تمرین دفاع سیاره‌ای با سیارک آپوفیس به عنوان سیارک خطرناک

در جهت عقربه‌های ساعت از بالا سمت چپ، سه رصدخانه دیده می‌شود که در یک تمرین دفاع سیاره‌ای در سال 2021 شرکت کرده‌اند: رادار سیاره‌ای گلدستون ناسا، تلسکوپ کوه لمون در بررسی آسمان کاتالینا و ماموریت NEOWISE ناسا. در پایین سمت چپ تصویری از مسیر نزدیک شدن آپوفیس در سال 2029 . اعتبار: NASA/JPL-Caltech/دانشگاه آریزونا

تماشای آسمان برای سیارکهای بزرگی که می‌توانند برای زمین خطرآفرین باشند، یک تلاش جهانی است. بنابراین، برای آزمایش آمادگی عملیاتی خود، جامعه دفاع سیاره‌ای بین‌المللی گاهی از نزدیک شدن یک سیارک واقعی به عنوان رویارویی ساختگی با یک سیارک بالقوه خطرناک «جدید» استفاده می‌کند. در صورتی که این سناریو در آینده واقعی شود، درسهای آموخته‌شده می‌تواند ویرانی جهانی را محدود یا حتی از آن جلوگیری کند.

به این منظور، سال گذشته بیش از 100 ستاره شناس از سراسر جهان در تمرینی شرکت کردند که در آن یک سیارک بزرگ، شناخته شده و بالقوه خطرناک اساساً از پایگاه داده پایش دفاع سیاره‌ای حذف شد تا ببینند آیا می‌توان دوباره آن را به درستی شناسایی کرد. این شی نه تنها در طول تمرین “کشف” شد، بلکه احتمال برخورد آن با زمین به طور مداوم در حین ردیابی مجدد ارزیابی شد و احتمال برخورد منتفی شد.

این رزمایش که توسط شبکه بین‌المللی هشدار سیارکها (IAWN) و دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای ناسا (PDCO) هماهنگ شد، تأیید کرد که از تشخیص اولیه تا شناسایی بعدی، جامعه بین‌المللی دفاع سیاره‌ای می‌تواند به سرعت برای شناسایی و ارزیابی خطر ناشی از یک سیاره عمل کند. کشف جدید سیارک نزدیک زمین نتایج این تمرین در مطالعه‌ای که در روز سه‌شنبه، 31 می در مجله علوم سیاره‌ای منتشر شد، به تفصیل آمده است.

این تمرین بر روی سیارک واقعی آپوفیس متمرکز شد. برای مدت کوتاهی پس از کشف آن در سال 2004، ارزیابی شد که آپوفیس شانس قابل توجهی برای برخورد با زمین در سال 2029 یا بعد از آن دارد. اما براساس اندازه‌گیری‌های ردیابی که در طول چندین رویکرد نزدیک از زمان کشف سیارک انجام شد، اخترشناسان مدار آپوفیس را اصلاح کردند و اکنون می‌دانند که برای ۱۰۰ سال یا بیشتر هیچ خطری برای برخورد ایجاد نمی‌کند. مشاهدات علمی جدیدترین رویکرد نزدیک آپوفیس، که بین دسامبر 2020 و مارس 2021 رخ داد، توسط جامعه دفاع سیاره ای برای این تمرین استفاده شد.

ویشنو ردی، دانشیار دانشگاه که از آزمایشگاه قمری و سیاره‌ای آریزونا در توسان که این کمپین را رهبری کرد“گفت: «این ورودی علمی دنیای واقعی، کل زنجیره واکنش دفاعی سیاره‌ای، از تشخیص اولیه تا تعیین مدار تا اندازه‌گیری ویژگی‌های فیزیکی سیارک و حتی ردیابی یک هدف “جدید و تعیین این امر آزمایش شد که آیا و کجا ممکن است به زمین برخورد کند»”.

ستاره شناسان می دانستند که آپوفیس در اوایل دسامبر 2020 به زمین نزدیک می‌شود. اما برای واقعی‌تر کردن این تمرین، مرکز سیاره کوچک (MPC) – مرکز پاکسازی بین‌المللی به رسمیت شناخته شده برای اندازه‌گیری موقعیت اجرام کوچک آسمانی – با جلوگیری از وقوع یک سیارک ناشناخته وانمود کرد که این یک سیارک ناشناخته است. مشاهدات جدید آپوفیس از ارتباط با مشاهدات قبلی آن. هنگامی که سیارک نزدیک شد، بررسی‌های نجومی هیچ سابقه قبلی از آپوفیس نداشتند.

در 4 دسامبر 2020، هنگامی که سیارک شروع به درخشش کرد، مرکز بررسی آسمان کاتالینا در آریزونا با بودجه ناسا اولین تشخیص را انجام داد و اخترسنجی شی (موقعیت آن در آسمان) را به مرکز سیاره کوچک گزارش داد. از آنجایی که هیچ سابقه قبلی از آپوفیس برای این تمرین وجود نداشت، سیارک به عنوان یک تشخیص کاملاً جدید ثبت شد. شناسایی‌های دیگر از سیستم هشدار آخرین هشدار برخورد زمینی با سیارک مستقر در هاوایی (ATLAS) و تلسکوپ پیمایش پانورامیک و سیستم واکنش سریع (Pan-STARRS) با بودجه ناسا انجام شد.

هنگامی که آپوفیس به سمت میدان دید مأموریت کاوشگر مادون قرمز میدان وسیع ناسا (NEOWISE) حرکت می‌کرد، MPC مشاهدات خود را با مشاهداتی پیوند داد که توسط تلسکوپ‌های پیمایشی مبتنی بر زمین انجام می‌شد تا حرکت سیارک را در آسمان نشان دهد. در 23 دسامبر، MPC کشف یک سیارک “جدید” نزدیک به زمین را اعلام کرد. شرکت کنندگان در تمرین به سرعت اندازه‌گیری‌های اضافی را برای ارزیابی مدار آن و این امر جمع‌آوری کردند که آیا می‌تواند زمین را تحت تاثیر قرار دهد.

این تصاویر از آپوفیس توسط آنتن‌های رادیویی در مجتمع ارتباطات اعماق فضایی گلدستون ناسا در کالیفرنیا و تلسکوپ گرین بنک در ویرجینیای غربی بین 8 تا 10 مارس 2021، در طول نزدیک شدن سیارک، زمانی ثبت شده است که حدود 10.6 میلیون مایل (17 میلیون) کیلومتر) دورتر بود. اعتبار: NASA/JPL-Caltech و NSF/AUI/GBO

دیوید فارنوکیا، مهندس ناوبری در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا که محاسبات تعیین مداری را برای مرکز مطالعات اجسام نزدیک زمین (CNEOS) JPL انجام داد، گفت: اگرچه می‌دانستیم که در واقعیت، آپوفیس در سال 2029 با زمین برخورد نمی‌کند، با شروع از مربع یک – تنها با چند روز داده‌های نجومی از تلسکوپ‌های پیمایشی – عدم قطعیت‌های بزرگی در مدار این جرم وجود داشت که از نظر تئوری اجازه برخورد در آن سال را می‌داد.

در طول نزدیک شدن این سیارک در مارس 2021، اخترشناسان JPL از رادار 230 فوتی (70 متری) منظومه شمسی گلدستون ناسا در کالیفرنیا برای تصویربرداری و اندازه‌گیری دقیق سرعت و فاصله سیارک استفاده کردند. این مشاهدات، همراه با اندازه‌گیری‌های دیگر رصدخانه‌ها، اخترشناسان را قادر می‌سازد تا مدار آپوفیس را اصلاح کنند و برخورد سال 2029 را برای هدف تمرین رد کنند. (فراتر از تمرین، آنها همچنین قادر به رد هر گونه احتمال برخورد برای 100 سال یا بیشتر بودند.)

NEOWISE در مداری بسیار بالاتر از جو زمین، مشاهدات مادون قرمز آپوفیس را ارائه کرد که از روی زمین امکان‌پذیر نبود، زیرا رطوبت در جو زمین نور را در این طول موجها جذب می‌کند.

آکاش ساتپاتی، دانشجوی کارشناسی که مقاله دوم را با محقق اصلی NEOWISE، امی ماینزر در دانشگاه آریزونا رهبری کرده است، گفت: «داده‌های مستقل مادون قرمز جمع‌آوری‌شده از فضا به میزان زیادی از نتایج این تمرین سود برد.» NEOWISE توانست کشف مجدد آپوفیس را تایید کند و همچنین به سرعت اطلاعات ارزشمندی را جمع‌آوری کرد که می‌توان از آن در ارزیابی‌های دفاعی سیاره‌ای استفاده کرد: مانند اندازه، شکل و حتی سرنخ‌هایی درباره ترکیب و ویژگیهای سطح آن.

با درک بهتر اندازه سیارک، دانشمندان شرکت‌کننده در مرکز تحقیقات ایمز ناسا در کالیفرنیا، می‌توانند انرژی برخورد سیارکی مانند آپوفیس را نیز تخمین بزنند و شرکت‌کنندگان مجموعه‌ای از مکان‌های برخورد واقعی را بر روی سطح زمین شبیه‌سازی کردند که در یک موقعیت واقعی به آژانس‌های بلایا در تلاش‌های احتمالی تخلیه کمک می‌کند.

مایکل کلی، دانشمند برنامه PDCO، در بخش علوم سیاره‌ای ناسا در مقر ناسا در واشنگتن که راهنمایی‌هایی را برای شرکت کنندگان در تمرین ارائه کرد، گفت: “دیدن جامعه دفاع سیاره‌ای در کنار هم در آخرین رویکرد نزدیک آپوفیس، تاثیرگذار بود.” “حتی در طول یک بیماری همه گیر، زمانی که بسیاری از شرکت کنندگان در تمرین مجبور شدند از راه دور کار کنند، ما توانستیم یک خطر بالقوه را با کارایی بالا شناسایی، ردیابی و اطلاعات بیشتری در مورد آن بیاموزیم. این تمرین یک موفقیت چشمگیر بود.”

دیگر رهبران گروه کاری تمرینات دفاع سیاره‌ای کلیدی شامل جسی داتسون در ایمز ناسا، نیکلاس اراسموس در رصدخانه نجوم آفریقای جنوبی، دیوید پولیشوک در موسسه وایزمن در اسرائیل، جوزف ماسیرو در Caltech-IPAC در پاسادنا و لنس بنر در JPL، بودند.

جانشین NEOWISE، نسل بعدی NEO Surveyor، قرار است زودتر از سال 2026 پرتاب شود و دانشی را که NEOWISE در مورد سیارکهای نزدیک به زمین که منظومه شمسی ما را تشکیل می‌دهند، به میزان زیادی گسترش خواهد داد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Planetary defense exercise uses asteroid Apophis as hazardous asteroid stand-in

by JPL/NASA

https://phys.org/news/2022-05-planetary-defense-asteroid-apophis-hazardous.html