V roku 2182 by sa asteroid Bennu mohol zraziť so Zemou, vzorky z planétky teraz pristanú v Utahu

• Asteroidy sa niekedy nazývajú „fosílie vesmíru“, lebo obsahujú prvky z počiatku slnečnej sústavy. „Akákoľvek nová informácia o zložení planétok ako Bennu poskytuje cenné informácie o našom počiatku,“ vraví astronóm Marián Jakubík.
• Existuje pravdepodobnosť 1 k 1 750, že do roku 2300 sa asteroid Bennu zrazí so Zemou. Ak by sa to stalo, nešlo by o udalosť, ktorá by vyhladila pozemský život. „Deštrukcia by bola regionálna, nie globálna,“ vraví astronóm Peter Vereš. Ako sa brániť prípadnej zrážke?

Asteroid Bennu sa nachádzal vo vzdialenosti 320 miliónov kilometrov od Zeme, keď na jeho povrch 21. októbra 2020 zostúpila sonda OSIRIS-REx.

Zhruba sekundu po kontakte robotického ramena s povrchom sa z tlakovej nádoby uvoľnil dusík, ktorý zvíril povrchový materiál a zariadenie ho pozbieralo.

„Častice lietali všade naokolo,“ povedal pre The New York Times planetárny vedec a člen misie Dante Lauretta. „Naozaj sme na povrchu asteroidu urobili trochu neporiadok, ale je to dobrý neporiadok.“

Sonda OSIRIS-REx zbiera materiál na asteroide Bennu. Zdroj – NASA/YouTube

Najväčšia vzorka

Pri odbere narazila hlavica na kameň veľký asi 20 centimetrov. Taká situácia sa počas vývoja sondy považovala za komplikáciu, lebo rameno sa nemuselo dobre pritlačiť k povrchu.

No zariadenie svojou zotrvačnosťou kameň rozdrvilo. „Už len toto môže vedcom prezradiť mnoho cenných informácií o súdržnosti kameňov na povrchu Bennu,“ píše portál kosmonautix.cz zameraný na popularizáciu vesmírneho výskumu.

S pozbieraným materiálom teraz sonda letí k Zemi. Pristáť by mala v nedeľu 24. septembra o 16.55 h nášho času v púšti v Utahu na ploche s veľkosťou približne 58 × 14 kilometrov.

V kapsule bude odhadom 250 gramov materiálu. „Pre NASA ide o prvú vzorku z asteroidu,“ uvádza NASA. Zároveň ide o najväčšiu vzorku z asteroidu, aká sa kedy zhromaždila. Predtým japonská sonda Hajabusa 1 pristála na Zemi v roku 2010 s menej ako 1 miligramom vzorky a sonda Hajabusa 2 doniesla v roku 2020 5,4 gramu materiálu z asteroidu.

Ako kapsula pristane

Sonda OSIRIS-REx vypustí kapsulu so vzorkou z Bennu vo výške 102-tisíc kilometrov nad povrchom Zeme. Dvadsať minút po tomto manévri zapáli svoje motory, aby sa odklonila od Zeme.

Sonda sa potom vydá k asteroidu Apophis a vo výskume slnečnej sústavy bude pokračovať pod novým názvom OSIRIS-APEX (OSIRIS-Apophis Explorer).

Po štyroch hodinách letu vesmírom vnikne kapsula o 16.42 h do zemskej atmosféry rýchlosťou 44 000 kilometrov za hodinu. Následkom trenia sa zariadenie obalí ohnivou guľou, no tepelný štít bude chrániť jeho útroby.

Zhruba dve minúty po vstupe kapsuly do atmosféry sa ako prvý rozvinie brzdiaci padák, ktorý ju spomalí na podzvukovú rýchlosť. O šesť minút neskôr – vo výške 1,6 kilometra nad púšťou – sa rozvinie hlavný padák, ktorý kapsulu prenesie nad vymedzenú plochu pristátia.

Pri pristátí kapsula spomalí na rýchlosť približne 18 kilometrov za hodinu. Od jej vstupu do atmosféry po pristátie prejde len 13 minút.

Ak všetko prebehne tak, ako má, kapsula sa na zemskom povrchu ocitne prvý raz po siedmich rokoch – sonda OSIRIS-REx štartovala z mysu Canaveral na Floride v septembri 2016.

Približne 20 minút pred pristátím – keď kapsula bude ešte nad zemskou atmosférou – nasadne záchranný tím do štyroch vrtuľníkov a vydá sa do púšte. Najprv sa zariadenie bude sledovať tepelnými prístrojmi na monitoring infračervenej žiary tepelnej stopy kapsuly, potom optickými prístrojmi.

Cieľom záchranného tímu bude vyzdvihnúť zariadenie z púšte čo najrýchlejšie, aby sa zabránilo kontaminácii vzorky zemským prostredím. Vzorka sa prevezie do Johnsonovho vesmírneho strediska NASA v Houstone, kde sa zdokumentuje. Odtiaľ sa poskytne na analýzu vedcom na celom svete.

Sonda sa zaborila pol metra

Podľa astronóma Mariána Jakubíka z Astronomického ústavu SAV sa Bennu ako cieľ misie vybral z toho dôvodu, že ide o planétku, ktorá sa potenciálne môže zraziť so Zemou (viac nižšie), a ide o uhlíkový typ asteroidu. „To je zaujímavé z toho dôvodu, že život na Zem je postavený práve na uhlíku,“ dodal Jakubík. Rolu podľa neho zohrala aj dobre zmapovaná dráha asteroidu.

Ako miesto pristátia na Bennu sa vybrala lokalita nazvaná Nightingale (Slávik) s priemerom zhruba osem metrov. Nachádza sa v kráteri blízko severného pólu asteroidu.

Pri pristávaní sa sonda musela vyhnúť skalám na východnom okraji krátera vrátane špicatého stĺpu Hora skazy, vysokého asi ako 2- až 3-poschodová budova.

Hlavica sondy sa povrchu dotkla len meter od stredu plánovanej odbernej oblasti.

Hoci pristátie v lokalite Nightingale komplikovali neďaleké skaly, vybrala sa preto, lebo sa v nej nachádza jemnozrnný materiál. Existuje predpoklad, že by mohol obsahovať nerasty bohaté na uhlík.

Pri pristátí sa sonda nečakane zaborila až pol metra pod povrch. Ak by motory neboli dostatočne výkonné, sonda by zapadla. Ich zapnutím sa zvíril oblak štrku a prachu, ktorý ju pri odlete z asteroidu mohol fatálne poškodiť, no to sa nestalo.

Z toho, ako hlboko sa sonda zaborila do asteroidu, vedci dodatočne vypočítali, že hustota na povrchu je menej ako polovičná v porovnaní so zvyškom telesa.

Ako to vyzerá na asteroide Bennu. Zdroj – NASA Goddard/YouTube

Ako odmerali hmotnosť vzorky

Hmotnosť nazbieraného materiálu sa zistila tak, že ešte pred samotným odberom sonda natiahla odberné rameno a zmerala uhlovú rýchlosť svojho otáčania.

Po odbere vykonala sonda to isté. Odobratá vzorka spôsobila zmenu momentu zotrvačnosti sondy. „Roztočenie zotrvačníka opätovne viedlo k roztočeniu sondy, ale tentoraz s inou uhlovou rýchlosťou. Z rozdielu rýchlostí pred a po odbere možno spočítať, ako sa zmenil moment zotrvačnosti sondy. Z toho možno zistiť, aká je hmotnosť odobratej vzorky,“ cituje portál kosmonautix.cz astronóma Petra Scheiricha z Astronomického ústavu Českej akadémie vied.

Podľa neho je výhodou takého riešenia merania hmotnosti vzorky fakt, že nevyžaduje žiadne dodatočné prístroje či senzory, iba tie, ktoré už sonda má – zotrvačníky orientačného systému.

Ako deformačná zóna v aute

Asteroid Bennu bol objavený v roku 1999. Pôvodné označenie planétky 1999 RQ36 v roku 2013 nahradil názov 101955 Bennu. Víťazný návrh poslal do súťaže Name That Asteroid! (Pomenuj ten asteroid) 9-ročný chlapec, ktorému sonda pripomínala staroegyptského mytologického vtáka Benu.

Bennu je typom asteroidu, ktorý sa v angličtine označuje ako „rubble pile“. To znamená, že nejde o jeden veľký kus skaly (monolit), ale o mnoho kusov skál a kameňov, ktoré sa spojili pod vplyvom gravitácie.

Sonda OSIRIS-REx priletela k asteroidu v decembri 2018. Nasledovali dva roky skenovania povrchu, k odberu došlo až v roku 2020.

Pred príletom sondy k Bennu sa z odrazu svetla z povrchu asteroidu predpokladalo, že ho budú tvoriť zlepence balvanov pretkané širokými jazierkami plnými piesku. Na nich mala sonda pohodlne pristáť.

Až OSIRIS-REx zistila, že povrch telesa je plný skál. Poréznosť (priepustnosť) tamojšieho materiálu zmiatla ďalekohľady, podľa ktorých mal byť povrch Bennu piesčitý. No materiál, z ktorého sú vyrobené tamojšie skaly, sa podľa všetkého podobá na hlinu zo Zeme, píše portál Space.com.

Pre slabú gravitáciu na asteroide sa tam skaly dvíhajú do veľkej výšky. „Fyzikálna štruktúra tohto materiálu je úplne odlišná od toho, čo máme na Zemi,“ povedal pre Space.com Edward Beau Bierhaus, výskumný pracovník zo spoločnosti Lockheed Martin, ktorá sondu pre NASA postavila.

Na povrchu asteroidu je oveľa menej menších kráterov, než možno štatisticky predpokladať. Vysvetliť to možno tým, že porézne skaly na povrchu asteroidu fungujú podobne ako deformačná zóna v aute a chránia povrch vesmírneho telesa.

Podľa Bierhausa je Bennu zrejme produktom kolízie väčšieho asteroidu. „Evolúcia z toho telesa na súčasný [asteroid] Bennu je stále záhadou,“ dodal odborník pre Space.com.

Tvar asteroidu Bennu. Zdroj – NASA

Malé riziko zrážky

Podľa článku agentúry AP z roku 2021 existuje pravdepodobnosť 1 k 1 750, že do roku 2300 sa Bennu zrazí so Zemou. Astronóm Peter Vereš pre Denník N povedal, že v nasledujúcich 200 rokoch má zopár vesmírnych objektov väčšiu pravdepodobnosť zrážky so Zemou, no majú menej ako 10 metrov, takže sú omnoho menšie. „Bennu je najväčším objektom s rizikom [zrážky] väčším ako 1 k 10 000,“ dodal Vereš z Astrofyzikálneho centra na Harvardovej univerzite a v Smithsonovom inštitúte.

Riziko zrážky Bennu so Zemou označil vedec za „veľmi malé“, no dodal, že pre astronómov je dostatočne veľké na to, aby objektu venovali pozornosť. Podľa Vereša je v súčasnosti dráha Bennu veľmi presná, no neistota v súvislosti s jeho polohou bude postupne narastať.

V roku 2135 preletí Bennu okolo Zeme v polovičnej vzdialenosti od Mesiaca. Zemská gravitácia by mohla upraviť budúcu dráhu planétky a dostať ju na kolízny kurz so Zemou po roku 2200, no z doterajších pozorovaní plynie, že to nie je úplne pravdepodobné, píše agentúra AP.

Astronóm Peter Vereš hovorí, že asteroid síce gravitáciu Zeme pocíti, no napriek tomu nepredstavuje rok 2135 riziko, keďže polovičná vzdialenosť k Mesiacu „nie je až tak blízko“.

Za väčší problém vedec označil takzvané „keyholes“. „Ide o malé oblasti v priestore a v prípade, že nimi asteroid prejde, v budúcnosti narazí do Zeme.“ Podľa Vereša sú „keyholes“ veľmi malé a môžu mať niekoľko metrov alebo desiatok metrov. „Trafiť ich je ako trafiť ucho ihly.“

Zvýšené riziko kolízie následkom preletu cez „keyhole“ existuje v roku 2182, vyššie riziko zrážky je aj v rokoch 2187 a 2192.

Ak by Bennu predsa len narazil do Zeme, nešlo by o udalosť, ktorá by vyhladila pozemský život. „Asteroid, ktorý zlikvidoval dinosaury, mal asi desať kilometrov. Ak na Zem dopadne 100-metrový asteroid, spôsobí katastrofu na lokálnej úrovni. Tridsať-, štyridsať- či päťdesiatmetrový asteroid na Zem už ani nedopadne, atmosféra ho zbrzdí a exploduje v nej,“ povedal v minulosti Peter Vereš.

Na porovnanie – rovníkový priemer asteroidu Bennu je pol kilometra. „Jeho dopad by vytvoril impaktný kráter s priemerom 5 až 10 kilometrov,“ povedal Vereš. Tlaková a tepelná vlna by zničila všetko v okruhu stoviek kilometrov. „No deštrukcia by bola regionálna, nie globálna,“ vraví Vereš.

Odklonenie z kolíznej dráhy nárazom

V súčasnosti je známych takmer 33-tisíc blízkozemských asteroidov. Ide o objekty, ktoré môžu orbitu Zeme minúť do vzdialenosti 50 miliónov kilometrov, píše NASA. Patrí k nim aj asteroid Bennu.

V prípade, že by hrozila zrážka tohto – či iného – vesmírneho telesa so Zemou, ako najúčinnejšia a v blízkej budúcnosti aj jediná možná metóda planetárnej obrany sa javí náraz (odborne: kinetický impakt). Pri ňom by sa vesmírne teleso odklonilo od kolíznej dráhy so Zemou. „No zmena je veľmi malá a účinne sa prejaví, ak máme do zrážky veľa času (roky alebo desiatky rokov). V prípade Bennu máme veľmi veľa času,“ povedal astronóm Peter Vereš.

Táto metóda sa úspešne otestovala v roku 2022, keď do mesiaca Dimorphos planétky Didymos cielene narazila sonda DART.

Nápad, ktorý spopularizoval hollywoodsky film Armageddon, kde do asteroidu vyvŕtali hlbokú dieru, aby v nej odpálili jadrovú bombu, vedci príliš nezvažujú. Rozpad kompaktného asteroidu nemožno v takom prípade na 100 % garantovať. V prípade „rubble pile“ hrozí rozlomenie na menšie kusy, ktoré by si to mohli namieriť rovno na Zem. Ak sa hovorí o výbuchu, skôr sa zvažuje možnosť explózie v blízkosti asteroidu (ako spôsob odklonu z kolíznej dráhy).

Fosílie vesmíru

Astronóm Marián Jakubík vysvetľuje, že na počiatku našej slnečnej sústavy sa okolo mladého Slnka sformovala protoplanetárna hmlovina. Z nej neskôr vznikli planéty. Ak planéty nevznikli, uvedený počiatočný materiál sa zakonzervoval v malých planétkach ako Bennu.

Z uvedeného dôvodu sa také vesmírne telesá niekedy nazývajú „fosílie vesmíru“. Na Zemi mnohé prvky z počiatkov slnečnej sústavy chýbajú, pretože neprežili jej roztavené štádium.

„Akákoľvek nová informácia o zložení planétok ako Bennu poskytuje cenné informácie o našom počiatku,“ hovorí Jakubík a dodáva: „Je to pohľad do našej vzdialenej minulosti.“

Existuje predpoklad, že asteroidy ako Bennu, ktoré obsahujú nerasty bohaté na uhlík, mohli byť základom vzniku života na Zemi. Ďalšou možnosťou je, že asteroidy alebo kométy k nám život rovno priniesli. „Uvedenú teóriu panspermie nevieme vylúčiť, na druhej strane nemáme ani dôkazy, že to tak naozaj bolo,“ tvrdí Jakubík.

Podľa ďalšej z teórií život na Zemi vznikol v hlbinách oceánov – bez prispenia asteroidov či komét.

Astronóm Jakubík nemá vedomosť o žiadnom kolegovi zo slovenskej vedeckej inštitúcie, ktorý by mal pracovať priamo so vzorkou z Bennu. „Na NASA nemáme také napojenie, aby k nám do ústavu prišli povedzme dva gramy materiálu,“ vysvetľuje. No ako dodáva, slovenskí vedci sa k výskumu materiálu môžu dostať cez rôzne medzinárodné spolupráce.