כמו פצצה גרעינית

בעוד התקשורת הישראלית עוסקת ברובה בגרעין האיראני, מסביר ד"ר נוח ברוש מדוע אסטרואידים קטנים המשייטים בחלל מהווים איום בסדר גודל דומה. גם כאן מסתבר, יש לתעשיית הביטחון והחלל הישראלית פתרון

(shutterstock.com)

שחקן הקולנוע ברוס וויליס (Bruce Willis) הראה לפני כ-14 שנים, בסרט ארמגדון (Armageddon), כיצד ניתן להציל את כדור הארץ מפגיעת אסטרואיד ענק שיכול היה להכחיד את האנושות ע"י פיצוץ גרעיני במרכז הגוף. באותה שנה הצליח שחקן אחר, רוברט דוול (Robert Duval), להציל אותנו מאירוע דומה בסרט "פגיעה עמוקה" (Deep Impact). מדוע תעשיית הקולנוע החליטה להתמקד באירועים אלה לבניית עלילה? והתשובה לכך היא NASA, סוכנות החלל של ארה"ב, והחלטתה המפתיעה.

ב-1990 קיבלה NASA מנדט מהממשל האמריקאי לגלות 90% מהאסטרואידים שגדולים מק"מ אחד העלולים לפגוע בכדור הארץ. במערכת השמש יש, מלבד שמונת כוכבי הלכת שכדור הארץ הוא אחד מהם, גופים קטנים למכביר. רוב האסטרואידים מקיפים את השמש במסלולים הנמצאים בין מאדים לצדק, אך יש גם כאלה המתקרבים למסלול הארץ סביב השמש ואף חוצים אותו. גופים קרובי-ארץ אלה (NEOs) הנם המועמדים העיקריים להתנגשות בנו.

יותר נזק מפצצה גרעינית

גופים אחרים שעלולים להתנגש בכדור הארץ הם כוכבי השביט בעלי משך הקפה ארוך הנעים על מסלולים מאוד אליפטיים ובמשך רוב ההקפה הם רחוקים מאוד מהשמש, חיוורים ולא ניתנים לגילוי. פגיעה של גרם שמימי כה גדול משחררת אנרגיה של מאות אלפי מגאטון TNT, הרבה יותר מכל הפצצות הגרעיניות בארסנלים הארציים גם יחד.

גופים בגודל של ק"מ ויותר גורמים לנזק ישיר רב כיוון שהפגיעה עצמה יוצרת מכתש רחב ועמוק וגורמת לרעידות אדמה חזקות מאוד אם היא מתרחשת ביבשה. במידה והפגיעה היא בים, עלול להיווצר גל צונאמי ענק שישטוף אזורי חוף נרחבים. אך לאירוע כזה יש גם תופעות משניות, כגון העלאת כמויות אדירות של אבק לאטמוספרה שגורם לצמצום קרינת השמש ולהיווצרות "חורף גרעיני", הרס שכבת האוזון וכו'. כל אלה מעצימים בהרבה את מספר הקורבנות האנושיים הצפוי מפגיעה של גוף מסוג זה.

כשל בגילוי גופים קטנים

לקראת סוף שנות ה-90 של המאה הקודמת הוקטן גבול גודל הגילוי מק"מ אחד ל-140 מ'. פגיעתם של אלה משחררת אנרגיה של עשרות מגאטון או יותר. גרף הגילוי של גופים קרובי-ארץ מראה כי לגבי הגופים הגדולים קצב הזיהוי הולך וקטן, סימן שהליך המיפוי של אוכלוסייה זו נעשה היטב. לעומת זאת, הגרף בו מופיעה אוכלוסיית הגופים הקטנים ממשיך להראות עלייה. דבר זה מרמז על קיום גופים נוספים הקרובים לארץ שטרם זוהו. רוב הגילויים בעשורים האחרונים נזקפים לזכות ארה"ב, שהשכילה להשקיע במערכות תצפית קרקעיות המשמשות לרוב את חיל האוויר והחלל שלה. אלה הם טלסקופים המסוגלים לצלם בדייקנות ובמהירות שדה שמיים נרחב, בו מתגלים אסטרואידים מאיימים לאחר מעקב אחר תנועתם על רקע כוכבי השבת הרחוקים.

כאן המקום להזכיר כי סוכנות החלל של ישראל (סל"ה) הקימה מוקד ידע לאומי בנושא גופי שמיים קרובי-ארץ באוניברסיטת תל אביב ואף ציידה אותו בטלסקופ מיוחד שמשמש לחקר אסטרואידים כבר כמעט עשור שנים. המוקד מומן על ידי סל"ה במשך שלוש שנים ומאז הוא פועל עצמאית במסגרת מצפה הכוכבים ע"ש וייז של אוניברסיטת תל אביב.

מלבד אסטרואידים ושביטים, נופלים על הארץ בכל יום כמאה טון של אבק קוסמי וגופים שגודלם החל מגרגרי אבק ויותר. לרוב, גופים אלה נשרפים בחדירה לאטמוספרה בגלל מהירותם שגדולה מכ-10 ק"מ לשנייה ויכולה להגיע אפילו ל-70 ק"מ/שנ'. כאשר הגופים נשרפים, הם נראים לעין כ"כוכבים נופלים", תופעה המכונה 'מטאור'. הגדולים מבין הגופים הללו יוצרים כדורי אש עצומים ולפעמים מכלים את עצמם תוך כדי פיצוץ.

לווייני ההתרעה של ארה"ב (מערכת ה-DSP) מאתרים עשרות תופעות כאלה מידי שנה ועד לפני מספר שנים, היו גילויים אלה מדווחים לקהילה המדעית. אך עם כניסתם לשימוש של לווייני הדור החדש הדיווחים הללו פסקו, כנראה במטרה לא לחשוף את יכולת המערכות.

זיהוי חתימה של פיצוץ גרעיני

למרות מעטה החשאיות שאופפת מערכות התרעה חללית, אירוע אחד של פגיעת מטאור ענק זכה להד תקשורתי נרחב. ב-6 ביוני 2002 דיווחו לווייני ההתרעה האמריקאיים על אירוע של פיצוץ גרעיני, שהתרחש מעל החלק המזרחי של הים התיכון. מרכז הפיקוד האסטרטגי האמריקאי בהר שיינה (Cheyenne Mountain) קיבל את ההתרעה ועל-פי עדות גנרל אמריקאי מעורב בנושא, גרם לפאניקה משך כעשר שניות. כאשר הלוויינים לא דיווחו על "חתימה" מתאימה לפיצוץ גרעיני (הבזק משני) נרגעו הרוחות. האירוע מוסבר כיום כפיצוץ באזור דרומית לכרתים של מטאור שגודלו כ-10 או 20 מ', ששחרר אנרגיה שדומה לזו של הפצצות הגרעיניות הראשונות.

אירועים דומים מתגלים כאמור עשרות פעמים בשנה אך זה של ה-6 ביוני 2002 היה מיוחד. באותה תקופה הודו ופקיסטן, שתי מעצמות גרעיניות, עמדו על סף מלחמה ביניהם. לו פגיעת המטאור והתפוצצותו בגובה רב הייתה מתרחשת כמה שעות לאחר המועד האמיתי, סיבוב כדור הארץ היה הופך את אזור קשמיר למטרה. לא קשה לדמיין מה היה מתרחש לו גנרל הודי או מצביא פקיסטני היו חושבים כי פיצוץ גרעיני התרחש מעל שטח המריבה.

אירוע אחר, אלים יותר ששייך אף הוא להיסטריה הלא-רחוקה, הוא אירוע טונגוסקה. פיצוץ דומה באזור לא מיושב בסיביר שהתרחש ב-30 ביוני 1908. באותה תקופה רוסיה עברה גל מהפיכות ומלחמת עולם ולכן משלחת המחקר הראשונה הגיעה לאזור רק כעבור 20 שנים. היא מצאה עצים שהופלו ברדיוס של עשרות ק"מ ממקום האירוע כך שגזעיהם מופנים אל נקודה אחת, אך לא זוהה מכתש בקרקע. משערים כי גם המטאור של טונגוסקה התפוצץ באטמוספרה תוך שחרור אנרגיה של כשליש מעצמת הפצצה הגרעינית העוצמתית ביותר שנוסתה.

גוף קטן יכול להרוס עיר שלמה

הפגיעה של גופים קטנים מק"מ אחד, גודל שהיה גבול-גילוי ראשון של גופי NEO מאיימים עבור NASA, יכולה אף היא להיות קטלנית אם כי לא עד כדי הכחדת האנושות. גוף שקוטרו מעט פחות מק"מ אחד יכול לגרום הרס בקנה מידה של יבשת בעוד שגוף קטן עוד יותר, של כמה מאות מטרים, יכול להרוס עיר שלמה. כל עוד העולם היה מאוכלס בדלילות, סיכויי פגיעה שתגרום למספר גדול של אבדות בנפש היה קטן. זאת כיוון ש-2/3 משטח כדור הארץ הוא אוקיינוסים וימים, בעוד שרוב שטח היבשות הוא מדבריות, הרים ועוד אזורים לא מאוכלסים בצפיפות.

סביר שאם קצב הגילוי של גופים קרובי-ארץ קטנים ימשיך כבעבר או אף יתגבר עם כניסתם לשימוש של טלסקופים גדולים ומשוכללים לקראת סוף העשור הנוכחי, האנושות תהיה במצב שרוב הגופים המאיימים עליה המסוגלים להרוס עיר גדולה יהיו ידועים וממופים. במובן האסטרונומי, לגופים הללו יהיו מסלולים ידועים היטב ויחד עם שאר הידע האסטרונומי שבידינו, יהיה ניתן לחזות את מיקומם במערכת השמש למשך עשרות ומאות שנים מראש. מכאן, שניתן יהיה לדעת אם במועד כל שהוא בעתיד הנראה לעין גוף מסוים עלול יהיה להתנגש בכדור הארץ.

דרושה יכולת חיזוי לפגיעת גופים קטנים

יחד עם זאת, לטענה זו מספר סייגים. (א) על אף שרוב האוכלוסייה תהיה ידועה, יישאר תמיד חלק קטן שעלול להפתיע את תושבי הארץ. (ב) לא ברור שתמיד ניתן יהיה לנבא מסלולים בצורה מדויקת מספיק שנים רבות מראש. (ג) אם התחזית תתגשם וניתן יהיה לדעת למשל כי בשנת 2036 אסטרואיד עלול להתנגש בנו, מה יעשו מנהיגי העולם עם מידע זה? כיצד הם ימגרו סכנה זו מאוכלוסיותיהם?

לגבי השאלה הראשונה, אפשר להצביע על כמה סוגים של גופים שעלולים להפתיע את האסטרונומים. הזכרתי קודם שביטים ארוכים-מחזור. לאלה אפשר להוסיף אסטרואידים המקיפים את השמש קרוב אליה. אם מסלוליהם של אלו משתבשים עקב כוח המשיכה של כוכב לכת פנימי לארץ, למשל נוגה. אזי המסלול המשובש יכול להפנות את האסטרואיד למסלול התנגשות עם הארץ והקליע יבוא אל מטרתו מכיוון השמש, שם אין כיסוי למערכות הקרקעיות המשמשות לגילוי אסטרואידים.

לשאלה השנייה יש דווקא מספר תשובות שנולדו עקב מחקרים בשנים האחרונות. אף שלרוב חושבים כי רק כוח המשיכה משפיע על תנועת הגופים השמימיים, הדבר אינו בהכרח נכון לגבי הגופים הקטנים. אלה מושפעים ע"י קרינת השמש ולחץ זרם החלקיקים היוצא ממנה. אף שהשפעה זו זעירה, היא מצטברת לאורך שנים ועלולה לשנות הן את קצב הסיבוב העצמי של הגוף והן את מסלולו.

טילים גרעיניים ליירוט גופים שמיימים?

ומה עם דרכי המיגור במידה ותתגלה סכנת התנגשות? האם טילים גרעיניים מהווים תשובה הולמת? אנחנו, במוקד הידע הארצי ל-NEO, הראינו כי אסטרואידים רבים אינם גושי סלע מוצק כפי שרוב הציבור חושב, אלא דווקא "ערימות חצץ" בצורה של אוסף גושים בגדלים שונים המוחזקים יחד רק בגלל כוח המשיכה ההדדי של מרכיביו. פיצוץ גרעיני, כדוגמת אלה שהוצגו בסרטי האימה, לא ימגר את סכנת הפגיעה אלא יגדיל אותה למטר מטאורים בגדלים שונים שיפגעו בשטח נרחב הרבה יותר.

פתרונות יירוט חלופיים

אם יעמדו לרשות האנושות המאוימת כמה עשרות שנים, אז יש מה לעשות. ראשית, יש לשגר חלליות מחקר לעבר הגוף המאיים, כדי לבדוק האם מדובר בערימת חצץ או בגוש סלע אחד ומה הרכבו של גוף זה. על-סמך התוצאות ייבחנו מספר דרכי פעולה כדי להסיט את הגוף ממסלולו כך שכלל לא יגיע לכדור הארץ. אפשר לעשות זאת ע"י התקנת מנועים רקטיים לגוף הקליע או על ידי צביעת חלקו בצבע מחזיר אור כדי שקרני השמש יפעילו כוח שישנה את המסלול.

אפשרות אחרת היא שיגור חללית מיוחדת לטיסת מבנה במרחק קרוב מאוד מהאסטרואיד, תוך כדי הפעלת מנועים יוניים. זו תישאר באותו מרחק מהאסטרואיד כיוון שדחף המנועים יבטל את כוח המשיכה ביניהם, אך מסלולם של שני הגופים ישתנה. הפעולה תתמשך שנים, ותסיט את האסטרואיד ממסלול התנגשות למסלול חליפה שלא יגרום נזק.

אך מה אם הגוף שעלול לפגוע יהיה קטן יחסית ויתגלה רק סמוך למועד הפגיעה? האם גם אז יש מה לעשות? מסתבר שכן, אם הגוף אינו גדול מידי אלא כמה עשרות מטרים בלבד, ניתן לפנות אוכלוסייה של עיר שלמה שהופכת מטרה אם ההתרעה מתקבלת מספיק ימים מראש. פינוי מבוקר ניתן לבצע כאשר עלול גל צונאמי לפגוע בחופי יפאן או במקרה הישראלי אם פורצת מלחמה ויש לפנות את הערים הגדולות. פינוי במקום יירוט יכול להוות פתרון.

הקשר הישראלי

השאלה מצטמצמת למשך ההתרעה וליכולת גילוי של גופים גדולים וקטנים המגיעים מכיוון השמש. כדאי לציין כי כבר נעשה ניסוי תצפית באסטרואיד על ידי מיקרו לוויין עם טלסקופ שקוטרו היה 15 ס"מ. הלוויין MOST, ששוגר ע"י סוכנות החלל של קנדה כדי לחקור שינויים קלים בעצמת האור של כוכבים, הצליח לצלם אסטרואיד שגודלו כ-6 ק"מ בחגורת האסטרואידים. ניסוי זה מראה כי אפשר לגלות אסטרואידים מהחלל עם טלסקופים צנועים.

למדינת ישראל יש מה להציע בתחום זה. תעשיית החלל הישראלית יודעת לבנות מתע"דים אופטיים מעולים, טלסקופים גדולים בהרבה מזה של MOST שפועלים בלווייני "אופק" ולוויינים קלים שנושאים אותם למסלול נמוך סביב הארץ. גופים אחרים בונים מנועים יוניים שמספקים דחף זעיר ורציף משך חודשים ושנים. ניתן לשלב פתרונות אלו הקיימים בארץ לכדי חללית קלה ובה טלסקופ לצילום רחב-שדה בתחום האופטי ובתחום התת-אדום הקרוב שמנועים יוניים יציבו במסלול נוגה סביב השמש. ממקום זה יהיה אפשר להביט "החוצה" ולגלות אסטרואידים קרובים לשמש ומחוממים מקרניו, וגם שביטים שעלולים להגיע אלינו מכיוון השמש.

ד"ר נח ברוש הוא עמית מחקר בכיר בביה"ס לפיזיקה ולאסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב וסגן-נשיא החטיבה לאסטרופיזיקה מהחלל ושל האנרגיות הגבוהות באיגוד הבינלאומי לאסטרונומיה.