Kutsumata külalised kosmosest – kes pakuks kaitset?
15. veebruaril helises paljude inimeste peas äratuskell – siis, kui Tšeljabinski kohale taevasse ilmus tulekera ja käis tugev plahvatus, mis purustas kuues linnas 3000 hoonel aknad ja vigastas klaasikildudega üle 1200 inimese. Samal päeval kihutas kosmilisel kiirusel meie koduplaneedist rekordiliselt lähedalt mööda ka asteroid 2012DA14. Inimestel kerkis küsimus – mis toimub? Ja kas Maa elanikel on selliste külaliste eest mingit kaitset loota?
Maailm muretseb – ning õigusega. Muretsetakse Põhja-Korea tuumakatsetuste ja Iraani tuumaprogrammi pärast, kuid need ei ole kahjuks ainukesed ohud siin maamunal. Peame oma silmad jalgealuselt kiilasjäält tõstma ja üles taeva poole ja vaatama, kas piltlikult öeldes ei ripu meie pea kohal mõni jääpurikas. Tegelikult on kosmos, kus rändab ka meie koduplaneedike, võrreldav lahinguväljaga, kus lendavad nii püssi- kui ka mitmesuguse kaliibriga „kahurikuulid”, või ka suurlinnaga, kus puuduvad foorid ja liiklusereguleerijad.
Päikesesüsteemi loomaaed
Jah, suured liiklejad ehk planeedid kulgevad kindlatel radadel nagu trammid rööbastel, kuid nende vahel sebivad väiksemad – autod ja mootorrattad, jalgratastest rääkimata –, milleks on Päikesesüsteemi väikekehad – asteroidid, meteoroidid ja komeedid. Neid võib vaadelda ka kui 3,6 miljardit aastat tagasi toimunud Päikesesüsteemi ja tema planeetide rajamise-ehitamise käigus üle jäänud ehitusmaterjali ja -prahti, mis on ehitusplatsile vedelema jäänud. Peatöövõtja-ehitusmeister oli muidugi ülemaailmne gravitatsioonijõud. Suuremad objektid nagu planeedid vormis ta kerakujulisteks, kuid väiksemad, alla 1000 km läbimõõduga, jäid mõningase rauasisaldusega korrapäratu kujuga kivilahmakateks.
Komeedid on samuti tahke tuumaga tolmused jäätükid, mille pealmised kihid Päikesele lähemal liikumise ajal aurustuvad ning moodustavad päikesekiirguse rõhu toimel iseloomuliku hiigelsuure väljavenitatud gaasi- ja tolmupilve. Komeedid saabuvad meie juurde Päikesesüsteemi kaugetelt äärealadelt, liiguvad väga suure kiirusega (kuni 60 km/s; mis on ka nende ohtlikkuse peamisi põhjusi) mööda eriti väljavenitatud elliptilist orbiiti.
Asteroidid on kõik tahked, kuigi planeetide hulgas on ka gaasikerasid. Asteroidid paiknevad peamiselt nn asteroidide vöös Marsi ja Jupiteri vahel ning liiguvad peaaegu ringikujulistel orbiitidel kiirusega umbes 20–30 km/s, mis ühtlasi tingibki nende suure kineetilise energia ning purustusjõu. Asteroidide mõõtmed varieeruvad suurtes piirides, kusjuures reeglina on nende hulk seda suurem, mida väiksemad on nende mõõtmed. Ohu seisukohast pälvivad peamist tähelepanu üle 1 km läbimõõduga asteroidid ning nende üldarvu hinnatakse umbes 1–2 miljoniga ning neist võivad Maa lähedusse sattuda kuni 7000 ning nende hulgas võib olla suuri (üle 1 km) umbes 500 kuni 1000 tükki. Oma suhtelise väiksuse tõttu võrreldes planeetidega hakati neid teleskoopides nägema alles 19. sajandil ning algul peetigi neid planeetideks ning termini „asteroid” võttis kasutusele W. Herschel alles sajandi lõpul. Asteroidi ametlik nimi sisaldab järjekorranumbrit, mida tavakõnes tihti jäetakse ära, ning mõne üldtuntud isiku või objekti nime.
Asteroidide nimedest on Eestiga seotud paarkümmend, näiteks: TMi kauaaegse kaasautori Tuvikese nimega asteroid 768 Tuvikene, siis 11577 Einasto, 2090 Öpik, 4087 Part (ingl k ei tunnista ju ä-tähte!), aga ka muidugi asteroid 1541 Estonia.
Eriti väikesi, alla 10 m asteroide nimetatakse tavaliselt meteoroidideks. Tänu atmosfäärile oleme me nende eest üsna hästi kaitstud, sest suure kiiruse ja hõõrdumise tõttu nad kuumenevad atmosfääris ja süttivad ning põlevad ära enne Maani jõudmist. Atmosfääris põledes kannab ta nime meteoor, suurema tulekera korral ka boliid (ka Tšeljabinski oma), maapinnale jõudnud osi nimetatakse juba meteoriitideks.
Asteroidide autogrammid
Kuna Päikesesüsteemis liikluse reguleerijaid ei ole, kuigi iga keha täidab liikudes küll Kepleri ja Newtoni seadusi, siis teiste liiklejatega ta ei arvesta, ja seetõttu on vältimatud kokkupõrked, mis jätavad endast Maale oma mõlgid – kraatrid. Teleskoop näitab, et kõik taevakehad on oma kaasliiklejate müksudest rõugearmilised. Kuu puhul piisab selles veendumiseks isegi binoklist, Maa peal ei paista kraatrid eriti silma. See tuleneb sellest, et ilmastik ja erosioon kustutavad pika aja jooksul enamiku neist kokkupõrgete jälgedest, eriti ookeanides. Erakordselt hästi säilinud kraatri näiteks on Barringeri kraater Arizonas, mille tõttu on ta üheks turistide lemmikobjektiks. Kraatri läbimõõt on 1200 m ning sügavus 174 m.
Üldreeglina toimuvad kokkupõrked seda harvemini, mida suurem on asteroidi läbimõõt ja energia. Kui keskmiselt iga 500 000 aasta järel tabab Maad 1 km läbimõõduga asteroid, siis 5 km asteroid teeb seda 20 miljoni aasta järel ning 10 km asteroid vaid 66 miljoni aasta möödumisel. Teadlaste arvestuste kohaselt on viimase 600 miljoni aasta jooksul Maad tabanud 60 asteroidi, mille läbimõõt on 5 km või üle selle. Sellise kokkupõrke korral vabanev energiahulk võrdub vähemalt 10 miljoni megatonni TNTga (miljon kaasaegset tuumapommi!) ning jätab kraatri läbimõõduga 95 km. Nii suured kokkupõrked võivad tekitada globaalseid katastroofe ja elusolendite massilisi väljasuremisi. Üks viimane sellistest toimus Yucatani poolsaarel Mehhikos ning põhjustas 75% elusolendite liikide väljasuremise, nende hulgas dinosauruste hävimise.
Mis toimub kokkupõrke tagajärjel? Üks olulisi nähtusi on metsade ning taimestiku põlemine ja tohutute koguste mulla ning suitsu atmosfääri paiskumine, mille tulemusena saabub pimedus, taimestiku hävimine ja populatsiooni toiduahela katkemine. Seejärel kujunevad tingimused suureks nn kasvuhooneefektiks ning kliima ülekuumenemiseks. Kui asteroid kukub ookeani, võib tekkida kõikepurustav hiidlaine. Üldse on taoline eluslooduse massiline väljasuremine Maal toimunud koguni viiel korral ning võib-olla mõnelegi neist on kaasa aidanud ka kokkupõrkest asteroidiga tingitud kliimamuutused.
Kas Eesti meeldib asteroididele?
On jäänud selgusetuks, miks Eestis on niipalju asteroidi-/meteoriidikraatreid pinnaühiku kohta – rohkem kui kusagil mujal maailmas. Kuulsaim neist on muidugi Kaali kraatriväli Saaremaal, mis koosneb ühest peakraatrist läbimõõduga 110 m ning sügavusega 22 m ja kaheksast väiksemast 12–40 m läbimõõduga 1–4 m sügavusest kraatrist. Umbes 50tonnine meteoor lendas kirdest kiirusega 10–20 km/s ja plahvatas 5–10 km kõrgusel kildudeks ning paiskas õhku 80 000 kuupmeetrit pinnast. Kraatri vanuse üle käivad vaidlused, kuid iriidiumi sisaldus ümbritsevas pinnases lubab järeldada, et see toimus umbes 2500 aastat tagasi. Kaali meteoroidi peetakse ka üheks suuremaks, mis on üldse langenud asustatud alale. Eestis on ka hiigelsuur 21 km läbimõõduga Neugrundi kraater, mille vanuseks peetakse 535 miljonit aastat. Aga pisikese Eesti pinnal on ju veel ka Ilumetsa kraatrid, Tsõõrikmäe kraater, Simuna kraater ja 4 km läbimõõduga Kärdla kraater.
Kaasaja võimsaim plahvatus toimus 1908. aastal Siberis Tunguusi jõe piirkonnas, kus külaline (asteroid või komeet) kosmosest ilmus nähtavale 5–10 km kõrgusel mitmekilomeetrise läbimõõduga tulekerana, plahvatuse ja kõuemürina saatel, mida oli näha ja kuulda tuhandete kilomeetrite kaugusel. Infraheli sagedusega lained läbisid terve maakera. Plahvatuse lööklaine niitis metsa maha 2100 km2 ulatuses. Plahvatuse jõuks hinnatakse vähemalt 10 miljonit megatonni TNTd. Plahvatusega kaasnesid ka erakordselt tugevad magnetvälja häired. Kuna meteoriidikilde ei õnnestunud leida, siis levisid sündmusest mitmesugused spekulatiivsed ulmesse ulatuvad hüpoteesid. Palju on jäänud tänaseni lahendamata.
Kosmiline piirivalve Spaceguard töötab
Kosmosekülalised koputavad/prõmmivad meie kodu uksele juhuslikult, siis kui nad ise heaks arvavad, meile sellest eelnevalt ette teatamata. Kõigepealt oleks vaja registreerida potentsiaalsed piiriületajad ning teada saada, millal ja kuhu nad soovivad sisse pääseda. Õnneks on tänapäeval tehnika jõudnud nii kaugele, et seda on põhimõtteliselt võimalik kindlaks teha. See on küll väga töömahukas ning nõuab suure hulga ressursside, spetsialistide ning tehnika mobiliseerimist, kuid on rikastele riikidele siiski jõukohane. Sellekohase otsuse tegi ka USA Kongress 1991. aastal, eraldades asteroidide loendamise ning arvelevõtmise koondprogrammi Spaceguard tarbeks igal aastal 30 miljonit dollarit. Programmiga teevad koostööd ka Jaapani ja ELi (Saksamaa) teadlased.
Asteroidide arvelevõtmiseks tuleb suunata võimalikult suur hulk laia vaateväljaga teleskoope ning radareid automaatrežiimis taevast skaneerima ning võimsad arvutisüsteemid kogutavat andmemahtu läbi jahvatama. Selle tulemusena on võimalik välja arvutada, millised asteroidid liiguvad Maale nii lähedale, et nende trajektoor võiks kunagi tulevikus ristuda Maa trajektooriga – nn NEA-d (Near Earth Asteroid). On isegi võimalik välja arvutata aeg ning koht, kuhu niisugune külaline võib potsatada. Kahjuks ei ole asteroidide puhul võimalik seda teha väga täpselt, tulemuseks on täpse koha ja aja asemel mingi statistiline usalduspiirkond. Vastavalt oma potentsiaalsele ohtlikkusele, saab NEA ka oma indeksi nn Torino skaalal (1–10). Selle programmi tõhusaks täienduseks on ka Kanada kosmoseagentuuri CSA poolt 25. veebruaril 800 km kõrgusele orbiidile saadetud minisatelliit NEOSSat, mis hoiab oma Maksutovi teleskoobiga 24/7 silma peal nii üle 500 km läbimõõduga asteroididel kui ka kosmosesse juba ohtlikul hulgal kogunenud igasugusel tehnilisel vanakraamil.
Sõjaplaanide koostamine ja relvastumine
Programmis Spaceguard osalejad teevad kindlaks potentsiaalsed ründajad kosmosest, selle aja ja koha, esialgu küll eriti ohtlike suurekaliibriliste (üle 1 km läbimõõduga) kurikaelte osas, kuid järgmises etapis võetakse arvele ka väiksemad vennad läbimõõduga vähemalt kuni 140 m. Samal ajal peavad targemad pead nuputama, millise relvaga meid maamunal nende vaenlaste eest kaitsta. Seni on välja pakutud üsna mitmeid ideid, üks huvitavam kui teine.
Ilmselt kõige esimene mõte, mis pähe kerkib, oleks meie ülisuurtest tuumaarsenalidest mõned kopsakamad sõjanuiad välja võtta ja käiku lasta. Aga rahvusvaheline kokkulepe tuumarelva kasutamise keelamisest? Kas tuumapommiga purustatud asteroidi tükid ei muutu ohtlikeks? Keegi vist sellekohast garantiid ei julgeks anda.
Aga kui saata ründajale vastu ilma tuumalõhkepeata rakett? Ka siin ei ole ohtlike kildude tekkimine täielikult välistatud. Seepärast kaldutakse nokauteeriva rusikahoobi andmise asemel n-ö ringist välja tõukamise poole. Asteroidide trajektoori muutmiseks võib jõu asemel kasutada just aega (muidugi, kui seda veel on). Mida kauem mingi jõuga asteroidi mõjutada, seda väiksemat jõudu on vaja rakendada. Näiteks muutes asteroidi kiirust vaid 1 mm/s(!), võib aastate pärast tema trajektoor viia ta Maast juba mööda.
Selliseid nõrga, aga kauakestva mõjutamise võimalusi on üsna palju:
- 1. Viia asteroidile reaktiivmootor. Aga seejuures võivad tekkida tülikad kütuse tankimise probleemid.
- 2. Laserkiir. Tõukab asteroidi eemale.
- 3. Ioonmootor. Teeb sedasama.
- 4. Gravitatsioonile tirimine. Asteroidi lähedale viiakse massivne kosmoselaev, mis gravitatsioonijõu mõjul veab asteroidi trajektoorilt kõrvale.
- 5. Massiheitja (mass driver). Robotseade kühveldab asteroidi materjali kosmosesse. See tekitab mõningase tõukejõu vastassuunas.
- 6. Laserablatsioon (külje mahanühkimine).
- 7. Värvimine valgeks. Selle mõjul avaldab Päikese valgus asteroidile suuremat rõhku.
- 8. Mähkimine hästipeegeldavasse kilesse. Toime samal põhimõttel nagu värvimiselgi.
- 9. Päikesepurje kinnitamine asteroidi külge. Asteroid liiguks siis päikesekiirte rõhu toimel.
- 10. Magnetvälja rakendamine. Mitmesugused variandid.
Poisid, mõelge hästi! Ükskord rünnatakse meid niikuinii!
