小惑星から地球を守るための新しい方法を物理学者が提案

小惑星から地球を守るための新しい方法を物理学者が提案天文・宇宙

2013年2月、世界中のスカイウォッチャーが注目したのは、直径約150フィート(50メートル)の隕石、小惑星2012 DA14でした。

この小惑星は、私たちに衛星テレビを提供する宇宙船よりも地球に近いところを飛行する予定でした。

しかし、数十年に一度の大イベントに備えていた彼らは、別の天体の破片が、より直接的な方向に向かって地球に衝突していることを知る由もありませんでした。

2013年2月15日、直径約62フィート(19メートル)の「チェリャビンスク隕石」が、地球の大気に浅い角度で突入し、ロシアのチェリャビンスク市の上空で爆発したのです。

この爆発により、窓ガラスが割れ、建物が損傷し、2,000人近くが負傷しましたが、幸いにも死者は出ませんでした。

カリフォルニア大学サンタバーバラ校の物理学教授であり、2012 DA14の地球接近を予想していた多くの科学者の一人であるPhilip Lubin氏は、「その日、全く独立した2つの小惑星が接近していたことが判明しました。もう1つは、来ることさえ知らなかったのです。」

Lubin氏や彼のような科学者にとって、今回のような事件は、強固な惑星防衛、つまり潜在的に危険な小惑星や彗星の検出、追跡、特徴の把握、そして最終的な防衛の重要性を強調するものです。

チェリャビンスクのような都市を脅かす出来事は、50年から100年に一度という稀なケースですが、壊滅的な被害をもたらす可能性があります。

最近の例では、1908年に東シベリアで発生したツングースカ大爆発があり、数百平方マイルの森林が破壊されました。

例えば、約6,600万年前に恐竜を絶滅させたチクシュルーブ・インパクターや、最近(1万2,800年前)に発生したエアバーストは、広範囲に渡って燃焼を引き起こし、ヤンガードリアスと呼ばれる「寒冷期」の始まりとなったように、大量絶滅の危機をもたらす天体は、稀ではありますが、可能性はあります。

近い将来、より大きな天体が地球に接近する可能性は否定できません。

直径1,214フィート(370メートル)の小惑星アポフィスは2029年4月の13日の金曜日に、直径1,608フィート(490メートル)の小惑星ベンヌは2036年に、それぞれ地球に接近する予定だといいます。

地球に衝突することはありませんが、軌道が比較的小さく変化するだけで、「キーホール」と呼ばれる重力のポケットに入り、地球に向かってより直接的な軌道をとる可能性があります。

「重力のキーホールを通過すれば、次の周回で地球に衝突するのが一般的です。」とLubin氏は言います。

惑星防衛の戦略は、脅威を理解するためのより良い方法の研究から、潜在的な危険物をそらしたり軌道を変えたりする取り組みへと発展してきました。

その中には、レーザーを使って脅威となる物体を地球の邪魔にならないように押し出すことを提案したLubin氏のグループの戦略も含まれています。(レーザーを使った惑星防衛の詳細については、同グループのウェブサイト

Lubin氏と共同研究者のAlexander Cohen氏は、Advances in Space Research誌に投稿した終末期の惑星防衛に関する2つの論文と、Scientific American誌に掲載されたオピニオン記事の中で、危険な地球外のスペースデブリに対処するためのより積極的な方法を提示しています。

このプロジェクトは、親しみを込めて「Pulverize It」の略である「PI」と呼ばれています。

避けられない事態に備える。やるか、やらないか?

Lubin氏は、「死と税以外に確実なものはないとよく言われますが、このリストに人類の滅亡も加えることができます。太陽系内には、『地球』と書かれた大きな小惑星や彗星が潜んでいます。それがどこにあるのか、いつ衝突するのかはわかりません。」と述べています。

この113年の間に、地球は2つの大きな小惑星に衝突しています。

もし大都市の上に衝突していたら、何百万人もの人々の命が脅かされていたかもしれません。

しかし、人類は幸運でした。

このような現実的な脅威を考慮して、今こそ真剣に惑星防衛計画を立案し、実行すべきだと研究者たちは言います。

「PI」は、究極の環境保護プログラムへの論理的かつ費用対効果の高いアプローチを可能にします。

小惑星を切り刻む

PI戦略の鍵となるのは、爆発物を詰めたペネトレータ・ロッドの配列を小惑星の進路上に配置し、脅威となる物体を「切り刻む」ことです。

直径約10〜30cm、長さ6〜10フィートのペネトレータ・ロッドは、小惑星や彗星の核が猛スピードで衝突すると、それを断片化します。

研究者によると、重要なのは、物体をそらすのではなく、地球に衝突させるという戦略です。

まず、小惑星を家の大きさほどの小さな破片に分解し、その破片を地球の大気圏に突入させるのです。

大気圏はエネルギーを吸収し、家の大きさの破片をさらに蒸発させて、地面に落ちないような小さな破片にすることができます。

元々の小惑星は、小さな破片が分散した大きな雲として大気圏に突入するため、衝突時のエネルギーが空間的にも時間的にも分散され、それぞれの破片が作り出す爆風波の相関性が失われます。

これにより、脅威は壊滅的なものから、光と音を伴った「花火」のようなものへと大幅に軽減されます。

「危険な大きな出来事を、無害な小さな出来事の束に減らすことができれば、結果的に脅威を軽減することができるのです。」とCohen氏は言います。

「この方法のユニークな点は、応答時間が非常に短いことです。小惑星を避ける方法のような他の技術が抱えている問題は、応答時間が非常に限られていることです。言い換えれば、小惑星が地球に接近するずっと前に、その脅威を逸らすための人員を確保しなければならないということです。」とLubin氏は付け加えます。

その代わりに、PIの『slice and dice』方式は、小惑星や彗星が地球に接近する際に迎撃し、SpaceX社のFalcon 9やNASAのSLSなど、現在すでに存在している打ち上げロケットで、より大きなターゲットに展開することができます。

物理学者の計算によると、チェリャビンスク隕石のような小さなターゲットは、ICBM迎撃機に似たはるかに小型のロケットを使って、衝突のわずか数分前に迎撃することができ、小惑星アポフィスのようなより深刻な脅威をもたらすターゲットは、衝突のわずか10日前に迎撃することができます。

これほど短い時間での緩和策は、前例のないことだといいます。

©Alexander Cohen

最良の防御は最良の攻撃

このプログラムのもうひとつの目的は、地球を守るための積極的なアプローチを考えることだと研究者たちは言います。

「将来の病気を防ぐためにワクチンを接種するのと同じように、ペネトレータ・ロッドの配列をワクチン注射の針のように使って地球にワクチンを接種し、将来の壊滅的な生命の損失を防ぐことができるのです。」とLubin氏は言います。

この方法では、同じシステムを使って、小惑星のアポフィスやベンヌのような脅威となる天体を積極的に排除し、未来の世代を守ることができます。

「小惑星アポフィスやベンヌのような大型の脅威的な天体が非常に深刻であることはあまり知られていません。地球上のすべての核兵器が数秒で爆発することを想像してみてください。PIを使えば、このシナリオを防ぐことができます。」

Lubin氏とCohen氏によると、この新しいアプローチは、惑星防衛をかなり実現可能なものにし、「PIのように簡単」であり、強固な惑星防衛システムへの論理的なロードマップを可能にします。

「非常に迅速な対応が可能になります。技術的な障害は何もありません。現行のロケットや今後登場するロケットとの相乗効果も期待できます。」とLubin氏は言います。

さらに、この方法は「将来の月面作戦と大きな相乗効果をもたらす」とし、月が「前方の作戦基地」として機能する可能性があるとしています。

「人類は最終的に自分たちの運命をコントロールすることができ、惑星防衛を気にしなかった以前の地球の住人である恐竜のように、将来の大量絶滅を防ぐことができるのです。」

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