Tumpukan puing asteroid Itokawa. Gambar: JAXA
Asteroid tumpukan puing lebih umum dan tahan lama daripada yang diperkirakan sebelumnya, menurut penelitian baru. Para ilmuwan di balik penelitian tersebut mengatakan ini bisa menimbulkan masalah bagi langkah-langkah pertahanan planet. Tapi mungkin ada alasan untuk optimis, mengingat wawasan baru-baru ini diperoleh dari misi DART NASA yang berhasil membelokkan asteroid.
Dulunya hanya sebuah hipotesis, asteroid tumpukan puing tampaknya menjadi perlengkapan umum tata surya, sebagaimana dibuktikan oleh misi ke asteroid Itokawa, Ryugu, Bennu, dan Dimorphos, asteroid terakhir belum secara resmi dikonfirmasi seperti itu tetapi sangat mungkin terjadi. Seperti namanya, asteroid tumpukan puing adalah konglomerasi batu dan debu yang diikat secara longgar yang disatukan oleh gravitasi yang sangat lemah. Dan dengan lemah, maksud saya lemah; gaya yang terlibat di permukaan sebanding dengan berat yang dikenakan oleh beberapa lembar kertas yang dipegang di tangan Anda.
Asteroid tumpukan puing cukup berpori dan dibedakan dari asteroid tipe monolitik — bongkahan batu yang utuh dan padat. Asteroid monolitik besar berukuran 1 kilometer atau lebih mungkin bertahan selama ratusan juta tahun, tetapi sifat dan rentang hidup asteroid tumpukan puing kurang jelas. Makalah PNAS baru, yang dipimpin oleh ilmuwan planet Fred Jourdan dari Curtin University di Australia, berupaya mengisi beberapa celah ini.
Untuk penelitian ini, Jourdan, bersama dengan tim internasional, melihat asal-usul, komposisi, dan daya tahan asteroid tumpukan puing, sambil juga mempertimbangkan objek-objek ini dari perspektif pertahanan planet. Seperti asteroid tipe monolitik, asteroid tumpukan puing juga menjadi ancaman bagi kehidupan di Bumi.
Para peneliti menganalisis partikel debu yang dibawa kembali ke Bumi pada tahun 2010 oleh wahana Hayabusa 1 Badan Antariksa Jepang, yang mengekstraksi sampel permukaan dari asteroid dekat Bumi Itokawa lima tahun sebelumnya. Menggunakan teknik yang disebut electron backscattered diffraction, tim dapat menentukan apakah partikel-partikel tersebut dikejutkan oleh tumbukan sebelumnya, dan menggunakan penanggalan argon, mereka dapat menentukan tanggal tumbukan asteroid ini.
G/O Media dapat memperoleh komisi
“Singkatnya, kami menemukan bahwa Itokawa seperti bantalan luar angkasa raksasa, dan sangat sulit dihancurkan.”
Hasilnya menunjukkan bahwa Itokawa—asteroid tumpukan puing—terbentuk 4,2 miliar tahun lalu. Itu sudah lama sekali, dan para ilmuwan mengaitkan umur panjang ini dengan kemampuan asteroid untuk bertahan dari tabrakan dengan asteroid lain. “Waktu kelangsungan hidup yang begitu lama untuk sebuah asteroid dikaitkan dengan sifat penyerap goncangan dari bahan tumpukan puing dan menunjukkan bahwa tumpukan puing sulit dihancurkan setelah dibuat,” tulis para ilmuwan dalam penelitian mereka. “Hasil kami menunjukkan bahwa tumpukan puing mungkin lebih banyak di sabuk asteroid daripada yang diperkirakan sebelumnya.”
Atau seperti yang dijelaskan Jourdan dalam siaran pers Curtin: “Singkatnya, kami menemukan bahwa Itokawa seperti bantalan luar angkasa raksasa, dan sangat sulit dihancurkan.” Dan karena asteroid tumpukan puing sulit dihancurkan, tata surya kemungkinan besar penuh dengan mereka.
Oleh karena itu, makalah baru membawa implikasi untuk strategi pertahanan planet untuk melindungi dari asteroid yang mengancam. Asteroid tumpukan puing itu lebih tahan lama dan berlimpah daripada yang kita duga jelas memprihatinkan. Menurut pekerjaan sebelumnya, jumlah energi yang dibutuhkan untuk benar-benar mengganggu atau menghancurkan asteroid tumpukan puing sekitar empat kali lebih tinggi daripada asteroid monolitik. Terlebih lagi, asteroid berpori lebih sulit untuk dibelokkan dengan penabrak kinetik karena porositas benda-benda ini menurunkan “efisiensi transfer momentum”, menurut makalah baru. Pada dasarnya, asteroid tumpukan puing adalah peredam kejut raksasa.
Para ilmuwan mengakui percobaan NASA baru-baru ini tentang masalah ini, dengan mengatakan “masih banyak yang harus dipelajari dari dampak sukses pesawat ruang angkasa Double Asteroid Redirection Test (DART) pada tumpukan puing asteroid Dimorphos.”
“Misi DART baru-baru ini sukses besar!” Jourdan menulis ke Gizmodo melalui email. “Itu menunjukkan bahwa kita dapat mendorong asteroid tumpukan puing dengan menabrakkan pesawat ruang angkasa ke dalamnya. Masalahnya adalah perlu mendeteksi asteroid sejak dini karena dorongannya akan sangat kecil. Jadi jika asteroid mulai terdorong oleh tumbukan kinetik, katakanlah, tiga tahun sebelum bertabrakan dengan Bumi, tidak masalah. Perangkat mirip DART dapat melakukannya. Tapi bagaimana jika kita tidak punya cukup waktu?”
Karena tidak percaya pada penabrak kinetik untuk membelokkan atau menghancurkan puing-puing asteroid dengan tergesa-gesa, para peneliti menyarankan “pendekatan yang lebih agresif”, seperti ledakan nuklir.
Singkatnya, pesawat ruang angkasa DART dengan sengaja menabrak Dimorphos sepanjang 535 kaki (163 meter) pada 26 September 2022, memperpendek orbitnya di sekitar pasangannya yang lebih besar, Didymos, sekitar 33 menit. Ini adalah hasil yang luar biasa, karena para ilmuwan DART telah memperkirakan penyesuaian orbit sekitar 73 detik. Satu faktor yang mungkin untuk dorongan besar DART yang mengejutkan? Efek mundur. Dan, dalam pandangan saya, efek rekoil inilah yang mungkin memberikan harapan untuk mengatasi tumpukan puing asteroid di masa depan.
Lebih lanjut tentang cerita ini: Efek Recoil yang Kuat Memperbesar Eksperimen Defleksi Asteroid NASA
Dampak DART dengan Dimorphos melepaskan lebih dari 2 juta pon ejecta dari permukaan, menghasilkan ekor puing yang signifikan. Hasil awal yang dirilis akhir tahun lalu menunjukkan bahwa ejecta plume yang dihasilkan, seperti udara yang keluar dari balon, menciptakan dorongan ekstra; momentum yang ditransfer ke Dimorphos hampir empat kali lebih besar daripada peristiwa tumbukan yang tidak menghasilkan ledakan. Sangat mungkin gumpalan besar ini tidak akan terbentuk di asteroid monolitik, dan efek yang diamati adalah konsekuensi berbeda dari sifat keropos Dimorphos.
Sistem asteroid biner Didymos-Dimorphos setelah tumbukan DART, memperlihatkan gumpalan puing yang memanjang. Gambar: Magdalena Ridge Observatory/NM Tech
“Hasil dari gaya mundur itu adalah Anda menempatkan lebih banyak momentum ke target, dan Anda berakhir dengan defleksi yang lebih besar,” Andy Cheng, penyelidik utama Johns Hopkins untuk DART, menjelaskan kepada wartawan pada bulan Desember. “Jika Anda mencoba menyelamatkan Bumi, ini akan membuat perbedaan besar.” Tim Jourdan tidak terlalu percaya pada penabrak kinetik sebagai sarana untuk melindungi planet kita dari puing-puing asteroid dalam waktu singkat, tetapi memperhitungkan efek mundur mungkin berarti masih ada harapan untuk strategi tersebut, terutama untuk skenario di mana kita memiliki pemberitahuan lanjutan dari dampak potensial pada urutan beberapa tahun.
Di samping kemanjuran penabrak kinetik, Jourdan mengemukakan opsi nuklir untuk asteroid tumpukan puing dalam kasus ketika pembela planet hanya memiliki sedikit waktu untuk merespons. Mungkin, misalnya, untuk mendeteksi dampak yang tak terelakkan dalam beberapa bulan, bukan tahun atau dekade. Tetapi untuk memperjelas, Jourdan tidak menganjurkan penghancuran asteroid tumpukan puing yang mengancam — suatu prestasi yang menurut penelitian timnya hampir mustahil. Sebaliknya, pembela planet harus mempertimbangkan kemungkinan meledakkan perangkat nuklir di dekat asteroid dalam upaya membelokkannya, katanya.
Itu karena “gelombang kejut akan jauh lebih energik daripada penabrak kinetik kecil seperti DART,” dan itu akan mendorong asteroid yang masuk ke tingkat yang lebih besar, dan “karena itu dapat menyelesaikan pekerjaan,” katanya kepada Gizmodo. “Fakta bahwa mereka kebal akan menguntungkan kita sehingga ledakan tidak akan menghancurkannya,” tambahnya, karena “meledakkan asteroid benar-benar bukan cara yang tepat karena semua puing akan menghujani dan menyebabkan kehancuran serupa.” Jourdan berkata “hal semacam ini harus diuji dalam kehidupan nyata, mirip dengan DART sebelum kami sepenuhnya yakin bahwa ini berfungsi sebagaimana mestinya.” Poin yang adil, tetapi itu akan membutuhkan beberapa pembicaraan serius sebelumnya, karena Perjanjian Luar Angkasa 1967 saat ini melarang penggunaan perangkat nuklir di luar angkasa.
Andrew Rivkin, ketua tim investigasi DART, memberi tahu Gizmodo bahwa, ketika harus membelokkan asteroid, “ada lebih dari satu faktor yang terlibat, dan ini bisa menjadi rumit dengan sangat cepat, daripada hanya mengatakan bahwa porositas adalah faktor yang paling penting. .” Sangat mungkin benar, katanya, bahwa tumpukan kerikil raksasa tidak akan mudah dibelokkan seperti batu tunggal karena porositasnya.
“Namun, jika Anda melihat ukuran daripada massa, dan Anda memiliki jarak 100 meter [328-foot] bola batu di luar angkasa, batu tunggal akan memiliki massa yang jauh lebih banyak daripada tumpukan kerikil sepanjang 100 meter, lagi-lagi karena tumpukan kerikil lebih berpori, sehingga kerikil akan lebih mudah bergerak, ”jelas Rivkin. “Efek lain, sangat kecil sehingga kita tidak perlu mengkhawatirkannya dalam kehidupan sehari-hari, juga akan mempengaruhi hasilnya. Bahkan dalam kasus yang paling pesimis, penabrak kinetik akan mampu membuat defleksi minimum yang dapat diprediksi.”
Rivkin mengatakan dia dan rekan-rekannya masih mengerjakan data DART, dan “siap atau tidak orang mengklasifikasikan Dimorphos sebagai tumpukan puing, itu semua menunjukkan bahwa kita masih harus banyak belajar tentang pembentukan dan evolusi asteroid dari laboratorium. , studi teleskopik, dan pesawat ruang angkasa.”
Tidak diragukan lagi, ini masih awal dalam upaya kami untuk mengembangkan cara yang efektif dan andal untuk melindungi Bumi dari asteroid yang mengancam. Makalah baru menyoroti sifat dan ketahanan jangka panjang asteroid tumpukan puing — informasi yang akan sangat berguna bagi para pembela planet.
Selengkapnya: Nuke Menit Terakhir untuk Menghancurkan Asteroid yang Masuk Sebenarnya Bisa Berfungsi, Studi Menyarankan