Asteroida Apophis minie Ziemię w 2029 roku. Europa szykuje misję przed NASA

Za niecałe pięć lat niebo ojczyste zyska niecodzienny gość – olbrzymia asteroida przemknie tak blisko naszej planety, że znajdzie się bliżej niż większość satelitów telekomunikacyjnych. Dotychczas tego typu przedsięwzięcia badawcze zarezerwowane były głównie dla amerykańskich instytucji, ale tym razem Europejczycy zamierzają zagrać własną kartą. ESA intensywnie pracuje nad koncepcją misji, która może wyprzedzić NASA w wyścigu o szczegółowe zbadanie jednego z najsłynniejszych obiektów bliskich Ziemi – asteroidy Apophis. To nie tylko kwestia naukowego prestiżu, ale też strategiczny krok w kierunku budowy europejskich kompetencji z zakresu obrony planetarnej.

W 2029 roku ogromna asteroida przeleci rekordowo blisko Ziemi, a europejscy naukowcy chcą wykorzystać tę chwilę lepiej niż kiedykolwiek wcześniej.

Dotąd w takich sytuacjach pierwsze skrzypce grała zwykle NASA. Tym razem to Europa planuje wyprzedzić Amerykanów i przygotować własne, bardzo ambitne badania jednego z najbardziej znanych obiektów bliskich Ziemi – asteroidy Apophis.

Apophis – kosmiczny „przelotowiec”, który kiedyś nas wystraszył

Apophis ma około 340 metrów średnicy, czyli mniej więcej tyle, ile mierzy wysokości Pałac Kultury i Nauki z iglicą. Gdy astronomowie odkryli go w 2004 roku, przez kilka lat należał do grona najbardziej niepokojących obiektów w pobliżu Ziemi. Wstępne wyliczenia sugerowały, że w 2029 roku może naprawdę uderzyć w naszą planetę.

Dalsze pomiary i poprawione modele trajektorii wykluczyły katastrofalny scenariusz. Mimo to Apophis wciąż figuruje wysoko na listach obiektów, które warto śledzić bardzo dokładnie. Nie dlatego, że lada moment ma z nami zderzenie, ale dlatego, że jego przelot da nauce unikalne dane o tym, jak zachowują się takie ciała w ekstremalnie bliskiej okolicy Ziemi.

W 2029 roku Apophis przeleci bliżej niż część satelitów krążących wokół naszej planety – coś takiego zdarza się niezwykle rzadko w historii obserwacji.

Jak blisko znajdzie się asteroida Apophis?

Najciekawszy moment nastąpi 13 kwietnia 2029 roku. Asteroida przeleci wtedy w odległości około 32 tysięcy kilometrów od powierzchni Ziemi. To mniej niż orbita wielu satelitów telekomunikacyjnych na orbicie geostacjonarnej, które krążą w odległości około 36 tysięcy kilometrów.

Dla porównania: Księżyc znajduje się średnio 384 tysiące kilometrów od Ziemi. Apophis minie nas zatem ponad dziesięć razy bliżej niż naturalny satelita. Z powierzchni wielu miejsc na Ziemi obiekt powinien być widoczny gołym okiem jako jasny punkt przesuwający się po niebie.

Tak bliska konfiguracja sprawia, że na Apophis zadziałają bardzo silne siły pływowe ze strony Ziemi. Naukowcy zamierzają sprawdzić, czy pod ich wpływem kształt lub struktura asteroidy choć trochę się zmienią.

Europa nie chce stać z boku: planowana misja do Apophis

Jeszcze kilkanaście lat temu naturalne wydawało się założenie, że dokładne badania przeprowadzi NASA. Teraz sytuacja wygląda inaczej. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) coraz odważniej planuje własne misje do obiektów bliskich Ziemi i chce wykorzystać moment, w którym Apophis przelatuje tak blisko.

W kuluarach ESA mówi się o koncepcjach misji, które obejmują wysłanie sondy na orbitę wokół asteroidy, a nawet próbę zsynchronizowania przelotu statku kosmicznego z jej najbliższym podejściem do Ziemi. Taka konfiguracja pozwoliłaby precyzyjnie mierzyć zmiany prędkości, rotacji i trajektorii Apophis przed i po minięciu planety.

Po raz pierwszy to europejska misja ma szansę jako pierwsza szczegółowo zbadać tak duży i tak blisko przelatujący obiekt bliski Ziemi – zanim zdąży zrobić to NASA.

Dlaczego tak bardzo zależy na tym Europie?

Dla europejskich inżynierów i naukowców to szansa na sprawdzenie technologii przydatnych w przyszłości do obrony planetarnej. Misja do Apophis może przetestować:

• precyzyjne nawigowanie w pobliżu stosunkowo dużej asteroidy,
• długotrwałe śledzenie niewielkich zmian orbity spowodowanych grawitacją Ziemi,
• instrumenty do badania struktury wewnętrznej i składu powierzchni,
• modele numeryczne używane do oceny ryzyka zderzeń w dalekiej przyszłości.

To także sprawa prestiżu. Do tej pory najbardziej medialne misje do planetoid – jak OSIRIS-REx czy DART – miały amerykański rodowód. Jeśli ESA doprowadzi własną misję do Apophis do końca, europejski sektor kosmiczny zyska silny argument, że potrafi samodzielnie prowadzić skomplikowane operacje w pobliżu obiektów potencjalnie zagrażających Ziemi.

Czego nauka spodziewa się po tym przelocie?

Przejście Apophis tak blisko Ziemi to naturalne laboratorium do sprawdzenia, jak dokładnie działają nasze modele grawitacji i dynamiki małych ciał. Asteroida znajdzie się w strefie, w której nawet niewielkie różnice w strukturze jej wnętrza mogą przełożyć się na mierzalne zmiany ruchu.

Naukowcy chcą przy tej okazji porównać różne hipotezy na temat budowy Apophis. Czy to monolityczna bryła skał, czy raczej luźna „gruzowisko” utrzymywane w całość bardzo słabą grawitacją? Od odpowiedzi na to pytanie zależy między innymi to, jak skuteczne byłyby metody zmiany kursu takiej asteroidy w razie realnego zagrożenia.

Jakie dane są najbardziej oczekiwane?

Lista priorytetów jest długa, ale kilka punktów wraca najczęściej:

• mapa powierzchni w wysokiej rozdzielczości, pozwalająca zobaczyć rozkład głazów i kraterów,
• drobne zmiany rotacji asteroidy po minięciu Ziemi, które pokażą, jak silnie zadziałały siły pływowe,
• dokładne pomiary orbity przed i po przelocie, aby przetestować modele przewidywania trajektorii,
• dane o składzie mineralnym, istotne przy ocenie potencjalnego zagrożenia oraz przy planach ewentualnego wykorzystania surowców kosmicznych.

Obserwacje z Ziemi – z użyciem największych teleskopów optycznych i radiowych – na pewno dostarczą wielu informacji. Sonda w pobliżu Apophis mogłaby jednak zobaczyć szczegóły nieosiągalne z naszej planety, a do tego śledzić zmiany w czasie niemal bez przerwy.

Czy istnieje ryzyko zderzenia w przyszłości?

Obecne analizy trajektorii Apophis mówią jasno: w 2029 roku zderzenie z Ziemią nie nastąpi. Późniejsze bliskie spotkania – w kolejnych dziesięcioleciach – również nie wskazują na realne ryzyko, biorąc pod uwagę aktualne dane. Mimo tego astronomowie nie chcą opierać się wyłącznie na obliczeniach sprzed bliskiego przelotu.

Tak silne oddziaływanie grawitacyjne zmieni orbitę asteroidy w sposób, którego nie da się w stu procentach uchwycić z wyprzedzeniem. Dopiero zestawienie danych sprzed i po przelocie, najlepiej z bliska, pozwoli zweryfikować, jak dokładne są nasze modele.

Im lepiej znamy zachowanie Apophis po 2029 roku, tym dokładniej można wyznaczyć ewentualne scenariusze na kolejne stulecia i odnieść je do innych, mniej znanych obiektów.

Co ten przelot oznacza dla zwykłych ludzi?

Z punktu widzenia bezpieczeństwa codziennego życia w 2029 roku nie trzeba robić niczego specjalnego. Nie przewiduje się żadnych bezpośrednich skutków dla infrastruktury ani pogody kosmicznej. Największą niedogodnością mogą okazać się ewentualne krótkie przerwy testowe w pracy części satelitów, jeśli operatorzy zdecydują się na drobne korekty orbit lub manewry bezpieczeństwa.

Za to dla miłośników nieba będzie to wydarzenie porównywalne z bardzo jasną kometą. W sprzyjających warunkach Apophis może być widoczny gołym okiem jako poruszający się punkt, szczególnie nad niektórymi regionami Europy, Afryki i części Azji. Astronomowie amatorzy już planują kampanie obserwacyjne, a producenci teleskopów zapewne przygotują specjalne kampanie marketingowe.

Dlaczego takie misje mają sens także dla Polski?

Choć Polska nie posiada jeszcze własnej dużej agencji kosmicznej z flotą sond międzyplanetarnych, polskie firmy i instytuty coraz częściej biorą udział w międzynarodowych projektach. Misja do Apophis może otworzyć drzwi dla rodzimych inżynierów i naukowców do prac nad:

• oprogramowaniem do przetwarzania danych z instrumentów pokładowych,
• systemami sterowania i diagnostyki,
• analizą trajektorii obiektów bliskich Ziemi,
• projektowaniem miniaturowych czujników i komponentów elektronicznych.

Tego typu doświadczenia bardzo podnoszą kompetencje całego sektora. W przyszłości przekłada się to na konkretne kontrakty i zlecenia, także w projektach, które z pozoru nie mają nic wspólnego z kosmosem – na przykład w zaawansowanych systemach nawigacji, telekomunikacji czy monitoringu środowiska.

Warto też pamiętać, że badania obiektów bliskich Ziemi to nie tylko temat „katastroficzny”. Te same modele, które opisują potencjalne trajektorie zagrożenia, wykorzystuje się przy planowaniu lotów komercyjnych w dalszej perspektywie – chociażby wtedy, gdy prywatne firmy zaczną poważniej interesować się surowcami na planetoidach. Apophis staje się więc poligonem doświadczalnym zarówno dla obrony planetarnej, jak i dla przyszłej gospodarki kosmicznej.