Op zonne-energie aangedreven laserruimtevaartuig kan voorkomen dat Apophis de aarde in 2036 raakt

In 2004 wekte de aarde die asteroïde Apophis kruiste veel belangstelling toen astronomen aankondigden dat er een kans van 2,7 procent was dat deze de aarde in 2029 zou raken.

De opwinding verstomde toen meer gedetailleerde waarnemingen aantoonden dat Apophis de aarde in 2029 daadwerkelijk zou missen. En toch zou Apophis in 2036 of 2037 nog steeds kunnen toeslaan - we kunnen het gewoon niet weten tot het dichterbij komt.

Een belangrijke vraag is dan wat te doen als astronomen Apophis onze kant op zien komen - wat kunnen we doen om dit 46 miljoen ton zware object weg te duwen?

Vorig jaar hebben we gekeken naar een Chinees plan om de asteroïde af te buigen door er een ruimtevaartuig tegenaan te slaan met een zonnezeil.

Vandaag onthullen Massimiliano Vasile en Christie Maddock van de Universiteit van Strathclyde in Schotland een plan om de asteroïde op te blazen met lasers op zonne-energie, het oppervlak weg te nemen en van ons weg te sturen. [Ons] artikel laat zien hoe significante doorbuigingen kunnen worden verkregen met relatief kleine, gemakkelijk te besturen ruimtevaartuigen, zeggen ze.

Laserablatie is geen nieuw idee. Het basisidee is dat het materiaal dat van het oppervlak van de asteroïde is verdampt, het voortstuwt als raketuitlaatgassen en stuwkracht genereert. Tot nu toe hadden ruimtewetenschappers altijd gedacht dat voor een klus van deze omvang een laser van megawattklasse nodig was, die zou moeten worden aangedreven door een kernreactor.

Dat brengt tal van uitdagingen met zich mee, niet in de laatste plaats het veilig lanceren van een dergelijk apparaat en het omgaan met de enorme hoeveelheid warmte die het produceert.

Maar Vasile en Maddock zeggen dat het een betere optie is om in plaats van een enkele grote laser veel kleine lasers van de kilowattklasse te gebruiken, die elk door de zon kunnen worden aangedreven.

De voordelen zijn legio, zeggen ze. Ten eerste is het probleem van het afvoeren van warmte in de ruimte een serieus probleem en schaalt het niet lineair met de massa. Kleine ruimtevaartuigen zijn gemakkelijker en goedkoper te koelen omdat een kleiner percentage van hun massa moet worden besteed aan radiatoren en aanverwante apparatuur.

Vervolgens hebben lasers op zonne-energie het duidelijke voordeel dat ze geen brandstof nodig hebben en veel eenvoudiger en veiliger te lanceren zijn dan nucleaire apparaten.

En ten slotte geeft het feit dat veel kleine ruimtevaartuigen de asteroïde ablateren meer ruimte voor redundantie. Als er één fout gaat, zijn er meerdere anderen om de kloof te dichten.

Dat wil niet zeggen dat zo'n missie gemakkelijk te realiseren zou zijn. Een belangrijk probleem voor alle ablatieschema's is dat het verdampte gesteente van de asteroïde de optica van het ruimtevaartuig kan bedekken en hun efficiëntie kan verpesten.

Dat is vooral acuut voor ruimtevaartuigen die in een baan rond de asteroïde moeten draaien, zoals die welke spiegels zouden kunnen gebruiken om de zonnestralen op het oppervlak te concentreren, zoals sommige astronomen hebben gesuggereerd.

Maar laserstralen kunnen worden gecollimeerd en dus van veel verder weg gericht. Dat vermindert het risico van geablateerd materiaal enorm.

Dan is er het probleem van asteroïden met zeer excentrische banen, die te ver van de zon verwijderd zijn om een ​​groot deel van hun baan om zonne-energie te kunnen gebruiken. In dit geval zeggen Vasile en Maddock dat ruimtevaartuigen op zonne-energie nog steeds een voldoende grote kick kunnen geven om zo'n asteroïde van ons weg te sturen, mits er voldoende aanlooptijd is.

Vasile en Maddock doen geen poging om de kosten van zo'n missie te berekenen of te vergelijken met de kosten van andere plannen. Het lijdt echter geen twijfel dat de prijs om te voorkomen dat een asteroïde ter grootte van Apophis de aarde raakt, in het niet valt in vergelijking met de kosten van het omgaan met de gevolgen van de inslag zelf.

Deze ideeën klinken vandaag misschien als sciencefiction, maar de enige vraag is niet of we ooit zo'n plan in actie zullen moeten brengen, maar wanneer. Als Apophis in 2036 onze kant op blijkt te komen, is het heel handig om de details al te hebben geschetst.

Referentie: arxiv.org/abs/1206.1336 : Ontwerp van een formatie van op zonne-energie gepompte lasers voor asteroïde-deection

zich verstoppen