¿Cuál es nuestra capacidad de defensa planetaria contra un objeto que destruye la vida en la Tierra?

Primero, una pequeña digresión sobre los cometas : la coma o "pelo" (esa es la traducción griega clásica literal) del cometa es realmente muy, muy larga, pero también es increíblemente enrarecida (no densa). Más importante aún, todo el material en coma está siendo expulsado del cometa por el viento solar; no es como si el cometa nos golpeara, seguido por todo el material de la cola. El núcleo o núcleo del cometa tiene generalmente unas pocas decenas de kilómetros de diámetro.

Más concretamente, lo que importa no es tanto el volumen o la composición del objeto como su masa. La masa es lo que hará que sea difícil de tratar. (También es una gran parte de lo que nos hará daño en el impacto. La velocidad también importa).

Saliendo del enlace proporcionado por Ghedipunk , la estrategia general no es hacer estallar el impactador potencial sino desviarlo . En comparación con el tamaño de la órbita terrestre, la Tierra y cualquier impactador potencial son extremadamente pequeños, y no se necesitaría un gran cambio de rumbo para que se pierdan entre sí. La desviación es más fácil, en relación con el tamaño del objeto objetivo, y es mucho menos probable que se desprendan fragmentos que nos golpearán de todos modos.

Una forma de cambiar el rumbo es a través de un impacto, o una serie de impactos, de una nave espacial. Las dos ideas que la NASA parece estar persiguiendo son los impactos cinéticos (utilizando la propia nave espacial como bala) y las armas nucleares . (En cuanto a los explosivos químicos, creo que no producen una mejor explosión por el tonelaje en comparación con simplemente transportar más combustible y acelerar más la nave espacial). De estos, las armas nucleares son un poco más poderosas y parecen ser las Lo único que la NASA cree que es probable que desvíe un asteroide de más de 1 km de diámetro. Sin embargo, vienen con todas las consideraciones políticas que cabría esperar de frases como "lanzar armas nucleares al espacio" y "detonar armas nucleares en asteroides entrantes". También Bruce Willis podría involucrarse y nunca lo superarías.

El otro método para cambiar de rumbo es hacerlo gradualmente. La propuesta ganadora aquí parece ser el " tractor de gravedad ", que consiste en esencia en hacer volar una nave espacial muy cerca de un asteroide durante un período prolongado de tiempo (años o décadas) y usar su gravedad para impulsar suavemente el asteroide en una dirección determinada. La ventaja es que debido a que no se imparte empuje directamente al asteroide, su composición y centro de masa son irrelevantes; esta técnica funcionará en los llamados " montones de escombros" que se fracturaría por impacto o empuje directo. Además, debido a que la magnitud del empuje es tan pequeña, los operadores tienen un gran control sobre dónde termina el asteroide. Finalmente, existe el beneficio de interceptar asteroides y orbitar un propulsor alrededor ellos es algo que hemos hecho , aunque no por la cantidad de tiempo requerida. La desventaja es el tiempo requerido, tanto en términos de detectarlo lo suficientemente temprano como de asegurarnos de que nada le suceda a su nave espacial en ese tiempo. (Varias naves parecerían ser prudente, junto con un generoso margen de error.)

Una tercera opción es la ablación con láser del impactador. La teoría detrás de esto es la siguiente. Cuando un objeto es golpeado por un láser, una pequeña parte de su superficie absorbe el calor y se convierte en plasma, por lo general. Este plasma se expande en todas las direcciones esencialmente de manera uniforme. El plasma que se expande contra el objeto imparte una fuerza sobre el objeto. Por lo tanto, el láser se puede utilizar para impulsar (muy) gradualmente el objeto en una dirección determinada. La ventaja aquí es que el láser puede permanecer en la Tierra en lugar de ir al asteroide (los viajes espaciales son muy ineficientes , energéticamente hablando). Las desventajas son que es lento, nunca se ha demostrado en un objetivo tan distante y, por supuesto, cuando todo está dicho y hecho, tiene un emplazamiento de láser gigante para realizar un seguimiento.

La observación y la previsión lo es todo.

Todo depende de qué tan temprano puedas detectarlo. Esto cambia drásticamente la respuesta y las posibilidades de éxito. Afortunadamente, la mecánica orbital generalmente se entiende bien, por lo que si puede detectar un objeto temprano, puede predecir, tal vez incluso durante siglos, si es probable que este objeto impacte contra la Tierra.

La detección temprana no solo le brinda más tiempo para responder, sino que también tiene la ventaja de que el esfuerzo requerido para mover algo fuera de una trayectoria es mucho menor para los objetos que están muy lejos o toman mucho tiempo para alcanzarnos. El más mínimo empujón tendría un efecto mínimo en un corto período de tiempo, pero durante un largo tiempo tendría un efecto mucho mayor.

Asi que:

• Si es grande y está a décadas de chocar con la Tierra: incluso el más mínimo empujón alteraría su trayectoria a lo largo de los años. Actuando (relativamente) rápido, podemos enviar una sonda con un dispositivo nuclear para aterrizar en él (lo que ya podemos hacer), luego detonarlo para empujarlo.

• Si solo falta un año para que golpee la Tierra: dependiendo de la masa a mover, debe aumentar el rendimiento de su dispositivo de manera proporcional

• Si solo faltan unos días: sus posibilidades se están volviendo mínimas, puede hacer cualquier cosa para evitar el impacto y es posible que deba establecer medidas de supervivencia.

En todos los escenarios, lo mejor que puedes hacer es detectarlo lo antes posible. Esto significa básicamente más telescopios calibrados específicamente para detectar objetos que pueden estar en curso de colisión y vigilancia. La Oficina de Defensa Planetaria de la Nasa , y la red asociada de telescopios en todo el mundo, se estableció exactamente para este propósito.

Editar: para mayor claridad, la estructura de la PDO de la NASA es: como puede ver, la gran mayoría de las funciones de la PDO están simplemente en observación, por las razones anteriores.

No puedo encontrar la fuente original, que creo que es un artículo de NatGeo o PopSci, pero aquí hay una fuente que brinda algunos métodos de prevención de asteroides (un poco locos). Aquí echaré un vistazo a los más locos, que aún no se han mencionado.

Cometelo

Podemos detener asteroides comiéndolos con robots. La idea es bastante simple: los robots enviados al asteroide pueden triturar la superficie y expulsar las rocas rotas en la otra dirección. La eyección de masa disminuirá el tamaño del asteroide, pero lo que es más importante, alterará la trayectoria del asteroide. Con suficiente antelación, el asteroide puede ser dirigido hacia el sol o expulsado del sistema solar.

Pintalo

¿Qué le haces a un asteroide gigante en curso de colisión con tu planeta? ¡Hazlo festivo! Al verter pintura sobre el asteroide, la luz del sol se reflejará en la superficie. Este pequeño empujón en realidad puede desviar el asteroide de su curso hacia la Tierra, pero este método parece mucho más lento que el primero. Aún así, mirar en el telescopio y ver un asteroide con "Patéame" pintado suena muy bien.

Ram it

En el peor de los casos, estrellar un transbordador espacial de sacrificio contra un asteroide que se aproxima es una idea factible, incluso si no es tan genial como la respuesta de @Muze. Probablemente, una mejor opción sea enviar una nave para encontrarse con el asteroide y darle un empujón constante fuera de su curso para que no tenga que lidiar con todos los fragmentos mortales que quedan de un impacto repentino.

Reuniendo algunas de las partes de las otras respuestas y centrándonos muy específicamente en los requisitos de "tecnología actual" del OP, en realidad tenemos un conjunto de herramientas muy limitado para trabajar.

La detección de objetos y amenazas del espacio profundo es el primer y más importante problema: hasta que sepamos que se acerca, no podemos hacer nada al respecto. Hay varios grupos observando objetos que están en la Tierra cruzando órbitas, el mejor primer paso sería colocarlos bajo una organización única que asegure un monitoreo continuo e identifique y cierre las brechas en la capacidad de observación, ya sea mediante el despliegue de más recursos o diferentes (telescopios). capaz de observar en diferentes longitudes de onda, radares de espacio profundo, etc.). Esto podría convertirse en una de las misiones de la Fuerza Espacial de EE.UU. propuesta .

Una vez que se identifica un objetivo, necesitamos encontrar una manera de desviarlo. Dado que lo más probable es que el objeto sea pequeño, oscuro y se mueva muy rápidamente, puede detectarse con solo una pequeña ventana para reaccionar. en ese caso, usar un arma nuclear para calentar y extirpar una parte del objeto para crear un empuje similar a un cohete para cambiar las órbitas puede ser la única defensa factible. Si estamos pensando en el futuro, es posible construir ojivas nucleares que puedan concentrar gran parte de su energía en una dirección estrecha, al igual que una ojiva HEAT convencional puede concentrar la energía explosiva de los explosivos de alta potencia en un chorro estrecho. El proyecto fue concebido en la década de 1960 bajo el nombre CASABA Howitzer. Las ojivas preconstruidas que utilizan estos principios serán más eficientes para concentrar la energía de una explosión nuclear en el objetivo, por lo que pueden ser más pequeñas y fáciles de transportar para un cohete (o llevar múltiples ojivas, si se desea).

Finalmente, necesitaremos un cohete grande y poderoso para llevar la(s) ojiva(s) al objetivo. Actualmente, la mejor opción sería ponerse en contacto con SpaceX para obtener un Falcon Heavy . Actualmente, este es el cohete más grande y poderoso en servicio, lo que nos brinda muchas opciones para órbitas interplanetarias para intercepción, y también es el único cohete construido esencialmente en una línea de ensamblaje, por lo que se puede pedir y ensamblar rápidamente, suponiendo que nadie tenga un cohete. ya en espera en alguna parte.

Entonces, el orden de los eventos sería observar el objetivo y calcular los parámetros orbitales. Preparar un contrato con SpaceX para construir y preparar un Falcon Heavy. La USAF u otra fuerza nuclear prepara una o más ojivas en un autobús de misiles para acoplarse con el Falcon Heavy y prepara las computadoras de vuelo.

Una vez que se ensambla el ensamblaje, se lanza bajo el control de la Fuerza Espacial, lo que garantiza que el autobús de misiles sea guiado hasta el punto de encuentro, selecciona el momento y el lugar óptimos para disparar la ojiva y la libera del autobús. Después de la explosión, se realizan observaciones y, si es necesario, se llevan a cabo explosiones secundarias para garantizar que el objeto se desvíe lo suficiente de su curso como para evitar la Tierra. El autobús de misiles continuará en su órbita, y si no se utilizan ojivas en la misión, es probable que se detonen para evitar su recuperación en el futuro.

Entonces, en el futuro previsible, así sería una misión de desviación de asteroides.

Edite para agregar (¡solo porque sí!): el lanzamiento sonaría así.

Golpéalo con un asteroide mientras todavía está lejos de nosotros.

Para hacer esto tendríamos que tener mucha antelación, probablemente décadas. Pero dado el tamaño de la luna rebelde, podría no ser una mala suposición.

Compararíamos la órbita de la luna rebelde alrededor del sol con asteroides que consideramos móviles y que tienen órbitas que podríamos ajustar para que se crucen con la luna rebelde. Si tenemos suerte y esa interacción ocurre lo suficientemente lejos de la Tierra, entonces podríamos emprender una misión para ajustar la órbita del asteroide para que colisione con la Luna y así evitar la colisión de la Luna con la Tierra.

(Mi respuesta supondrá que hemos detectado dicho objeto destructor de la Tierra lo suficientemente temprano como para poder implementar las soluciones a continuación).

Con nuestra tecnología actual, tenemos dos posibilidades: destruir o desviar.

Hay dos formas de destruir un objeto espacial que se dirige a la Tierra, dependiendo de su composición y masa:

• Impacto cinético: envíe una sonda en curso de colisión con el objeto, calculando la trayectoria orbital y el ángulo de impacto para maximizar la velocidad relativa a fin de romper el objeto en pedazos inofensivos. La sonda debe tener suficiente masa para reunir suficiente energía cinética para lograr este resultado.

La agencia espacial japonesa JAXA acaba de poner en órbita con éxito una sonda de un asteroide de 1 km de ancho que se mueve bastante rápido a través del espacio, envió tres rovers a su superficie para explorarlo y fotografiarlo, y la sonda traerá muestras del asteroide en unos pocos años.

• Explosión: Igual que el anterior, excepto que la sonda está instalada, es un explosivo poderoso; los planes actuales de las agencias espaciales exigen una ojiva atómica; para vaporizar la mayor parte del objeto y asegurarse de que el resto se descomponga en pequeños pedazos que son inofensivos para la Tierra y se quemarían en la atmósfera.

También hay dos formas de desviar un objeto que destruye la Tierra, dependiendo de su composición y masa:

• La forma destructiva: envía una sonda para que impacte o explote contra el objeto, básicamente empujándolo fuera del camino.

El único inconveniente de ese método es que, por el momento, no se puede predecir la nueva trayectoria con mucha precisión, aunque 'lejos de la Tierra' sería lo suficientemente bueno para todos, y existe el riesgo de que algunos escombros sigan yendo hacia la Tierra, tal vez algunos que son lo suficientemente grandes como para causar algunos daños.

• La forma no destructiva: coloque una sonda, o varias, sobre el objeto y use algún medio para empujarlo.

La forma más sencilla es que la sonda use sus propios motores para empujar suavemente el objeto a una nueva órbita. Con una aceleración constante durante un período de tiempo, un satélite podría alejar de la Tierra incluso un objeto de un kilómetro de ancho.

Otra forma de hacer esto es atar una vela solar al objeto y dejar que el sol haga el trabajo. Sería más lento que con los motores de una sonda, pero el objeto sería expulsado del Sistema Solar al final, para no volver jamás.

Esas son las soluciones que tenemos en este momento. El tamaño no sería un problema, hasta cierto punto, si el dinero es ilimitado. Incluso un objeto del tamaño de la Luna, si se detecta lo suficientemente temprano, y sería detectado temprano, ya sea por astrónomos profesionales o aficionados, podría ser empujado lejos al aterrizar cientos de sondas en el mismo lado y hacer que todas las sondas lo empujen. Algo con un tamaño similar al de la Tierra podría ser un poco demasiado grande para que lo manejemos en este momento.

No estoy de acuerdo con parte de su terminología en esta pregunta; la Tierra nunca ha sido destruida, no estaríamos aquí si lo hubiera sido, de vez en cuando el ecosistema establecido recibe una buena patada, eso es todo. Cualquier cosa que sea realmente capaz de destruir el planeta tiene que tener alrededor de 2,5x10 ³² J de energía cinética, eso es lo mismo que la producción total de energía solar durante unos 4 meses. Algo con tanta energía es demasiado grande o va demasiado rápido para que lo notemos venir antes de que golpee. La energía cinética es igual a 1/2mv ² donde m es la masa del objeto y v es su velocidad:

• De memoria, la velocidad relativa máxima que tiene un objeto dentro de nuestro sistema solar es algo así como 11ms ^-1 poniendo eso, obtenemos un objeto que pesa 4.1x10 ²⁷ toneladas, un poco más del doble de la masa del Sol, y si es un cometa con un gravedad específica de 0.6-ish (que es el promedio de los objetos observados) en realidad será mucho más grande que (hasta tres veces el volumen) del sol.

• O si, en cambio, miramos un cometa promedio; que pesa alrededor de 8x10 ¹⁰ toneladas, por lo que tendría que ir aproximadamente a 2.400 millones de ms ^-1 u 8 veces la velocidad de la luz para tener esa cantidad de energía.

En resumen, aunque un objeto mucho más pequeño y / o más lento podría matar todo lo que sea más grande que una bacteria en la Tierra, y ser detenido. Cualquier cosa que sea capaz de destruir el planeta que se cruce en nuestro camino no tenemos ninguna posibilidad de detenerla.

¿Tenemos suficiente material nuclear para mover la Luna? Propongo que con suficiente previsión y tiempo no podríamos intentar enviar dispositivos nucleares a lo que sea que amenace a la Tierra, sino que usemos la luna cambiando su órbita solo un poco al cronometrar un bloque del objeto grande. Las armas nucleares pueden plantarse en la Luna con anticipación o guiarse una tras otra hasta que la luna y el objeto coincidan.

Para aumentar la eficiencia de la explosión, coloque cada bomba nuclear siguiente en el mismo cráter creando un cráter más profundo enfocando cada explosión siguiente unilateralmente.

El desconocido asesino de la Tierra podría alinearse para estar cerca de fallar con la Luna y empujar a la Luna un poco con el momento adecuado para bloquear.

Solo estaría preocupado por la órbita de la Luna. La entidad y los escombros lunares serían empujados hacia la Tierra o fuera de órbita, pero aun así sería mejor que un impacto directo. En mi pregunta tenía algunas fotos que había agregado para ilustrar y las coloqué aquí. La luna áspera contra la Tierra se vería como ellos a continuación. Gracias.

En este opuesto de la Tierra todo está bajo el agua.