Proberen de inslag van astroïde Apophis te voorkomen

Met een snelheid van dertig kilometer per seconde raast de aarde door het heelal in een baan om de zon. Lang werd gedacht dat de snelweg van de aarde leeg zou zijn. Totdat vorige eeuw werd ontdekt dat talloze rotsachtige objecten de aarde in zijn baan kunnen hinderen, en er zelfs tegenaan kunnen botsen. Dat gevaar dreigt nu. Astronomische wetenschappers werken aan een plan een botsing in 2036 te voorkomen.   

Een asteroïde met een diameter van tien meter explodeerde vorig jaar op 8 oktober op elf kilometer hoogte boven Indonesië. Elizabeth Silber en Peter Brown van de Universiteit van Western Ontario in de Verenigde Staten berekenden enkele dagen daarna de impact van die knal. Zij toonden aan dat de explosieve kracht van deze astroïde drie keer zo groot was als de ontploffing van de atoombom in Hiroshima in de Tweede Wereldoorlog. Had deze explosie op aarde plaatsgevonden dan was de schade niet te overzien geweest. 

De kans is zeer gering dat een asteroïde met een diameter van kleiner dan 25 meter de aarde zal raken. De beschermende werking van de atmosfeer zorgt ervoor dat deze uiteenspatten of volledig verbranden. Echter, het is nog maar honderd jaar geleden dat een kleine asteroïde flinke verwoesting veroorzaakte. In 1908 explodeerde een asteroïde met een diameter van tussen de 30 en 50 meter boven onbewoond gebied in Siberië. Dit ging gepaard met de kracht van ruim 200 Hiroshima-atoombommen,  2000 vierkante kilometer aan bos werd weggevaagd. Dat is twintig keer de oppervlakte van Amsterdam. 

In de wetenschap wordt algemeen aangenomen dat de laatste grote inslag die catastrofaal is geweest voor het leven op aarde, dateert van 65 miljoen jaar geleden. Een asteroïde of komeet met een diameter van tien kilometer is toen ingeslagen op aarde, op de plek waar nu Mexico ligt. Deze inslag heeft meer dan zeventig procent van al het leven op aarde vernietigd, inclusief de dinosaurussen. Daardoor is overigens wel de weg vrijgemaakt voor de evolutionaire ontwikkeling van de mens.    

Wat zijn astroïden?

Asteroïden worden ook wel planetoïden genoemd of kleine planeten. Het zijn objecten van steen en soms van metaal. Deze rotsachtige objecten hebben verschillende vormen en grootten en zij begeven zich net als de aarde in een baan om de zon. De meeste astroïden bevinden zich in de baan tussen Mars en Jupiter, dit gebied wordt daarom de asteroïdengordel genoemd.

Volgens de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA, National Aeronautics and Space Administration, bevinden zich in die asteroïdengordel meer dan 200 kleine planeten met een diameter groter dan 100 kilometer. Ze schatten dat er meer dan 750.000 rondzwerven met een diameter van meer dan een kilometer en daarnaast zijn er nog miljoenen kleinere. 

Er bestaat veel onzekerheid over het ontstaan van deze asteroïden. De huidige theorie van NASA is dat het de overblijfselen zijn van de bouwstenen die de planeten in het zonnestelsel hebben gevormd. De asteroïden kunnen door botsingen onderling of door zwaartekracht van andere planeten uit hun baan worden geslingerd. Sommigen komen zo in de buurt van de aarde. Dat worden aardscheerders genoemd of NEO’s; Near-Earth-Objects. Ook kometen vallen onder de NEO’s, deze bestaan voornamelijk uit stof, gas en ijs en zijn veel zeldzamer in het zonnestelsel dan astroïden, maar niet minder gevaarlijk. 

In de jaren negentig erkende het Amerikaanse congres de mogelijke gevaren van de asteroïden en kometen die te dicht in de buurt van de aarde zwerven. Dit deden zij op basis van de conclusies van het Spaceguard Survey Report, dat NASA op verzoek van het congres in 1992 had opgesteld. NASA kreeg opdracht om negentig procent (het is praktisch onmogelijk om honderd procent in kaart te brengen) van alle objecten met een diameter groter dan één kilometer binnen tien jaar in kaart te brengen. 

NASA ging hier in 1998 officieel mee van start. De Verenigde Staten hebben hierdoor een leidende rol op zich genomen om gevaarlijke objecten uit de ruimte te monitoren. In 2005 is dit onderzoek uitgebreid met de zoektocht naar kleine asteroïden met een diameter van meer dan 140 meter, die mogelijk een gevaar voor de aarde kunnen opleveren. Echter, het geld om kleinere objecten op te sporen is nog steeds niet vrijgemaakt. Wel heeft NASA nu al 85 procent van de grotere objecten opgespoord.

De twee grootste onderzoekprogramma’s van NASA die de hemel afstruinen naar gevaarlijke asteroïden zijn het LINEAR-project (Lincoln Near-Earth Asteroid Research-project) en Catalina Sky Survey (CCS). Zij hebben al duizenden NEO’s in kaart gebracht. Op 14 december 2009 werd de zoektocht naar asteroïden in een stroomversnelling gebracht. Met lancering van de satelliet WISE (Wide-Field Infra-Red Survey Explorer), die is uitgerust met een infrarood telescoop, verwacht NASA duizenden asteroïden te kunnen opsporen. 

WISE ontdekte zijn eerste NEO met een diameter van één kilometer al op 12 januari dit jaar. De teller van het aantal asteroïden die mogelijk een gevaar voor de aarde zijn staat volgens NASA momenteel op 1103. Maar, ondanks alle onderzoekprogramma’s kunnen kleine asteroïden nog steeds ongemerkt heel dicht bij de aarde komen. Zo werd de komst van de asteroïde van tien meter diameter in Indonesië niet opgemerkt.

Gevaar

De zoekprogramma’s richtten zich sinds 2005 voornamelijk nog op de grote en middelgrote NEO’s, maar het gevaar van asteroïden met een diameter kleiner dan 140 meter, zoals die van Indonesië, wordt pas sinds 2009 wereldwijd erkend. Dit was een van de hoofdconclusies van de eerste International Academy of Astronautics Planetary Defense Conference gehouden in Granada, Spanje in april vorig jaar. Naar aanleiding van de conferentie, die werd bijgewoond door 18 landen, verscheen het rapport White Paper, Key points and Recommendations. Daarin staat dat er langzaam vooruitgang wordt geboekt op de gebieden die essentieel zijn voor het detecteren van bedreigingen en het opstarten van een effectieve afweercampagne. Er is te weinig geld voor onderzoek of het ontbreekt in het geheel, concludeert het rapport. Ook wordt er niet genoeg geld vrijgemaakt voor onderzoek naar kleine asteroïden die regionale rampen kunnen veroorzaken.

Er zijn tot nu toe vijftien astroïden ontdekt die een bedreiging voor de aarde kunnen zijn in de komende 50 jaar. Eén ervan werd op 19 juni 2004 ontdekt door de astronomen Roy Tucker, David Tholen, and Fabrizio Bernardi van de door NASA gesponsorde Universiteit van Hawaï. De astroïde heeft een diameter van 400 meter, te vergelijken met de grootte van tweeënhalf voetbalveld.  

De berekeningen geven aan dat deze de aarde zal passeren op vrijdag 13 april 2029. De astroïde heeft de naam Apophis gekregen, de Griekse benaming voor de Egyptische god van vernietiging en duisternis; genaamd Apep. Deze benaming kreeg de kleine planeet toen in 2004 duidelijk werd dat er 2,7 procent kans is dat deze de aarde zal raken in 2029. 

Latere berekeningen hebben de impact in 2029 uitgesloten, maar dan is het gevaar nog niet geweken. Apophis zal op een hoogte van ongeveer 30.000 kilometer rakelings langs de aarde gaan en zal hiermee alle records verbreken. Hij zal zelfs onder satellieten doorschieten en goed waarneembaar zijn in de lucht. Hierna is de gigant niet zomaar weg. Apophis zal de aarde namelijk weer bezoeken op zondag 13 april 2036. De mogelijkheid bestaat dat hij tijdens zijn bezoek in 2029 door de zwaartekracht van de aarde uit zijn koers zal raken, als dit gebeurt dan is een inslag in 2036 onvermijdelijk. Maar die kans, dat Apophis naar de aarde wordt toegetrokken, is volgens de laatste berekeningen van NASA 1 op 250.000. Dit cijfer kunnen de onderzoekers echter pas zeker stellen als Apophis in 2029 de aarde is gepasseerd. 

Rusland is somberder

Russische wetenschappers zien de toekomst met Apophis veel somberder in. Het hoofd van het Russische ruimtevaartbureau Roskosmos, Anatoly Perminov, gaf op 30 december 2009 een interview op de Russische radio. Daarin zei hij dat, volgens een wetenschapper die hij anoniem wil houden, het zeker is dat Apophis met aarde gaat botsen. De Russische wetenschappers zullen binnenkort vergaderen over de kwestie. 

Volgens Anatoly Perminov  zal Rusland het voortouw moeten nemen in de bouw van een ruimteschip die de astroïde uit zijn koers zal brengen. Perminov hoopt op samenwerking met Europa, Amerika en China. Dat de Russen de zaak zo serieus nemen is niet gek. Want, mocht Apophis de aarde raken dan is volgens NASA de impact daarvan vergelijkbaar met de kracht van 60.000 Hiroshima atoombommen. 

Dr. William Ailor, van de Amerikaanse Aerospace Corporation, stelde op 1 januari 2010 in een interview met de Canadese krant The Toronto Star, dat de kans van 1 op 250.000 op een inslag best wel hoog is om met de aarde te gokken. Hij vindt dat er niet te lang gewacht mag worden om actie te ondernemen. In datzelfde artikel zegt Donald K. Yeomans, manager van NASA’s NEO-Program Office dat zij pas de beslissing tot handelen kunnen nemen als Apophis eind 2012, begin 2013 op een afstand van 14 miljoen kilometer langs de aarde gaat. Op dat moment kunnen ze de baan van Apophis nauwkeurig berekenen en kunnen ze met meer zekerheid zeggen of Apophis de aarde gaat raken in 2036. Volgens Ailor gaat een missie om Apophis uit vermoede ramkoers te halen zo’n 80 miljard dollar kosten. Het jaarlijkse budget voor NASA is momenteel 17 miljard dollar.     

In het onderzoeksrapport Scenarios for Dealing with Apophis dat in 2007 door Donald B. Gennery van American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) wordt uiteengezet hoe er het best gehandeld kan worden als de astroïde de aarde nadert voor 2029. Een ruimtevaartuig zou met de astroïde kunnen botsen (kinetic method) of de astroïde kan door middel van lichte aantrekkingskracht van het ruimtevoertuig uit koers worden gebracht (gravitational-tractor method). 

In het rapport staat verder dat er op zijn vroegst in 2020 moet worden gestart met het lanceren van de ruimtevaartuigen. Maar als Apophis de aarde al is gepasseerd in 2029, dan wordt het moeilijker om een van deze methodes toe te passen. De astroïde zal dan hoogstwaarschijnlijk moeten worden vernietigd door middel van een atoombom. De kosten om Apophis tegen te houden na 2029 zijn ook vele malen hoger dan voor die tijd. Mocht de astroïde als reëel gevaar worden geduid, dan betekent dit dat er nu nog tien jaar de tijd is om een gigantisch ruimtevaartproject in leven te roepen en binnen de financiële perken te houden.  

Europa komt met Don Quichote

European Space Agency (ESA) neemt de dreiging van asteroïden serieus. Zij zijn bezig met onderzoek om de kans te verkleinen dat de aarde in de toekomst wordt geraakt. Dit Don Quichote-project bevat de lancering van de twee ruimtevaarttuigen Hidalgo en Sancho. Hidalgo moet met grote snelheid op een voor de aarde niet gevaarlijke astroïde te pletter slaan en Sancho zal vervolgens de effecten van de impact registreren. Hij zal onder andere meten wat voor gevolgen de impact heeft op de baan van de asteroïde.   

Maar voorlopig ontbreekt het geld voor het Don Quichote-project en is de technologie om een huidige dreiging te onderscheppen ontoereikend. Toch is de kans dat de aarde wordt geconfronteerd met een ontploffing van een asteroïde gelijk aan die in Siberië in 1908 in de nabije toekomst hoogstwaarschijnlijk, stelde recent onderzoek. Dit rapport Defending Planet Earth: Near-Earth Object Surveys and Hazard Mitigation Strategies Final Report werd gepubliceerd op 22 januari 2010. De onderzoekers van  National Research Council werkten in opdracht van het Amerikaanse congres. 

Omdat de dreiging er is, moeten er betere telescopen worden gebouwd. Zowel voor in de ruimte als op de grond. Zodat ook de kleine gevaarlijke asteroïden kunnen worden gevonden. Daarnaast stelt het rapport dat er meer onderzoek gedaan moet worden naar de mogelijkheden om een gevaarlijke asteroïden te onderscheppen. De onderzoekers vinden dat de VS de leiding moeten nemen om een internationale instantie op te richten die plannen ontwikkeld voor het omgaan met gevaarlijke asteroïden. 

Een begroting van 50 miljoen dollar per jaar voor NASA zou voldoende moeten zijn om de doelen te halen. Alle gevaarlijke asteroïden kunnen daarvan worden opgespoord. Maar, met 250 miljoen dollar per jaar zou NASA alle onderzoeksgebieden rondom asteroïden inclusief een Don Quichote-achtige missie kunnen bekostigen. Het nieuwe budget voor NASA wat betreft het zoeken en catalogiseren van gevaarlijke asteroïden is echter gestegen van 3,7 miljoen dollar naar 16 miljoen dollar. Een grote stijging, maar volgens de aanbevelingen van het rapport lang niet voldoende om het gevaar van de asteroïden tegen te gaan.