Idén om att undvika nedslag av asteroider har varit en framträdande plats i allmänhetens sinne i decennier – särskilt sedan släppet av filmer som Deep Impact och Armageddon. Men är att använda en kärnvapenexplosion det bästa sättet att hantera potentiellt farliga rymdstenar? Absolut inte. Om man får tillräckligt med tid, det finns ett mycket effektivare (och säkrare) sätt att hantera vilket föremål som helst på en kollisionskurs med jorden – en gravitationstraktor. Nu, Dr Yohannes Ketema från University of Minnesota har utvecklat ett flygmönster som gör denna enklaste av alla asteroidförsvarsmekanismer så mycket mer effektiva.

Gravity-traktorer har funnits ett tag. De använder gravitationen hos en konstgjord kropp för att dra ett föremål mot den och ändra dess bana något. Under långa perioder, detta skulle dra ut det farliga föremålet ur den aktuella banan till en säkrare. Det har också fördelen att det inte kräver någon direkt stöt eller explosion på ytan av själva asteroiden. Eftersom många asteroider är "skräshögar, "Sådana direkta kinetiska stötdon eller kärnexplosioner skulle i bästa fall slå isär några av de större delarna av föremålet, men i värsta fall det skulle skapa flera kaotiska banaobjekt som skulle kunna påverka jorden i ännu högre hastigheter.

Designad för att undvika sådana resultat, gravitationstraktorer finns i en av fyra varianter. Den stationära versionen parkerar en relativt tung sond bredvid ett föremål och drar den långsamt in i en annan bana. En version av halo omloppsbana är en sond som sakta cirklar objektet i ett mönster utformat för att trycka det i en specifik riktning. Dessa två första tekniker skulle använda traditionella kemiska raketer för att nå sina mål, men en tredje version – en gravitationstraktor som är utrustad med solsegel – kunde sakta flyttas in i position för att tillåta sonden att knuffa föremålet ur vägen. Till sist, en konstellation av sonder kan samarbeta för att driva ett föremål in på en ny väg.

Dr. Ketemas arbete föreslår att man använder en modifierad version av de stationära och haloomloppstyperna. Den nya omloppsbanan kallas "begränsad keplerisk rörelse, " som involverar att flytta en sond fram och tillbaka på en specifik sida av en asteroid för att försöka tvinga den så mycket som möjligt i en viss riktning. Dr. Ketema föreslog först denna lösning i en tidning från 2017, och han har nyligen släppt ny forskning som förbättrar omloppsbanan genom att minska vikten som krävs i sonden.

Att göra detta, han vände sig till matematisk optimering. I optimeringsproblem, det finns mål och begränsningar. I detta fall, det fanns ett mål (att flytta asteroiden ur en farlig omloppsbana) och tre begränsningar:1) Slå inte direkt på asteroiden, 2) Slå inte asteroiden med thrusters, 3) Ge gravitationstraktorn tillräckligt med tid att utföra sitt arbete. Bästa uppskattningar för den tredje begränsningen verkar vara runt tio år. Sådana långa tidshorisonter visar vikten av tidig upptäckt i asteroidförsvarsstrategier.

Den tidsfaktorn är också viktig på grund av hur lång tid det skulle ta för en gravitationstraktor att nå en asteroid. Eftersom sondens vikt är en viktig faktor för verktygets effektivitet, ju mer bränsle som brinner upp med den (dvs. om sonden måste komma på plats snabbt), desto mindre effektivt kommer det att vara för att dra asteroiden ur kurs.

För att testa sin optimeringsteknik, Dr. Ketema simulerade sin nya gravitationstraktor på en befintlig asteroid—2007 VK184. Även om det snart kommer att passera nära jorden, denna asteroid kommer inte att träffa den. Men genom att placera en gravitationstraktor bredvid den ungefär tio år senare, beräkningar visar att den skulle kunna flyttas in i en ännu säkrare omloppsbana.

Även med denna verkliga simulering, det finns fortfarande några veck att lösa. Först, gravitationstraktorer fungerar inte bra på större föremål eftersom deras effektivitet beror helt på hur deras storlek jämförs med föremålet de försöker flytta. Lyckligtvis, de flesta större asteroider på osäkra banor är redan nära spårade och verkar inte vara på väg mot jorden någon gång snart. Ett mer specifikt problem med modelleringen som görs i tidningen är att asteroider inte har ett sfäriskt gravitationsfält, vilket gör det svårare att beräkna den bästa banan att avleda dem till för att ge en säkrare kurs.

Varje asteroid som potentiellt skulle kunna utgöra en sådan fara skulle studeras mycket noggrant, fastän. Och vilken sond som helst kan sannolikt ha en gravitometer för att studera objektets gravitationsfält i realtid och låta det justera sin omloppsbana därefter. Men alla fördelar som människor skulle få efter denna potentiellt utomordentligt förödande fara är väl värt den tid som ägnas åt att utveckla den.