Astronóm, ktorý chce ochrániť Zem pred vesmírnou paľbou

V rámci seriálu Úspešní Slováci predstavujeme astronóma Juraja Tótha (40). Spolu s kolegami vytvoril systém AMOS, ktorý skúma meteoroidy - potenciálne nebezpečné, no možno aj životodarné vesmírne telesá.

18.04.2015 07:00
Juraj Tóth, astronóm Foto: ,
Meteory sú nositeľom informácií o vzniku slnečnej sústavy, hovorí Juraj Tóth (na snímke).
debata

Do atmosféry Zeme každý deň vletí niekoľko desiatok ton medziplanetárneho vesmírneho materiálu. Najčastejšie sú to prachové čiastočky, ale občas aj väčšie balvany ako bol pred dvomi rokmi Čeľabinsk, ktorý mal priemer 20 metrov a po explózii spôsobil rozsiahle škody a zranil okolo 1 700 ľudí. Vedci preto chcú vedieť, z akých smerov a v akom počte k nám prilietajú.

S cieľom získať viac informácií o meteoroch vycestovala v polovici marca skupina slovenských astronómov na Kanárske ostrovy, kde sa okrem známych letovísk nachádzajú aj špičkové svetové observatóriá. Na dvoch z nich nainštalovali systém AMOS, čo bol vôbec prvý takýto počin slovenských astronómov v zahraničí. AMOS (All-sky Meteor Orbit System) sleduje meteory pri ich stretnutí so Zemou a poskytuje aj informácie o ich materských telesách – potenciálne nebezpečných asteroidoch a kométach.

„Poznanie populácie meteoroidov v okolí Zeme je dôležité aj pre bezpečnosť prevádzky satelitov, štartov rakiet, ako aj z hľadiska možného ohrozenia posádok na Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS,“ hovorí RNDr. Juraj Tóth, PhD, z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského, ktorý slovenský tím astronómov viedol.

Strely z kozmu

Na presné vypočítanie dráh meteoroidov a meteorov treba mať dve kamery, preto vedci navštívili dva od seba vhodne vzdialené ostrovy. „Systém AMOS je zariadenie na sledovanie celej oblohy, monitorovanie meteorov a výpočet ich dráh. Je to autonómny systém, ktorý prevádzkujeme cez internet zo Slovenska,“ vysvetľuje Tóth.

„Meteory sú síce malé, niekoľkocenti­metrové kúsky, no aj tie vedia na vesmírnych zariadeniach napáchať veľké škody,“ dodáva astronóm. AMOS by preto mohol slúžiť aj ako varovný systém. Najprv však bude nutné niekoľko rokov zbierať dáta, aby bolo možné určiť, odkiaľ k nám meteory prilietajú. Takto vytvorený model sa potom dá použiť pri posudzovaní miery rizika pri štartoch rakiet a prevádzke satelitov.

Napríklad v minulosti pri prelete meteorického roja Leoníd boli niektoré satelity na obežnej dráhe pre istotu uvedené do hybernačného módu a naorientovali sa tak, aby boli čo najmenšou plochou vystavené smeru prúdenia častíc.

Druhá vec je, že tieto drobné častice pochádzajú z väčších vesmírnych telies a napriek rastúcej snahe vedci vedia stále málo o týchto materských telesách. „Skúmaním malých častíc sa preto snažíme dozvedieť viac o možnom ohrození Zeme asteroidmi. Dobrým príkladom je už spomínaný meteoroid Čeľabinsk. Českí kolegovia zistili, že na jeho dráhe môže existovať ešte väčšie teleso alebo skupina väčších telies.“

Slovník pojmov

  • Meteor je svetelný jav, ktorý nastane pri prelete meteoroidu zemskou atmosférou. Ľudovo sa nazýva padajúca hviezda.
  • Veľmi jasný meteor sa nazýva bolid.
  • Zvyšky hmotnejších meteoroidov, ktoré dopadli na Zem, sa nazývajú meteority.
  • Početnej skupine meteorov sa hovorí meteorický roj.

Meteory nie sú nuda

Juraj Tóth pochádza z Modry a hovorí, že k astronómii sa dostal čítaním kníh. „Keď som bol menší, chcel som byť kozmonaut,“ smeje sa a priznáva, že aj keď mal observatórium rovno za kopcom, odvážil sa ho navštíviť až ako študent vysokej školy. „Bol som ostýchavý, hovoril som si, že by som tam nemal rušiť, že tam sa predsa nechodí. Dá sa preto povedať, že som bol v astronómii samouk.“

Na matematicko-fyzikálnej fakulte sa pôvodne nechcel venovať meteorom. „Asi každý, kto sem príde študovať astronómiu a astrofyziku, má predstavu, že bude skúmať kozmologické veci, galaxie a podobne. Ja som sa však zaujímal o slnečnú sústavu, ako vznikla a ako sa vyvíjala. Profesor Porubčan mi ako tému na diplomovú prácu odporučil vtedy aktuálny veľký meteorický dážď Leoníd.“

Aj keď sa podľa vlastných slov nikdy nechcel venovať takýmto malým prachovým časticiam, nakoniec v tejto téme našiel záľubu. Však v podstate je to vesmírna donáška do domu, teda do atmosféry Zeme. „Treba sa k tomu správne postaviť a snažiť sa za krátky čas, keď ten meteorický dážď trvá, získať z neho informácie, ktoré nám prináša. Napríklad o prvopočiatkoch našej slnečnej sústavy.“

Drobné meteority sú zaujímavé aj z ďalšieho dôvodu. Na Zem síce dopadli aj veľké asteroidy, no geologické a chemické stopy po týchto dopadoch boli v priebehu miliónov rokov prakticky zmazané. Informácie o meteoroch a meteoritoch sú zachované podstatne lepšie.

„Už len štruktúra tohto materiálu nám hovorí niečo o prvopočiatkoch slnečnej sústavy. Meteoritov sa podarilo nájsť už relatívne veľa. Ony sú to vlastne menší kamaráti veľkých asteroidov, ktoré sa dajú sledovať aj teleskopmi. Stále však ostáva veľká medzera, ktorú treba ešte preskúmať. Stále je čo objavovať.“

Ochrancovia AMOS a ADAM

Vzácne sú najmä metrové až desaťmetrové a väčšie meteoroidy. Jeden síce nedávno zaburácal nad Košicami, no ide o pomerne zriedkavý jav. Veľa takýchto meteorov padne nad oceánmi, kde ich nemá kto pozorovať. A keď padnú nad pevninou, nie vždy sa ich podarí zaznamenať. Systém AMOS sa preto môže stať vítaným pomocníkom na včasné predpovedanie takýchto udalostí. A nielen AMOS.

„Máme pripravený jeden taký systém, o ktorom hovoríme už niekoľko rokov. Volá sa ADAM a je navrhnutý tak, aby hľadal kozmické telesá pred ich vstupom do atmosféry. Ak by sa nám túto ambíciu podarilo naplniť, vedeli by sme predpovedať čas aj miesto dopadu meteoritu. Zároveň by sme vedeli včas vyslať varovanie. Ak by to bolo malé teleso, ľuďom by sme len odporučili pekný zážitok pri pohľade na oblohu. Ak by išlo o väčšie teleso, bolo by možné alarmovať civilnú obranu.“

Systém ADAM by dokázal na prichádzajúci väčší meteorit upozorniť až desať hodín vopred. V ideálnych prípadoch aj s dvojdňovým predstihom. Všetko by záviselo od toho, v akej vzdialenosti od Zeme by sa podarilo dané vesmírne teleso objaviť.

Zatiaľ bolo na území Slovenska nájdených osem meteoritov. Napríklad vo Veľkom Borovom, v Košiciach či Divine. Ešte jeden meteorit padol na slovensko-ukrajinské pohraničie, no väčšina pádového poľa bola na ukrajinskej strane.

Frekvencia pádu meteoritov na naše územia by sa tak veľmi zhruba dala odhadnúť na jednu udalosť za 20 rokov. Keby sa však do úvahy brali malé meteority, vážiace niekoľko desiatok gramov, frekvencia by dosiahla asi tri dopady za rok. Pozorovanie týchto udalostí však môže zmariť napríklad veľká oblačnosť.

Priniesli sem život?

Častejším pozorovaním a skúmaním „vesmírnych poslov“ by sa možno podarilo overiť, či meteority mohli v minulosti na našu planétu doniesť vodu alebo zložitejšie organické molekuly, ktoré sa stali základom pre vznik života. „V niektorých meteoritoch sa našli organické zlúčeniny,“ potvrdzuje Tóth.

„Pri väčších telesách je nájdenie takýchto molekúl problematickejšie, pretože počas rýchleho preletu atmosférou je materiál vystavený krutým podmienkam. Prachové častice sú efektívnejšie pribrzdené, nie sú počas preletu až tak poškodené, a tak sú efektívnejšie pri prenose materiálu a rôznych látok z kozmu na Zem.“

Väčšina kozmického materiálu padá na našu planétu práve v podobe prachových častíc. Vedci sa ich snažia uloviť napríklad pomocou stratosférických balónov. Tóth so svojimi kolegami a v spolupráci so Slovenskou organizáciou pre vesmírne aktivity majú v pláne aj takýto projekt.

„Keby sme zaznamenali prelet väčšieho množstva meteorov atmosférou nad naším územím, mohli by sme k prachovým časticiam, čo po nich zostali, vyslať balón. Nie je to jednoduchá vec, nikto vo svete to zatiaľ nerobí. Balón nie je aktívne poháňaný, a tak by museli byť dobré podmienky, aby sa balón dostal na správne miesto do výšky 30 až 35 kilometrov.“

Jeden vedecký tím dokonca oznámil, že v prachových časticiach našiel mikroorganizmy. Keby sa to potvrdilo, išlo by o prvý nález života mimozemského pôvodu. „Ja som v súvislosti s tým veľmi skeptický. Je nutné to overiť. Mohlo dôjsť ku kontaminácii samotného prístroja a rovnako je možné, že do stratosféry sa dostali pozemské častice s pozemskými mikroorganizmami,“ podotýka výskumník.

Globálny systém

Príbeh systému AMOS sa jeho inštaláciou na Kanárskych ostrovoch neskončil. Tóth so svojimi kolegami momentálne pracuje na ich umiestnení v Čile. Tamojšie observatóriá patria pod organizáciu Európske južné observatórium (ESO), ktorej Slovensko nie je členom. „Momentálne v slovenskej astronomickej komunite nevidím pohyby smerom k získaniu členstva v ESO. Väčšina aktivít sa sústredila na prijatie do Európskej vesmírnej agentúry,“ hovorí Tóth. Projekt by sa však mal podariť.

„S ESO komunikujeme a po nainštalovaní prístrojov AMOS pokryje celú južnú oblohu. Takto bude zabezpečené sledovanie prítoku medziplanetárnej hmoty do atmosféry Zeme spolu so stanicami na Slovensku, Kanárskych ostrovov a v Čile z rôznych smerov počas 18 hodín z dňa.“ Tóth zároveň dodáva, že systém AMOS je otvorený aj spolupráci s amatérskymi astronómami a menšími observatóriami, môžu si nainštalovať a pripojiť jeho zjednodušenú verziu. Takto sa AMOS dostáva do celého sveta od Brazílie po Rusko.

Stopa po meteorite Čeľabinsk. Foto: Wikimedia
Čeľabinsk, meteorit Stopa po meteorite Čeľabinsk.

Prípadom ako bol Čeľabinsk, sa nevyhneme

Čeľabinsk bol v moderných dejinách prvý prípad meteoritu, ktorý spadol do obývanej oblasti. Teleso v atmosfére vybuchlo a explózia spôsobila na zemi značné škody. Neskôr boli nájdené na zemi kusy meteoritu, najväčší mal hmotnosť vyše 570 kilogramov. Tlaková vlna vyrazila okná tisícov budov do vzdialenosti až 100 km a vyše tisíc ľudí utrpelo zranenia, najčastejšie od padajúcich sklenených črepov. Silá explózia zodpovedala 30 až 500 kilotonám TNT, a to meteor vybuchol asi 40 kilometrov nad povrchom.

„Prípady ako Čeľabinsk sa stanú raz za niekoľko desaťročí, no zvyčajne nad oceánmi alebo neobývanými oblasťami, ako sú púšte,“ vysvetľuje Juraj Tóth. Meteorit so sebou nenesie žiadne výbušniny, v atmosfére exploduje silou svojej kinetickej energie a jej časť sa premení na svetlo a tlakovú vlnu. „Je preto výhodné, keď sa teleso v atmosfére rozpadne na menšie kusy. Explózia potom nie je taká silná, lebo energia sa lepšie rozplynie v atmosfére.“

Keby sa na Zem rútilo podobné alebo väčšie teleso, mohli by sa ľudia pokúsiť o jeho roztrieštenie použitím konvenčných zbraní. Je v tom však niekoľko háčikov. Nie je jasné, či by zostrelenie meteoru bolo vôbec technicky uskutočniteľné. A keby aj bolo, najprv by bolo nutné nebezpečný meteor včas odhaliť a presne určiť jeho dráhu letu. To by však nezvládol ani systém AMOS.

„Existuje viacero systémov, ktoré by meteor mohli včas objaviť, napríklad teleskop PAN-STARRS s takmer dvojmetrovým zrkadlom. Ani tento moderný prehliadkový systém však čeľabinské teleso nenašiel pred vstupom do atmosféry. Dôvodov je viacero. V prvom rade neskúma každú noc celú oblohu, ale len jej časť, a v druhom rade dráha letu čeľabinského meteoru smerovala od Slnka,“ vysvetľuje Tóth. Takéto malé teleso v žiare Slnka je prakticky nemožné spozorovať.

Existujú však návrhy, ako je slovenský systém ADAM alebo americký ATLAS, ktoré by skúmali celú oblohu a hľadali malé asteroidy a meteority veľmi blízko Zeme – približne vo vzdialenosti Mesiaca. Takto by bolo možné ľudí aspoň s nejakým časovým predstihom pred zrážkou varovať.

(mq)

© Autorské práva vyhradené

Facebook X.com debata chyba Newsletter
Viac na túto tému: #meteory #meteority #astronómovia #čeľabinsk #Úspešní Slováci