Η τελευταία Δευτέρα του Σεπτεμβρίου του 2022 ήταν μια σπουδαία ημέρα όχι μόνο για την επιστήμη της αστροφυσικής και την ιστορία του διαστήματος αλλά εν γένει για την ιστορία της ανθρωπότητας.
Ήταν η πρώτη φορά που επιχειρήθηκε να αλλαχθεί η πορεία ενός ουράνιου σώματος με ανθρώπινη παρέμβαση. Και το πείραμα… πέτυχε! Το πρώτο κρίσιμο τεστ πλανητικής άμυνας στο διάστημα πραγματοποιήθηκε από τη NASA και κατά κάποιο τρόπο η γνωστή ταινία «Αρμαγεδδών», στην οποία ο Μπρους Γουίλις και ο Μπεν Άφλεκ σώζουν τον πλανήτη από έναν τεράστιο αστεροειδή που κατευθύνεται προς τη Γη, έλαβε σάρκα και οστά.
Τι ακριβώς συνέβη τη Δευτέρα 26 Σεπτεμβρίου 2022
Στις 02:14 ώρα Ελλάδας (ξημερώματα Τρίτης), το διαστημόπλοιο DART (Double Asteroid Redirection Test) της NASA, ένα σκάφος 600 κιλών που επιταχύνθηκε περίπου στα 24.000 χλμ./ώρα έπεσε εσκεμμένα πάνω σε έναν σχετικά μικρό αστεροειδή, τον «Δίμορφο», με τη δύναμη της κινητικής ενέργειας. Στόχος να μεταβάλλει απειροελάχιστα την πορεία του, κατά περίπου 1%, ώστε να περιφέρεται πιο γρήγορα και λίγο πιο κοντά στον μεγάλο αστεροειδή «Δίδυμο» και η ανθρωπότητα να μάθει πώς θα προστατευτεί από δυνητική μελλοντική υπαρξιακή απειλή γι’ αυτή.
Για να καταλάβουμε την κλίμακα μεγέθους αυτού του καθόλου απλού πειράματος, μιλήσαμε με τον Κλεομένη Τσιγάνη, Αναπληρωτή καθηγητή Δυναμικής Αστρονομίας στο ΑΠΘ και μέλος της ερευνητικής ομάδας για το διαστημικό σκάφος διπλής ανακατεύθυνσης αστεροειδών (DART), ο οποίος μας εξήγησε τη σπουδαιότητα του.
Ο δρ. Κλεομένης Τσιγάνης, καθηγητής Αστροφυσικής του Τμήματος Φυσικής στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
«Αυτό που συνέβη την προηγούμενη εβδομάδα δεν έχει ξανασυμβεί ποτέ ξανά στο παρελθόν. Είναι ένα ιστορικό γεγονός που μας εισάγει σε μια νέα εποχή και για να γίνει κατανοητό θα το θέσω ως εξής: Οι επιστήμονες της αποστολής υπολογίσαμε την περίοδο που σύστημα των δύο αστεροειδών Δίδυμου-Δίμορφου θα βρίσκεται στην ελάχιστη απόσταση από τη Γη και πότε ακριβώς έπρεπε να γίνει η εκτόξευση του DART, προκειμένου να συναντηθούν και να γίνει το πείραμα με τις καλύτερες δυνατές συνθήκες.
Το DART εκτοξεύτηκε από τη Γη τον Νοέμβριο του 2021 με προορισμό το ζευγάρι Δίδυμου-Δίμορφου που απέχει 11 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον πλανήτη μας, έτσι ώστε την κατάλληλη ώρα την οποία και υπολογίσαμε (συγκεκριμένα στις 02:14 ώρα Ελλάδας, ξημερώματα Τρίτης 27ης Σεπτεμβρίου 2022) να χτυπήσει με ακρίβεια 10 μέτρων τον Δίμορφο, τον δορυφόρο του Δίδυμου. Τεχνολογικά είναι πολύ δύσκολο και απαιτητικό να στοχεύσεις ένα τέτοιο αντικείμενο με διαστάσεις 150 μέτρα σε τόσο ασύλληπτα μακρινή απόσταση και αυτό να το προγραμματίσεις να συμβεί σχεδόν ένα χρόνο πριν. Μιλάμε για ακρίβεια στόχευσης της τάξης του ενός δισεκατομμυριοστού περίπου της απόστασης. Μάλιστα, κατά τις τελευταίες ώρες της αποστολής δεν υπήρχε πλέον ανθρώπινη παρέμβαση και η πλοήγηση γινόταν μέσω ενός αυτόματου συστήματος smart navigation το οποίο και βασιζόταν στην κάμερα του ίδιου του σκάφους.
Και τα καταφέραμε με εξαιρετική επιτυχία. Στόχος μας είναι να δούμε αν όντως έχουμε την τεχνολογική δυνατότητα αποτροπής που θα χρειαστεί, αν και όταν κάποια στιγμή κινδυνέψουμε στην πραγματικότητα από κάποιον αστεροειδή εισβολέα αυτής της τάξης μεγέθους».
Πρόκειται για μια απλή τεχνική αποτροπής, κατά τους επιστήμονες, κατά την οποία βλέπουμε ένα αντικείμενο να έρχεται κατά πάνω μας, επομένως αν έχουμε αρκετό χρόνο επιταχύνουμε όσο περισσότερο ένα αντίστοιχο με το DART σκάφος και το προγραμματίζουμε για τη σύγκρουση με το επικίνδυνο σώμα.
Αυτή είναι η τελευταία εικόνα που κατέγραψε το σκάφος πριν πέσει πάνω στον Δίμορφο.
Η συμμετοχή της ερευνητικής ομάδας του ΑΠΘ στο σπουδαίο πείραμα της αποστολής DART καθιστά το Ίδρυμα κορυφαίο χώρο πλανητικής προστασίας
Πίσω από κάθε αποστολή της NASA υπάρχει μια διεθνής ομάδα διερεύνησης, όπως έγινε και στη συγκεκριμένη αποστολή DART, η οποία αποτελείται από διάφορες υποομάδες από πολλές χώρες που ασχολούνται με διαφορετικές πλευρές του προβλήματος. Η αποστολή DART χρηματοδοτήθηκε από τη NASA και υλοποιήθηκε από την ομάδα του πανεπιστημίου Johns Hopkins. Η ελληνική ομάδα από το σπουδαστήριο Μηχανικής του τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ βρίσκεται στον σχεδιασμό της αποστολής από το 2014, καθιστώντας το ΑΠΘ κορυφαίο στο χώρο της πλανητικής προστασίας. «Η συμμετοχή και μόνο τόσο στην αποστολή του DART όσο και στην επόμενη που ακολουθεί, είναι μια αναγνώριση για την προσπάθεια και τη δουλειά που κάνουμε τόσα χρόνια στο ΑΠΘ. Πιστεύω ότι με πολύ κόπο και συστηματική δουλειά καταφέρνουμε να μπούμε σε ένα κλειστό club ομάδων που δουλεύουν πάνω σε τέτοια πρότζεκτ αιχμής», υπογραμμίζει ο καθηγητής.
Με την εμπειρία δεκαετιών πάνω στην μελέτη των κινήσεων, ανέλαβε τη μαθηματική μοντελοποίηση των κινήσεων ουράνιων σωμάτων. «Κληθήκαμε να κάνουμε μια σειρά προσομοιώσεων και μελετήσαμε το πώς κινούνταν το σύστημα των δύο αστεροειδών Δίδυμου-Δίμορφου πριν από την πρόσκρουση αλλά και το πώς αναμένουμε να συμπεριφερθούν μετά από αυτήν. Ποιο θα είναι το αποτέλεσμα της σύγκρουσης δηλαδή, δεδομένου ότι υπάρχουν άγνωστες παράμετροι. Στη συνέχεια, όλα αυτά τα στοιχεία θα τα προσαρμόσουμε πάνω στα πραγματικά δεδομένα που θα μετρήσουμε, για να καταλήξουμε στα συμπεράσματά μας και να αποκρυπτογραφήσαμε πλήρως το πείραμα. Εκτιμούμε ότι τις επόμενες εβδομάδες θα μπορέσουμε να εκτιμήσουμε το αποτέλεσμα και σιγά σιγά να μάθουμε τις τιμές των άγνωστων παραμέτρων του συστήματος των αστεροειδών που δεν ξέρουμε τώρα, ποια πορεία ακολουθήθηκε, ποια ήταν η συνολική του μάζα, ποιο ήταν το πραγματικό του σχήμα, κ.ο.κ. και τελικά τι καταφέραμε, ποιες τεχνικές πρέπει να διορθώσουμε ή μέχρι τι μεγέθους αντικείμενα μπορούμε να αντιμετωπίσουμε», σημειώνει ο κ. Τσιγάνης.
«Αυτήν τη στιγμή, με βάση την πρώτη ανάλυση των δεδομένων, φαίνεται πως είμαστε κοντά σε αυτό που πιστεύαμε ότι θα συμβεί. Πετύχαμε την ελάχιστη μεταβολή της τροχιάς του Δίμορφου όπως ακριβώς θέλαμε, το χτύπημα ήταν ίσως και καλύτερο από αυτό που έπρεπε, με την ακρίβεια της στόχευσης να είναι τρομερή, κάτω και από τα 10 μέτρα. Λαμβάνουμε καθημερινά μετρήσεις από την καμπάνια παρατηρήσεων μέσω ραντάρ και τηλεσκοπίων για το πείραμα και σύντομα θα υπάρξουν επίσημες ανακοινώσεις από τη NASA»!
«Δίμορφος»: Γιατί «βαφτίστηκε» έτσι ο αστεροειδής που εμβόλισε η NASA
Ο Δίμορφος είναι μικρός δορυφόρος αστεροειδούς, που ανακαλύφθηκε το 2003. Ο "Δίμορφος" ονομάστηκε αρχικά S/2003 (65803) 1 με ανεπίσημα παρατσούκλια όπως "Δίδυμος Β" και "Didymoon", καθώς ο πρωταρχικός ήταν ο "Δίδυμος 65803". Όταν ανακαλύπτεται ένα νέο ουράνιο αντικείμενο ο παρατηρητής μπορεί να προτείνει κάποια ονόματα. Συγκεκριμένα για το σύστημα Δίδυμου-Δίμορφου, χρειάστηκε να βρεθεί όνομα και για τον μικρό αστεροειδή. Γι’ αυτό ζητήθηκε από όλα τα μέλη της αποστολής DART να προτείνουν ονόματα. Μια επιτροπή από τους παρατηρητές επέλεξε το όνομα «Δίμορφος» και με τη σειρά της το πρότεινε στην Διεθνή Αστρονομική Ένωση η οποία το αποδέχτηκε και έδωσε το τρέχον επίσημο όνομα στο δορυφόρο στις 23 Ιουνίου του 2020.
Το όνομα προέρχεται από την ελληνική λέξη Δίμορφος, που σημαίνει «αυτός που έχει δύο μορφές». Το όνομα προτάθηκε από τον κ. Τσιγάνη και όπως μας εξηγεί η πρόταση για το όνομα «Δίμορφος» έγινε, για δύο λόγους: «πρώτον, γιατί είναι όνομα εύηχο και ταιριάζει με τον μεγάλο αστεροειδή του ζεύγους, τον Δίδυμο και δεύτερον ανταποκρίνεται στην ουσία του πειράματος, καθώς πρόκειται για το πρώτο ουράνιο σώμα στην κοσμική ιστορία, το οποίο θα είναι γνωστό με δύο διαφορετικές μορφές: αυτή που είχε πριν από την πρόσκρουση του DART και αυτή που θα πάρει ως αποτέλεσμα της ανθρώπινης παρέμβασης».
Η τελική μορφή του Δίμορφου και η νέα αποστολή μετά το DART
Την τελική μορφή του Δίμορφου θα τη δούμε σε λίγα χρόνια από τώρα, το 2026. Το ενδιαφέρον πλέον της επιστημονικής κοινότητας στρέφεται στην αποστολή της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA) «Ήρα», η οποία θα εκτοξευθεί το 2024 και θα μελετήσει λεπτομερώς τα αποτελέσματα της σύγκρουσης τόσο μορφολογικά όσο και κινητικά. Η συνεργατική αυτή αποστολή των NASA και ESA είναι γνωστή και ως “AIDA” (Asteroid Impact and Deflection Assessment).
Η ελληνική ομάδα συμμετέχει και σε αυτήν την αποστολή, μια αποστολή που θα ταξιδέψει στον Δίδυμο και τον Δίμορφο για να καταγράψει από πολύ μικρή απόσταση τις επιπτώσεις της τωρινής σύγκρουσης, τον κρατήρα που θα δημιουργηθεί στον διαστημικό βράχο και τη νέα του τροχιά, τέσσερα χρόνια μετά την σύγκρουση με το DART. «Το 2026 θα είμαστε σε θέση να αποκρυπτογραφήσουμε πλήρως τα αποτελέσματα του DART και με τα δεδομένα που θα συλλέξουμε θα είμαστε σίγουροι για την αντιμετώπιση μιας πραγματικής μελλοντικής απειλής. Μ’ αυτόν τον τρόπο ουσιαστικά “πολλαπλασιάζουμε” την αξία του τωρινού πειράματος».
Ο αστροφυσικός που έχει αστέρι με το όνομά του
Ως επιβράβευση για την πορεία και το επιστημονικό έργο τού Κλεομένη Τσιγάνη, η Επιτροπή Ονοματολογίας Μικρών Σωμάτων της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης (ΙAU) αποφάσισε να μετονομάσει τον αστεροειδή 1999RC221 που απέχει περίπου 446.600.000 χλμ. από τη Γη σε «(21775) Tsiganis», τον Αύγουστο του 2008, προσθέτοντας το όνομά του στη λίστα των ελάχιστων Ελλήνων επιστημόνων που διαθέτουν αστέρι με το δικό τους όνομα. Όσον αφορά τον αριθμό 21775, υποδηλώνει τη θέση του αστέρα στον κατάλογο όσων η τροχιά έχει υπολογιστεί με ακρίβεια.
Η Γη δεν κινδυνεύει από αστεροειδή για τα επόμενα 100 χρόνια
Σήμερα, ο κίνδυνος πρόσκρουσης στον πλανήτη μας θεωρείται μικρός, μιας και κανένας από τους γνωστούς αστεροειδείς δεν μας απειλεί, τουλάχιστον για τα επόμενα 100 χρόνια. Πέρασαν 66 εκατομμύρια χρόνια από τότε που καταγράφηκε το μεγαλύτερο αντικείμενο που έχει πέσει ποτέ στη Γη. Εκτιμάται ότι είχε διαστάσεις 10-15 χιλιομέτρων, γι’ αυτό προκάλεσε ολοκληρωτική κλιματολογική καταστροφή και είχε ολέθριες συνέπειες και στη βιόσφαιρα, με την εξαφάνιση των δεινοσαύρων και άλλων παρόμοιων ειδών.
Αυτό που απασχολεί την επιστημονική κοινότητα όμως δεν είναι ούτε οι τεράστιοι αστεροειδείς, εφόσον τους έχουν καταγράψει αλλά ούτε και οι μικροί αστεροειδείς που πέφτουν στον πλανήτη μας τακτικά. Ανησυχητικά είναι τα αντικείμενα μεσαίων διαστάσεων, που έχουν μέγεθος 150-200 μέτρα, όπως ο Δίμορφος. Τέτοια αντικείμενα αν έπεφταν στην Ελλάδα θα είχαν καταστροφικές συνέπειες για τη μισή χώρα! Οι επιστήμονες δεν έχουν πλήρη γνώση για τη συχνότητα αυτών των αστεροειδών. «Παρότι καθημερινά δεκάδες τηλεσκόπια “σκουπίζουν” τον ουρανό για τον εντοπισμό τέτοιων αντικειμένων, μόνο το 40% αυτής της κλάσης των αστεροειδών μας είναι γνωστά. Είναι πολύ πιθανό να υπάρχουν επομένως αντικείμενα που κυκλοφορούν γύρω από τον πλανήτη μας, όμως δεν γνωρίζουμε αν αποτελούν δυνητικό κίνδυνο ή όχι».