایی شوند.
بعضی سیارکها ممکن است از جهتهایی به زمین نزدیک شوند که رصد آنها از روی زمین سختتر است.
به همین دلیل، کشف زودهنگام اجرام نزدیک زمین یکی از مهمترین بخشهای دفاع سیارهای است.
مقاله اصلی نیز به همین نگرانی اشاره میکند: ممکن است اجرامی تا مدت کوتاهی پیش از عبور نزدیک، شناسایی نشوند.
اما تصویر کلی نباید این باشد که «ناسا تقریباً هیچ چیز را نمیبیند».
برنامههای مختلف در سراسر جهان بهطور پیوسته آسمان را پایش میکنند و فهرست اجرام نزدیک زمین دائماً در حال تکمیل است.
با این حال، کامل شدن این نقشه هنوز یکی از چالشهای مهم علوم سیارهای است.
چرا زمان واکنش میتواند سالها باشد؟
فرض کنید سیارکی کشف شود که واقعاً احتمال بالایی برای برخورد با زمین دارد.
از همان لحظه نمیتوان یک موشک به سمت آن پرتاب کرد.
ابتدا باید مدارش با اطمینان بالا مشخص شود.
سپس باید اندازه، جرم و ساختارش بررسی شود.
بعد باید تصمیم بگیریم چه روشی برای تغییر مسیر مناسب است.
فضاپیما باید طراحی، ساخته، آزمایش و پرتاب شود و شاید سالها در فضا سفر کند تا به هدف برسد.
به همین دلیل، فاصله زمانی میان کشف و برخورد اهمیت حیاتی دارد.
یک هشدار ۳۰ساله ممکن است فرصت خوبی برای طراحی عملیات دفاعی فراهم کند.
هشدار سهماهه وضعیت کاملاً متفاوتی ایجاد میکند.
در دفاع سیارهای، چند سال زمان ممکن است از هر فناوری قدرتمندی باارزشتر باشد.
آیا باید از بنو بترسیم؟
نه به معنایی که بسیاری از تیترها القا میکنند.
بنو یک تهدید قطعی برای نسل حاضر یا حتی چند نسل آینده نیست.
طبق اطلاعات فعلی ناسا، احتمال برخورد آن بسیار پایین است و تا میانه قرن بیستودوم تهدیدی برای زمین ایجاد نمیکند.
اما بنو اهمیت دیگری دارد.
این سیارک مانند یک آزمایشگاه طبیعی به ما اجازه میدهد یاد بگیریم چگونه:
- مدار اجرام را دقیقتر محاسبه کنیم؛
- اثر نیروهای بسیار کوچک را در بلندمدت بفهمیم؛
- روی یک سیارک فرود بیاییم؛
- نمونه جمعآوری کنیم؛
- و برای روزی آماده شویم که شاید جرم دیگری واقعاً در مسیر برخورد باشد.
از این زاویه، بنو کمتر یک «هیولای فضایی» و بیشتر یک هشدار آموزشی است.
خطر واقعی: سیارکی که هنوز نمیشناسیم
اگر روزی یک سیارک واقعاً تهدید بزرگی برای زمین باشد، ممکن است نامش بنو نباشد.
ممکن است جرمی باشد که هنوز کشف نشده است.
به همین دلیل، بخش بزرگی از دفاع سیارهای صرف پیدا کردن و فهرست کردن اجرام نزدیک زمین میشود.
هر جرم جدیدی که کشف میشود، مدتی تحت بررسی قرار میگیرد. مدار آن با مشاهدات بیشتر اصلاح میشود و در بسیاری از موارد، احتمال برخوردی که در ابتدا مطرح شده بود بهتدریج کاهش مییابد یا کاملاً حذف میشود.
خبر اولیه معمولاً جذابتر است:
«سیارکی ممکن است با زمین برخورد کند.»
خبر چند ماه بعد کمتر دیده میشود:
«با مشاهدات بیشتر، احتمال برخورد تقریباً از بین رفت.»
همین سازوکار باعث شده اخبار سیارکها گاهی ترسناکتر از واقعیت به نظر برسند.
چرا سیارکها هنوز ارزش نگرانی دارند؟
کم بودن احتمال یک حادثه الزاماً به معنای بیاهمیت بودن آن نیست.
وقتی پیامد بالقوه بسیار بزرگ باشد، حتی احتمالهای پایین نیز ارزش مطالعه دارند.
ما برای بسیاری از اتفاقات کماحتمال آماده میشویم:
- آتشسوزی؛
- زلزله؛
- شکست زیرساختها؛
- یا بحرانهای صنعتی.
دفاع سیارهای نیز در همین منطق قرار میگیرد.
احتمال برخورد یک سیارک بزرگ در هر سال بسیار پایین است، اما پیامد احتمالی میتواند بسیار شدید باشد.
مزیت بزرگ این بحران نسبت به بسیاری از بلایای طبیعی این است که اگر بهاندازه کافی زود متوجه شویم، شاید بتوانیم جلوی آن را بگیریم.
انسان برای اولین بار میتواند در برابر آسمان کاری انجام دهد
برای تقریباً تمام تاریخ بشر، برخورد یک سیارک چیزی بود که هیچ تمدنی نمیتوانست در برابرش کاری انجام دهد.
اگر جرمی در مسیر زمین قرار میگرفت، تنها گزینه انتظار بود.
این وضعیت در حال تغییر است.
ما اکنون میتوانیم:
- اجرام نزدیک زمین را شناسایی کنیم؛
- مدارشان را دههها و حتی قرنها جلوتر محاسبه کنیم؛
- فضاپیما روی آنها بنشانیم؛
- نمونهشان را به زمین بیاوریم؛
- و حتی با برخورد کنترلشده، مسیر یک جرم آسمانی را تغییر دهیم.
این توانایی هنوز در ابتدای راه است.
اما از دید تاریخی، اتفاق بسیار بزرگی رخ داده است.
یک گونه زیستی روی یک سیاره کوچک، اکنون در حال ساخت ابزارهایی است که شاید روزی بتوانند مانع برخورد یک جرم آسمانی با خانهاش شوند.
جمعبندی؛ ۲۴ سپتامبر ۲۱۸۲ یک «تاریخ برخورد» نیست
بنو نمونه خوبی از تفاوت میان یک خبر ترسناک و واقعیت علمی است.
بله، دانشمندان تاریخی را شناسایی کردهاند که در میان سناریوهای محاسبهشده بیشترین احتمال برخورد را دارد:
۲۴ سپتامبر ۲۱۸۲.
اما احتمال برخورد در آن روز تنها حدود یک در ۲۷۰۰ است.
پس این تاریخ را نباید بهعنوان روزی قطعی برای برخورد بنو با زمین تصور کرد.
اهمیت واقعی بنو در چیز دیگری است.
این سیارک به دانشمندان اجازه داده مسیر یک جرم نزدیک زمین را با دقتی بیسابقه بررسی کنند. مأموریت OSIRIS-REx نمونه واقعی آن را به زمین آورده و تجربه DART نیز نشان داده که انسان در شرایط مناسب میتواند مسیر یک جرم آسمانی را تغییر دهد.
بنابراین داستان بنو در نهایت داستان یک فاجعه پیشبینیشده نیست.
داستان شکلگیری علمی است که تا چند دهه پیش تقریباً وجود نداشت:
دفاع سیارهای.
شاید هیچگاه لازم نباشد مسیر بنو را تغییر دهیم.
اما روزی ممکن است سیارک دیگری پیدا شود که احتمال برخوردش بسیار بیشتر باشد.
و اگر آن روز برسد، مهمترین چیز نه تعداد بمبهای اتمی معادل انرژی آن، بلکه یک عامل بسیار ساده خواهد بود:
اینکه چقدر زود آن را دیدهایم.
