Gevaar uit de ruimte

De Galliërs waren bang dat de hemel op hun hoofd zou vallen. Ook vandaag cirkelen een duizendtal grote kometen en planetoïden in de buurt van de aarde. Hoe groot is het risico dat wij zo’n ding op ons hoofd krijgen?

De dinosaurussen gingen eraan ten onder en overal ter wereld zijn er enorme inslagkraters, de restanten van zware meteorietinslagen. De Vredefortkrater in Zuid-Afrika bijvoorbeeld is 300 kilometer in doorsnee en is het gevolg van een inslag twee miljard jaar geleden, van een object van tien kilometer lengte. De Barringerkrater in Arizona is zo ongeveer de bekendste krater. Hij werd 50.000 jaar geleden gevormd toen een hemellichaam met een gewicht van 300.000 ton met een snelheid van 18 km/s op de aarde crashte. Daarbij kwam voor 20 miljoen ton TNT aan energie vrij (ter vergelijking: de atoombom boven Hiroshima had een kracht van 20.000 ton). Er bleef een krater achter met een diameter van 1.300 meter en een diepte van 170 meter. De inslag veroorzaakte een aardbeving van 5,5 op de schaal van Richter. Het gebeurt dus, maar zal het snel opnieuw gebeuren?

De god van het kwaad
Op 19 april 2004 ontdekten Amerikaanse observatoren de planetoïde Apophis, genoemd naar de oude Egyptische god van het kwaad. Dat Apophis haar naam niet gestolen had, bleek in december van dat jaar. Toen wezen het Amerikaanse en Italiaanse controlesysteem voor aardscheerders erop dat de planetoïde op 13 april 2029 heel dicht bij de aarde zou komen. Zo dicht dat ze in het aantrekkingsveld van de aarde terecht kan komen en kan neerstorten op onze planeet. De kans op een crash werd ingeschat op 1 op 37, waardoor Apophis meteen het gevaarlijkste bekende hemellichaam werd. De planetoïde kreeg meteen de notering 4 op de ‘schaal van Torino’, die van 0 tot 10 loopt, waarbij 10 een onvermijdelijke impact aangeeft. Nieuwe observaties en berekeningen hebben dat risico intussen grondig bijgesteld. Apophis zou ons weliswaar tot op minder dan 35.000 kilometer naderen – iets wat maar een keer om de 800 jaar voorkomt – maar het risico dat de planetoïde zou botsen met de aarde, is bijna onbestaande geworden. Het risico op de Torino-schaal is dan ook teruggebracht tot 0.

De Barringerkrater in Arizona heeft een diameter van 1.300 meter en is 170 meter diep.

Apophis is een aardscheerder, een klein hemellichaam waarvan de baan op een bepaald moment dus dicht in de buurt van de aarde komt. Alle aardscheerders naderen in hun elliptische banen de zon op minder dan 1.3 AE of Astronomische Eenheid, de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon (bijna 150 miljoen kilometer). De aardscheerders omvatten een paar duizend planetoïden en kometen, een handjevol ruimtetuigen dat in een baan om de zon zit, en een pak meteoroïden. Ruim duizend van die objecten bestempelt de lijst van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA als ‘in de gaten te houden’.

Giechelfactor
Tot de jaren 1990 werden oproepen om aardscheerders in kaart te brengen en te monitoren op ongeloof en hoongelach onthaald. Paranoïde en onverantwoordelijk alarmisme, klonk het. Maar in juli 1994 sloeg de komeet Shoemaker-Levy 9 in op de planeet Jupiter. De komeet was toen al aan flarden getrokken door het getijdenveld van de planeet bij een eerdere rakelingse passage. En die fragmenten crashten op de grote planeet. De inslagen bleven maanden later nog zichtbaar over een gebied met een doorsnede van 12.000 kilometer. Er kwam 6 miljoen ton TNT energie vrij. ‘Na de inslag verdween de giechelfactor van onze zoektocht naar aardscheerders’, zei David Levy, een van de ontdekkers van de komeet, daar later over.
 

Het grootste gevaar gaat nu uit van 2007 VK184 , dat in juni 2048 dreigt te crashen op de aarde

Sindsdien zijn heel wat overheden bereid om geld op tafel te leggen om de dreiging van aardscheerders aan te pakken. In verschillende landen werden Spaceguard-organisaties opgericht die de aardscheerders monitoren. De NASA, bijvoorbeeld, kreeg overheidsgeld om alle aardscheerders met een diameter van meer dan 140 meter in kaart te brengen.

Dat zoeken naar kometen en planetoïden gebeurt onder meer in en rond het bloedhete Tucson in Arizona. De Catalina Sky Survey zoekt er rond de klok naar aardscheerders. Het is op dit moment zonder meer het succesrijkste observatorium in de speurtocht naar gevaarlijke hemellichamen. In 2005 ontdekte het 310 aardscheerders, in 2008 waren dat er al 564.

Kometenjagers
Het ontdekken van aardscheerders die op het punt staan neer te slaan op onze planeet is niet altijd even makkelijk. Zo vond er op 6 juni 2002 een explosie plaats boven de Middellandse Zee met de kracht van een kleine atoombom. Het was waarschijnlijk het werk van een planetoïde, maar men had op voorhand niets gemerkt. Het object desintegreerde volledige en er werd uiteindelijk niets van teruggevonden.

Foto links: In 1994 sloeg de komeet Shoemaker-Levy in op de planeet Jupiter. De inslagen bleven maanden later nog zichtbaar over een gebied met een doorsnede van 12.000 kilometer.

Ook bij het zogenoemde Vitim-incident, eveneens in 2002, werd niets op voorhand vastgesteld. Vermoedelijk ontplofte een komeet boven het stroomgebied van de rivier Vitim in de buurt van de stad Bodaibo in Oost-Siberië. Een Russische expeditie die in mei van het jaar daarop het gebied bezocht, vond bij analyse van het water een verhoogde aanwezigheid van tritium, een radioactieve isotoop van waterstof, en radioactieve isotopen van kobalt en cesium. De situatie in het impactgebied was volgens de expeditieleden vergelijkbaar met die rond de Siberische rivier Tunguska, nadat zich daar in 1908 een explosie had voorgedaan. De explosie boven de Vitim had een geschatte kracht van 0,2 tot 5 kiloton en betrof mogelijk een rotsige planetoïde met een diameter van 50 tot 100 meter. Ook de explosie boven Indonesië in oktober 2009 was niet voorspeld.

Maar de Catalina Sky Survey was er wel op tijd bij met de NEO 2008TC3, die op 7 oktober 2008 de atmosfeer van de aarde binnendrong en op 37 kilometer hoogte explodeerde boven de Nubische woestijn in Soedan. Het was de eerste keer dat een planetoïde werd ontdekt en kon worden gevolgd vóór hij neerkwam op aarde. 2008TC3 had een diameter van 2 tot 5 meter en woog tachtig ton. Na de explosie werd tien kilo restmateriaal van deze aardscheerder teruggevonden in de vorm van zeshonderd meteorietfragmenten.

Close encounter
Er zijn genoeg ruimteobjecten die rakelings langs de aarde vliegen. In augustus 1972 kreeg een meteoor de naam The Great Daylight 1972 Fireball. Het was een echte aardscheerder die tot op 567 kilometer van het aardoppervlak kwam. Hij was duidelijk te zien vanuit Noord-Amerika.

In maart 1989 naderde de planetoïde 4581 Asclepius de aarde tot op 700.000 kilometer. Als deze planetoïde de aarde had geraakt, zou ze de grootste explosie in de annalen hebben veroorzaakt, twaalf keer zo krachtig als de Tsar Bomba, de zwaarste kernbom ooit, die de Sovjet-Unie in 1961 tot ontploffing bracht.

In maart 2004 meldden observatoren van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) dat een planetoïde van 30 meter op 4.200 kilometer van de aarde zou passeren. Even later in die maand kwam een kleine planetoïde zelfs tot op 6.500 kilometer van de aarde. En in juni 2011 passeerde 2011 MD op 20.000 kilometer hoogte over de aarde.

De kans dat de planetoïde Apophis in 1929 botst met de aarde is bijna onbestaande.

Echt gevaarlijke hemelobjecten zijn schaarser. Het loopt eigenlijk nogal los met die aardscheerders. Geregeld komen er wel planetoïden terecht op de lijsten van de Torino-schaal. Die krijgen meestal een 1, soms een 2 en heel uitzonderlijk – zoals in het geval van Apophis – een 4 achter hun naam. 1 op de Torino-schaal betekent dat het object langs de aarde passeert zonder echt gevaar op te leveren omdat de bestaande berekeningen voldoende aantonen dat een botsing zeer onwaarschijnlijk is. 2 op de Torino-schaal betekent dat het object redelijk dicht bij de aarde zal komen, maar dat daarbij geen ongewone of gevaarlijke ontwikkelingen worden verwacht. Een 2-object verdient wel extra aandacht van de astronomen, maar hoeft geen reden te zijn voor onrust onder de bevolking. 4 daarentegen is al wat serieuzer. Dan gaat het om een ‘close encounter’ die om de aandacht van de astronomische wereld vraagt. Volgens de berekeningen bedraagt het risico meer dan 1 procent dat het tot een botsing komt die aanleiding kan geven tot schade. Bij 4-objecten is het raadzaam dat het publiek en de autoriteiten serieuze aandacht schenken aan het fenomeen.
 

Kometen en planetoïden kunnen de benzinestations en eetstops van astronauten worden

Op dit moment staan er maar twee aardscheerders op de Torino-schaal die geen nul achter hun naam hebben gekregen en die voor een mogelijke impact kunnen zorgen in de volgende honderd jaar. Er is 2007 VK184. De Catalina Sky Survey ontdekte dit object in november 2007. Deze planetoïde met een diameter van 130 meter heeft een risico van 1 op 1.820 om in juni 2048 met de aarde te botsen. En er is 2011 AG5, die sinds februari 2011 op de Torino-schaal staat met een ‘1’ achter zijn naam. De aarscheerder met diameter van 140 meter heeft een risico van 1 op 500 dat ze op 5 februari 2040 op de aarde crasht.

Maar de gevaarlijkste bekende aarscheerder is (29075) 1950. De diameter van deze planetoïde wordt geschat op 1,1 tot 1,4 kilometer, en het risico dat ze op aarde neerstort bedraagt 1 op 300. Een inslag kan zware schade veroorzaken. Maar gelukkig is dat pas voor 16 maart 2880.

Benzinepomp van de toekomst
NASA kijkt ondertussen niet alleen naar het gevaar dat planetoïden en kometen kunnen opleveren, maar ook naar de economische voordelen die deze hemellichamen ons kunnen geven. Volgens de ruimtevaartorganisatie zijn de gevaarlijkste planetoïden en kometen die het dichtst bij de aarde komen meteen ook de objecten die het makkelijkst te ontdoen zijn van hun natuurlijke grondstoffen. Op dit moment is het nog altijd niet rendabel om de mineralen op deze zwevende mijnen te ontginnen en naar de aarde te brengen.

Maar in de toekomst zouden deze grondstoffen gebruikt kunnen worden om ruimtestructuren te bouwen en de raketbrandstof te produceren die nodig is om het zonnestelsel te verkennen en te koloniseren. Men heeft al berekend dat de exploitatie van de minerale rijkdom op de bereikbare planetoïden en kometen in de gordel tussen Mars en Jupiter een waarde van 70 tot 80 miljard euro per persoon op aarde zou opleveren. De planetoïden zouden de grondstoffen leveren om ruimtestructuren te bouwen, de kometen zijn de bronnen voor water en de koolstofmoleculen die nodig zijn om leven in stand te houden. Bovendien kan de aanvoer van het waterijs van kometen zorgen voor grote hoeveelheden vloeibare waterstof en zuurstof, de twee belangrijke onderdelen van raketbrandstof. Wat NASA betreft, worden kometen en planetoïden de benzinestations en eetstops van de toekomst bij de verkenning van de ruimte.

Wat zweeft er boven ons hoofd?

Komeet: Klein hemellichaam van gas, ijs en koolstof dat in elliptische banen rond sterren draait met een omlooptijd van soms vele duizenden jaren. Kometen worden vaak met vuile sneeuwballen vergeleken. Als ze in de buurt van sterren of zonnestelsels komen, warmen ze op en begint een deel van hun materie te sublimeren: de stof waaruit ze bestaan, gaat over van de vaste fase naar de gasfase. Dat gasvormige deel vormt een coma – een soort atmosfeer rond de komeetkern – en een kometenstaart, een rechte plasma- of ionenstaart die altijd van de zon af wijst, en soms een gebogen stofstaart. Afhankelijk van de grootte van de komeet, die soms tot 50 kilometer doorsnee kan zijn, wordt de coma tot een miljoen kilometer lang en de staart zelfs tot 150 miljoen kilometer. Bekende kometen zijn Halley en Hale-Bopp.

Planetoïde: Een kleine planeet, bestaande uit vaste materie, die rond de zon draait. Vroeger werden planetoïden ook wel asteroïden genoemd en dat is nog steeds het geval in het Engels. Er zijn er ondertussen al zo’n 300.000 gedetecteerd. Sommige zijn tot duizend kilometer in doorsnee. De meeste zijn echter klein. Sinds 2006 is de term ‘klein zonnestelsellichaam’ in zwang voor deze objecten omdat het onderscheid tussen een planetoïde en een komeet niet altijd even duidelijk is.

Meteoroïde: Een klein hemellichaam. Meteoroïden zijn veel kleiner dan planetoïden, maar groter dan interplanetair stof. Sinds 2011 definieert de Internationale Astronomische Unie een meteoroïde als ‘een solide object dat zich door de interplanetaire ruimte beweegt en dat aanzienlijk kleiner is dan een planetoïde en aanzienlijk groter dan een atoom’. In grootte variëren meteoroïden van een zandkorrel tot een rotsblok. Een meteoroïde wordt zichtbaar als hij de dampkring van de aarde binnendringt. Dan wordt hij een meteoor of een ‘vallende ster’. Het zichtbare licht wordt veroorzaakt door de hitte als gevolg van de stoterdruk, de druk die wordt uitgeoefend op een object dat zich door een vloeibaar medium beweegt, en niet door wrijving, zoals vaak wordt aangenomen. De wrijvingskrachten doen wel de omringende lucht oplichten door ionisatie van de omliggende luchtkolom. Het lichtspoor dat zo ontstaat, wekt de illusie van een ster die naar beneden valt. Een deeltje zo groot als een erwt geeft al een heldere lichtstreep. Een echt helder lichtspoor wordt een vuurbol genoemd. Jaarlijks, heeft men berekend, komt zo’n 15.000 ton sterrenstof en ruimtepuin de aardatmosfeer in. Meteoren vallen afzonderlijk, maar komen ook voor in zwermen of sterrenregens, wanneer de aarde bijvoorbeeld de coma van een komeet kruist zoals de Leoniden of de Perseïden. Elke zomer beweegt de aarde zich door de meteorenzwerm der Perseïden. Dat is een wolk stofdeeltjes afkomstig van de komeet Swift-Tuttle. Deze meteorenzwerm heeft schijnbaar zijn oorsprong in het sterrenbeeld Perseus, vandaar zijn naam. De passage door de Perseïden begint met enkele vallende sterren per nacht op het einde van de maand juli tot tientallen vallende sterren per uur op de piek in de ochtend van 13 augustus.

Meteoriet: Soms is een meteoroïde zo groot dat ze niet volledig in de atmosfeer verdampt. Dan vallen er stukken op het aardoppervlak. Dat zijn dan meteorieten, die echter heel zeldzaam zijn. Tektiek, dat vaak wordt verward met meteorieten, is glas van aardse oorsprong dat ontstaat doordat aardse gesteenten smelten door de inslag van de meteoriet en vervolgens worden weggeslingerd.
 

Vrijdagnacht (15 februari) scheert planetoïde 2012 DA14 op een afstand van nog geen 28.000 kilometer langs het aardoppervlak. Belangstellenden kunnen de passage van planetoïde live volgen. Dit artikel werd eerder gepubliceerd in het februarinummer van Eos (2013).