1. Varför asteroider påverkar jorden

Varför kolliderar asteroider och meteoroider med jorden? Dessa objekt kretsar runt solen precis som planeterna, som de har gjort i miljarder år, men små effekter som gravitationella knuffar från planeterna kan förskjuta banorna, få dem att gradvis skifta över miljonåriga tidsskalor eller plötsligt flytta om det finns ett nära planetariskt möte. Över tid, deras banor kan korsa jordens väg runt solen. Under årtusendena när en asteroid befinner sig i en jordomloppsbana, det är möjligt att asteroiden och jorden kan befinna sig på samma plats samtidigt. En asteroid måste anlända till skärningspunkten med jordens omloppsbana samtidigt som jorden korsar den punkten för att ett nedslag ska inträffa. Men även jorden är relativt liten jämfört med storleken på asteroidbanor, vilket är anledningen till att asteroidnedslag är så sällsynta.

2. En aktuell fara

Vi visste inte alltid att asteroidnedslag var en modern möjlighet. Faktiskt, denna insikt kom inte förrän forskare började bevisa att många av kratrarna på jorden orsakades av kosmiska effekter snarare än vulkanutbrott (och på liknande sätt för kratrarna på månen). På 1980-talet forskare upptäckte bevis för att dinosauriernas död för 65 miljoner år sedan sannolikt orsakades av en asteroidnedslag. Efter att forskare hittade Chicxulub-kratern i Mexikanska golfen, denna idé blev säkrare. År 1994, världen bevittnade liknande effekter som inträffade i nästan realtid, när fragment av kometen Shoemaker-Levy 9 träffade Jupiter – det var då vi verkligen började förstå att stora asteroidnedslag fortfarande kunde inträffa idag.

3. Frekvens av effekter

Varje dag, ungefär 100 ton interplanetärt rymdmaterial regnar ner på vår planet, det mesta i form av små dammpartiklar. Små planetskräp på storleken av sandkorn, småsten och stenar regnar också ner dagligen i jordens atmosfär, producerar de meteorer – vanligtvis kallade "skjutande" eller "fallande stjärnor - som du kan se på vilken mörk och klar natt som helst. Ibland, Jorden passerar genom tätare strömmar av små skräp som släpps ut från kometer – det är så vi får meteorskurar. Ibland större, stolstora eller till och med bilstora rymdobjekt kommer in i jordens atmosfär och skapar riktigt ljusa meteorer, kallas eldklot eller bolider, som sönderfaller när de exploderar i atmosfären. Väldigt sällan, med några decennier eller så, ännu större föremål kommer in i atmosfären, som det husstora föremålet som strök över himlen över Chelyabinsk, Ryssland, under 2013, producerar ett superljust eldklot och en chockvåg som sprängde ut fönster och slog sönder dörrar.

4. World Asteroid Data Repository

Minor Planet Center har ett blygsamt namn, men det här kontoret har ett stort jobb. Beläget i Cambridge, Massachusetts, och opererar från Smithsonian Astrophysical Observatory, Minor Planet Center (MPC) är världens arkiv för alla observationer och beräknade banor för asteroider och kometer i solsystemet, inklusive all near-earth object (NEO) data. En NEO inkluderar vilken asteroid som helst, meteoroid eller komet som kretsar runt solen inom 18, 600, 000 miles (30 miljoner kilometer) av jordens omloppsbana. Varje gång en astronom observerar en NEO med hjälp av ett teleskop på marken eller i rymden, de skickar sina mätningar av objektets position till Minor Planet Center. MPC:s kompletta uppsättning observationer av ett objekt från observatorier runt om i världen kan användas för att beräkna den mest exakta möjliga omloppsbanan runt solen för objektet för att se om det kan utgöra en risk för nedslag på jorden.

5. Vem söker efter jordnära objekt?

1998, som svar på ett kongressdirektiv, NASA etablerade Near-Earth Object Observations-programmet (NEOO) och har outtröttligt upptäckt, spåra och övervaka objekt nära jorden sedan dess. Flera astronomteam runt om i landet verkar under NASA:s NEO Observations Program, hjälper oss att upptäcka, övervaka och studera NEOs. De observatorier som för närvarande gör de flesta av NEO-upptäckterna är Catalina Sky Survey-teleskopen i Arizona och Panchromatic Survey Telescope And Rapid Reporting System (Pan-STARRS)-teleskopen på Hawaii. NASA:s rymdteleskop NEOWISE upptäcker också NEO:er och tillhandahåller kritiska data om deras fysiska storlek. Ytterligare astronomer med stöd av Near-Earth Object Observations Program använder teleskop för att följa upp upptäckterna för att göra ytterligare mätningar, liksom många observatorier över hela världen. Alla dessa observatörer skickar sina mätningar av NEO-positioner till Minor Planet Center. Centrum för nära-jordens objektstudier, baserad på NASA:s Jet Propulsion Laboratory, använder också dessa data för att beräkna högprecisionsbanor för alla kända objekt nära jorden och förutsäga framtida närmande av dem till jorden, samt potentialen för eventuella framtida effekter.

6. Hur man beräknar en asteroids bana

Forskare bestämmer en asteroids omloppsbana genom att jämföra mätningar av dess position när den rör sig över himlen med förutsägelserna från en datormodell av dess omloppsbana runt solen. Denna modell tar hänsyn till alla kända krafter som verkar på asteroidernas rörelse, består till största delen av solens gravitation, alla planeterna och några av de andra större asteroiderna. Sedan, för varje asteroid, de förfinar omloppsmodellen för att avgöra vad som mest exakt förutsäger de observerade platserna på himlen vid tidpunkterna för dessa observationer. Det är möjligt att beräkna en grov omloppsbana med endast tre observationer, men ju fler observationer som används, och ju längre period som dessa observationer görs, desto mer exakt är den beräknade omloppsbanan och de förutsägelser som kan göras utifrån den.

7. Hitta de stora

NASA:s NEO-observationsprogram började söka på allvar 1998, när endast cirka 500 jordnära asteroider redan var kända. Senast 2010, NASA och dess partners hade identifierat mer än 90 procent av de uppskattade 1, 000 jordnära asteroider som är 1 kilometer eller större. Stora asteroider var första prioritet i NASA:s sökning eftersom en påverkan av någon av dessa kan ha globala effekter. NASA:s sökprogram hittar fortfarande några av dessa stora asteroider varje år, och astronomer tror att det fortfarande finns några dussin att hitta. På grund av NASA:s ansträngningar, 90 % av risken för plötslig, oväntade nedslag av en okänd stor asteroid har eliminerats.

8. Nära tillvägagångssätt

Du kanske har hört talas om en asteroid eller komet som gör en "nära approach" till jorden. Det händer när föremålet i sin naturliga bana om solen passerar särskilt nära jorden. Det finns ingen bestämd regel om vad som räknas som "nära, " men det är inte alls ovanligt att små asteroider passerar närmare jorden än vår egen måne. Det kan tyckas för nära för komfort, men kom ihåg att månen kretsar runt jorden omkring 239, 000 miles (385, 000 kilometer) bort. Om du representerade jorden med en basketboll i en skalenlig modell, Månen skulle vara lika stor som en tennisboll och cirka 21 fot (7 meter) bort – avståndet mellan de två stolparna på ett professionellt fotbollsmål. I denna skala, en 100 meter bred (328 fot bred) asteroid skulle vara mycket mindre än ett sandkorn, ännu mindre än en dammfläck.

9. Studera ett jordnära objekt på nära håll

Det finns för närvarande ett NASA-uppdrag som heter OSIRIS-REx som studerar ett jordnära objekt på nära håll - en asteroid vid namn Bennu. Forskare beräknade nyligen att denna asteroid har en 1 på 2, 700 chans att träffa jorden i slutet av 2100-talet (det är över 150 år bort för nu), men det har ingen chans att påverka någon gång innan dess.

Just nu, OSIRIS-REx kretsar runt asteroiden och studerar dess yta för att förbereda sig för att ta ett prov och återföra det till jorden 2023. Rymdfarkosten studerar också ett fenomen som kallas Yarkovsky-effekten – som är en liten kraft som förskjuter asteroidens bana något när dess Soluppvärmd yta strålar värme tillbaka ut i rymden. Genom att studera Bennu närbild med OSIRIS-REx, forskare kommer att kunna förstå hur mycket värme som strålar ut från de olika delarna av asteroiden, vilket kommer att hjälpa dem att i slutändan bättre förstå Yarkovsky-effekten och bättre förutsäga Bennus omloppsbana och dess möjliga fara för jorden.

10. Asteroidavböjning

Asteroidnedslag är den enda potentiellt förebyggbara naturkatastrofen – förutsatt att vi upptäcker den hotande asteroiden med tillräckligt med ledtid för att lansera ett uppdrag ut i rymden för att avleda den. NASA och dess partners studerar flera olika metoder för att avleda en farlig asteroid. Den mest avancerade av dessa tekniker kallas en kinetic impactor, och ett uppdrag för att demonstrera denna teknik kallas Double-Asteroid Redirection Test (DART), planeras att lanseras 2021.

Självklart, vi kommer inte att blanda oss i en asteroids omloppsbana som kan utgöra en risk för jorden för ett test. Målet för DART är Didymos B, månen för en större asteroid, kallad Didymos A. Rymdfarkosten DART i storleken Smart Car kommer att slå in i Didymos B i fotbollsstadion med en hastighet av 13, 000 mph (22, 000 km/h) för att inte bara bekräfta inriktningssystemets robusthet, men också för att se hur mycket kollisionen förändrar asteroidmånens bana runt Didymos A. Forskare har bestämt B:s bana runt A från marken, och kommer sedan att mäta omloppsbanan igen efter DART-kollisionen för att se hur mycket omloppsbanan har förändrats. Det kommer att berätta för oss hur mycket den kinetiska impactorn skulle kunna förändra en asteroids bana runt solen om vi behövde göra det.

Om en farlig asteroid hittas ett decennium eller mer innan ett potentiellt nedslag, det skulle sannolikt finnas tid att starta ett avlänkningsuppdrag till asteroiden, och vi skulle bara behöva flytta dess omloppsbana med bara en bit - precis tillräckligt för att få den att korsa jordens omloppsbana bara cirka 10 minuter "sena, " så att säga - för att undvika kollisionen med vår planet.