Poza układem Ziemia-Księżyc znane są tysiące planetoid zwanych Obiektami Nisko Ziemi. Te skały okresowo przecinają orbitę Ziemi i zbliżają się do Ziemi. W ciągu milionów lat niektórzy nawet zderzają się z Ziemią, powodując masowe wymieranie. Nic więc dziwnego, dlaczego Centrum Badań Obiektów Nisko Ziemi (CNEOS) NASA zajmuje się monitorowaniem większych obiektów, które czasami zbliżają się do naszej planety.
Jednym z tych obiektów jest 2012 TC4, mały i podłużny NEO, który został zauważony po raz pierwszy w 2012 roku podczas bliskiego przelotu Ziemi. Podczas ostatniego przelotu - który odbył się w czwartek 12 października 2017 r. - międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez naukowców z NASA wykorzystał okazję do przeprowadzenia pierwszego międzynarodowego ćwiczenia w celu przetestowania globalnych reakcji na zbliżające się uderzenie asteroidy.
Ćwiczenie to było znane jako „kampania obserwacyjna TC4”, która rozpoczęła się w lipcu ubiegłego roku i zakończyła lataniem asteroidy. Wszystko zaczęło się, gdy astronomowie z Obserwatorium Paranal w Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO) w Chile użyli bardzo dużego teleskopu (VLT) do odzyskania TC4 z 2012 roku. Kiedy asteroida ostatecznie zbliżyła się do Ziemi w połowie października, minęła Ziemię w odległości 43 780 km (27 200 mil).
Cel tego ćwiczenia był prosty: odzyskać, śledzić i scharakteryzować prawdziwą asteroidę tak, jakby mogła zderzyć się z Ziemią. Ponadto ćwiczenie było okazją do przetestowania Międzynarodowej Sieci Ostrzegania o Asteroidach, która prowadzi obserwacje potencjalnie niebezpiecznych planetoid, próbuje modelować ich zachowanie, przewidywać i dzielić się tymi odkryciami z instytucjami na całym świecie.
12 października TC4 przeleciał przez Ziemię w odległości około 0,11 razy większej niż Ziemia i Księżyc. W miesiącach poprzedzających przelot astronomowie z USA, Kanady, Kolumbii, Niemiec, Izraela, Włoch, Japonii, Holandii, Rosji i Południowej Afryki śledzili TC4 z ziemi. Jednocześnie teleskopy kosmiczne badały orbitę, kształt, obrót i skład planetoidy.
Detlef Koschny jest współzarządzającym segmentem obiektów w pobliżu Ziemi w programie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) w zakresie kosmicznej świadomości sytuacyjnej. Jak zacytowano go w ostatniej informacji prasowej NASA:
„Ta kampania była doskonałym testem prawdziwego zagrożenia. Dowiedziałem się, że w wielu przypadkach jesteśmy już dobrze przygotowani; komunikacja i otwartość społeczności była fantastyczna. Osobiście nie byłem wystarczająco przygotowany na wysoką reakcję opinii publicznej i mediów - byłem tym pozytywnie zaskoczony! To pokazuje, że to, co robimy, jest istotne. ”
Na podstawie swoich obserwacji naukowcy z CNEOS - który znajduje się w Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii - byli w stanie określić wszystkie niezbędne cechy TC4. Obejmowało to jego dokładną orbitę, odległość, jaką miałby pokonać Ziemię 12 października, i rozeznać, czy istnieje jakakolwiek możliwość przyszłego uderzenia. Jak wyjaśnił Davide Farnocchia, członek CNEOS, który kierował wysiłkiem ustalenia orbity asteroidy:
„Wysokiej jakości obserwacje z teleskopów optycznych i radarowych pozwoliły nam wykluczyć wszelkie przyszłe oddziaływania między Ziemią a 2012 TC4. Te obserwacje pomagają nam również zrozumieć subtelne efekty, takie jak ciśnienie promieniowania słonecznego, które może delikatnie popychać orbitę małych asteroid. ”
Wiele obserwatoriów poświęciło także swoje teleskopy optyczne na badanie prędkości obrotowej TC4. Jak zauważyła Eileen Ryan - dyrektor Obserwatorium Magdaleny Ridge, która przeprowadziła obserwacje rotacji planetoid - „Kampania rotacyjna była prawdziwym wysiłkiem międzynarodowym. Mieliśmy astronomów z kilku krajów, którzy pracowali razem jako jeden zespół, aby zbadać zachowanie TC4 podczas upadku ”.
Odkryli, że mała asteroida obraca się powoli, co było dość zaskakujące. Podczas gdy małe asteroidy zwykle obracają się bardzo szybko, TC4 miał okres rotacji wynoszący zaledwie 12 minut, a także wydawał się wirować. Inne obserwacje ujawniły kilka interesujących rzeczy na temat kształtu TC4.
Zostały one przeprowadzone przez astronomów korzystających z anteny NASA Goldstone Deep Space Network w Kalifornii oraz teleskopu Green Bank Obserwatorium Narodowego Radio Astronomy w Zachodniej Wirginii. Ich odczyt pomógł doprecyzować szacunkowe rozmiary asteroidy, wskazując, że jest ona wydłużona i mierzy około 15 metrów (50 stóp) długości i 8 metrów (25 stóp) szerokości.
Określenie składu TC4 było trudniejsze. Z powodu niesprzyjających warunków pogodowych, które zbiegły się z przelotem, instrumenty takie jak NASA Infrared Telescope Facility (IRTF) w Obserwatorium Mauna Kea na Hawajach nie były w stanie dobrze przyjrzeć się asteroidzie. Jednak widma uzyskano na asteroidzie, która wskazała, że ma skaliste ciało, co oznacza, że jest to asteroidy typu S.
Zazwyczaj elementy naziemne określają skład asteroidy na podstawie ich koloru. Podczas gdy ciemne asteroidy są znane z tego, że są bogate w węgiel (typu C), jasne asteroidy składają się głównie z minerałów krzemianowych (typu S). Jak wyjaśnił Lance Benner, który prowadził obserwacje radarowe w JPL:
„Radar ma zdolność identyfikowania asteroid z powierzchniami wykonanymi z wysoce odblaskowych materiałów skalistych lub metalowych. Byliśmy w stanie wykazać, że właściwości rozpraszania radaru są spójne z jasną skalistą powierzchnią, podobną do konkretnej klasy meteorytów, które odbijają aż 50 procent padającego na nie światła. ”
Oprócz kampanii obserwacyjnej NASA wykorzystała najnowszy przelot TC4 jako okazję do przetestowania komunikacji między obserwatoriami, a także wewnętrznego systemu przesyłania wiadomości i komunikacji, który jest obecnie stosowany. Sieć ta łączy różne agencje rządowe z organem wykonawczym i wchodzi w grę w przypadku przewidywanej awarii.
Według Vishnu Reddy, adiunkta z Uniwersytetu Księżycowego i Planetarnego Uniwersytetu Arizony, który prowadził kampanię obserwacyjną, ten aspekt ćwiczenia „pokazał, że możemy zorganizować dużą ogólnoświatową kampanię obserwacyjną w krótkim czasie i skutecznie komunikować wyniki. „Michael Kelley, kierownik ćwiczenia TC4 w centrali NASA w Waszyngtonie, dodał:„ Jesteśmy dziś znacznie lepiej przygotowani do radzenia sobie z zagrożeniem potencjalnie niebezpieczną asteroidą niż przed kampanią TC4 ”.
Ostatni, ale nie mniej ważny, był sposób, w jaki ćwiczenie połączyło naukowców i instytucje z całego świata w jednym celu. Jak wskazał Boris Shustov - dyrektor naukowy Instytutu Astronomii Rosyjskiej Akademii Nauk, który również był częścią ćwiczenia - ćwiczenie było świetnym sposobem na sprawdzenie, w jaki sposób instytucje naukowe na świecie przygotowują się do ewentualnej asteroidy wpływ:
„Kampania TC4 2012 była doskonałą okazją dla naukowców do wykazania chęci i gotowości do wzięcia udziału w poważnej współpracy międzynarodowej w zakresie potencjalnego zagrożenia dla Ziemi stwarzanego przez nowych operatorów. Z przyjemnością obserwuję, jak naukowcy z różnych krajów skutecznie i entuzjastycznie współpracowali na rzecz wspólnego celu oraz że rosyjsko-ukraińskie obserwatorium w Terskolu było w stanie przyczynić się do tego wysiłku. W przyszłości jestem przekonany, że takie międzynarodowe kampanie obserwacyjne staną się powszechną praktyką. ”
W przypadku, gdy asteroida blisko Ziemi może faktycznie stanowić zagrożenie dla Ziemi, dobrze jest wiedzieć, że wszystkie systemy śledzenia, monitorowania i alarmowania, które posiadamy, są w dobrym stanie. Jeśli chcemy zaufać losowi ludzkiej cywilizacji (i być może całego życia na Ziemi) zaawansowanemu systemowi ostrzegania, sensowne jest, aby wszystkie błędy zostały wcześniej rozwiązane!
Kampania obserwacyjna TC4 jest sponsorowana przez Biuro Koordynacji Obrony Planetarnej NASA, które z kolei jest zarządzane przez Wydział Nauk Planetarnych Dyrekcji Misji Naukowej w siedzibie NASA w Waszyngtonie, D.C.
