Obiekty w kosmosie i ich zwalczanie

[AKMSN]

Wiem że już na ten temat było tutaj, ale nadal zastanawiam się jaka była by skuteczność stworzonej przez ludzkość broni (choćby takiej którą dało by się stworzyć przy obecnej technice o dużych nakładach) wobec wszelkiego rodzaju obiektów w kosmosie. Przy czym pod pojęciem "obiekty w kosmosie" mam na myśli przede wszystkim planetoidy i komety, tak więc obiekty które mogą stanowić zagrożenie dla mieszkańców Ziemi. Zastanawia mnie na przykład jaka jest skuteczność obecnego monitorowania przestrzeni kosmicznej w wykrywaniu tego typu obiektów w kosmosie. Z tego co czytałem skuteczność nie jest szczególnie duża

No i zastanawiam się również nad tak zwanym rozbłyskiem gamma. Jest to coś przed czym oczywiście nie mamy jak się bronić. Jednak z tego co pisał tutaj Speedy (szósta strona) rozbłyski Gamma zdarzają się zazwyczaj w innych galaktykach niż nasza

Tutaj oczywiście można też poruszyć zagadnienie broni kosmicznej przeznaczonej do zwalczania obiektów stworzonych przez człowieka. Z tego co kojarzę Sowieci na stacji kosmicznej Ałmaz-2 (Salut-3) badali działko kalibru 23mm NR-23, jednak to chyba nie jest pewne co do faktycznego istnienia tych testów, a i donośność takiej broni jak działko lotnicze wydaje mi się jak na kosmos stanowczo za mała. Z drugiej strony, brak spowalniającej pocisk atmosfery, brak opadu pocisku, może i donośność na tyle by się zwiększyła że takie uzbrojenie miało by jakiś tam sens

[maziek]

Donośność nawet strzały z łuku jest w warunkach braku oporu powierza nieskończona ... Pomijając grawitację. Ponadto w przypadku innej orbity celu a innej strzelającego różnica prędkości obiegowej to mogą być tysiące metrów na sekundę. Czyli większa jest prędkość ruchu własnego celu niż pocisku. Jedyny problem, to problem trafienia, bo pocisk zmieniający orbitę nie będzie leciał prostoliniowo. Raczej broń niekierowana byłaby z tego powodu trudna do zastosowania na większe odległosci, ponadto problemem byłaby kompensacja odrzutu. Rozbłyski gamma dzielą się na kilka różnych typów ale zasadniczo 2 są interesujące w kwestii zagłady życia na Ziemi. Większość jest powodowana zapadnięciem się "wypalonej" gwiazdy do czarnej dziury. Wszystkie tego typu rozbłyski zostały zarejestrowane poza naszą Galaktyką. Natomiast w naszej Galaktyce są specyficzne gwiazdy magnetary. Emitują słabsze błyski ale częściej a ze względu na odległość mogłyby Ziemię wysterylizować. Promieniowanie gamma jest na szczęście wysyłane wąską wiązką. Natomiast sama ewolucja pobliskiej gwiazdy do magnetara mogłaby spowodować zagładę życia. Szacuje się, że pole magnetyczne tej gwiazdy jest tak silne, że z odległości 10 lat świetlnych uniemożliwiłaby życia na Ziemi, deformując związki chemiczne (np. białka).

Co do zagrażających skał z kosmosu są różne szacunki, uważa się, że większość będących w zasięgu obecnych środków obserwacyjnych została wykryta. Własnie obecnie dolatuje do Plutona sonda New Horizons, która będzie badać obiekty transplutonowe. Dowiemy się być może ciekawych rzeczy. Nawiasem mówiąc jest to obecnie sonda o największej prędkości nadanej przez człowieka - 60 tysięcy km/h

[AKMSN]

Co do różnego rodzaju ciał niebieskich zagrażających Ziemi, zdziwiło mnie że być może tak duży procent tych obiektów został wykryty. Zawsze byłem przekonany że wszelkiego rodzaju systemy monitorujące tego typu obiekty są stosunkowo mało zaawansowane

Co do magnetarów, na forum Historycy Speedy napisał

Nie w tym rzecz - oczywiście że z bliska to bardzo spokojnie można by się w tych gammach usmażyć. Ale kluczowe jest tutaj określenie "z bliska". Duże błyski gamma, tzw. długie - wszystkie jakie dotyczczas udało się porządnie przebadać, z wyjątkiem jednego - miały miejsce w bardzo odległych (o miliardy lat świetlnych) młodych galaktykach ubogich w "metale" (u astronomów metale to wszystkie pierwiastki cięższe od wodoru biggrin.gif) za to bogatych w "wylęgarnie gwiazd", wodorowe chmury gdzie masowo się one rodzą. Nasza Droga Mleczna i sąsiednie galaktyki są starsze, bogatsze w metale i nie powstaje w nich dużo gwiazd. Można więc przypuszczać że długi rozbłysk w pobliżu jest niesłychanie mało prawdopodobny. Ten jeden rodzynek był co prawda dużo bliżej (440 mln ly) ale też w takiej młodej galaktyce.
Krótkie błyski gamma występują bardziej powszechnie i nie ma póki co korelacji między wiekiem czy budową galaktyki czy ich występowaniem. Jednak niosą one znacznie mniejszą energię. Wg obecnej teorii związane są one z bardzo rzadkim typem gwiazdy neutronowej - magnetarem - których w naszej galaktyce jest znanych z 10 czy coś koło tego i żaden w pobliżu

Co o tym sądzisz Maziek?

Przy czym rozumiem że aby promieniowanie gamma nam zaszkodziło wiązka tego promieniowania (to się chyba dżet nazywa) musiała by trafić Ziemię, tym samym wiązka ta przypomina raczej pocisk z karabinu niż siłę wybuchu bomby

No i co do armaty, zastanawia mnie jak wyglądała by sprawa rozrzutu naturalnego. To znaczy, nawet zakładając brak opadu pocisku broń jakiś tom rozrzut by miała, a przecież podczas strzelania na duże, wręcz kosmiczne odległości, ten rozrzut mógł by powodować brak trafienia

[dexter 1990]

Szacuje się, że pole magnetyczne tej gwiazdy jest tak silne, że z odległości 10 lat świetlnych uniemożliwiłaby życia na Ziemi, deformując związki chemiczne (np. białka).

Zaraz zaraz. Pole magnetyczne ma powykręcać białka? Czy raczej pole magnetyczne gwiazdy "zniwelowało by" pole magnetyczne Ziemi i wystawiło nas na promieniowanie z kosmosu które to dopiero "powykręca nam białka"?

[maziek]

Zniszczyłoby białka i w ogóle związki, konkretnie pole to zdeformowałoby orbitale i atomy zmieniłyby własności chemiczne. Z tym że muszę sprostować, Twoje pytanie zmusiło mnie do sięgnięcia do literatury i trochę się rozpędziłem. To wybuch magnetara w odl. 10 lat świetlnych od Ziemi zniszczyłby życie na Ziemi, zaś samo pole magnetyczne stabilnego magnetara miałoby zły wpływ na atomy z odległości tysięcy km. Czyli mocno przesadziłem .

Wszystko co zapodał Speedy jest OK. Z tymi błyskami jest tak, że cała wiedza na temat ich natury to domysły. Po wykryciu tych zjawisk a następnie wyznaczeniu odległości do nich można było wyliczyć ilość energii wypromieniowaną w takim zdarzeniu. Zakłada się, że promieniowanie gamma rozchodzi się w postaci dwóch wąskich strug o bardzo dobrej kolimacji, ponieważ gdyby założyć emisję izotropową to wg obecnej wiedzy nie istnieje proces fizyczny zdolny adekwatną energię w tak krótkim czasie wyzwolić. Po takim założeniu na kandydatów i tak łapią się tylko najbardziej energetyczne wydarzenia jakie przewiduje fizyka - jak zapadnięcie się gwiazdy czy wybuch supernowej. Prawdopodobnie jest kilka różnych mechanizmów powstawania błysków.

Zasięg skuteczny broni palnej na orbicie, m.in. ze względu tej powtarzalności strzału, tak na prawdę byłby rzędu ziemskiego. Co prawda pocisk zachowywałby energię, ale wraz z odległością prawdopodobieństwo trafienia spadłoby poniżej sensownego poziomu. Ponadto jeśli rozpatrzyć dwa obiekty poruszające się po tej samej orbicie, w pewnej odległości, to strzał z jednego w drugi, zależnie czy oddany zgodnie z kierunkiem orbitowania, czy pod włos, spowoduje, że pocisk zmieni orbitę. Jeśli pod włos, to będzie poruszał się za wolno i opadnie, a jeśli zgodnie - to wejdzie na orbitę wyższą. Tak więc pozostaje bezpośrednia odległość, czyli musiałoby dojść do czegoś w rodzaju Bitwy o Anglię w kosmosie .

Co do obiektów zagrażających Ziemi. Dane z większości teleskopów po pewnym czasie albo nawet live może pobrać każdy śmiertelnik. Nie zdajecie sobie sprawy ilu ludzi pasjonuje się odkrywaniem na tych obrazach nieznanych dotąd komet czy planetoid .

[AKMSN]

Tak więc rozumiem Maziek że jak na razie wiele wskazuje na to że rozbłysk gamma nie stanowi jakiegoś nie wiadomo jak wielkiego zagrożenia dla życia ziemskiego, skoro duże rozbłyski obserwujemy w znacznie młodszych galaktykach, a małe rozbłyski mają mniejszą energię, tak więc musiały by mieć miejsce bliżej Ziemi aby jej zagrozić. No i zastanawia mnie czy są jakieś dowody na to że rozbłysk gamma kiedykolwiek trafił w Ziemię. Podobno są takie teorie, ale z tego co pisał Speedy, raczej niepotwierdzone

[maziek]

Obserwacja tych błysków tak daleko nie oznacza, że nie są możliwe bliżej. Wraz z odległością rośnie bardzo prawdopodobieństwo, bo rozpatrując coraz dalsze "warstwy" przestrzeni kosmicznej otaczającej Ziemię (jak łupiny cebuli) coraz większa jest ich objętość, więc liczba przypadków rośnie. Różnie szacują odległość, w jakiej wybuch supernowej mógłby zniszczyć życie na Ziemi. Ale zakłada się, że w promieniu koło 100 lat św. od Ziemi życie by zniknęło w każdym wypadku, zaś do kilku tysięcy lat św., jeśli oś obrotu przyszłej supernowej celuje w Ziemię. Np.: http://pl.wikipedia.org/wiki/WR_104 ,

Ale nie ma sensu się zamartwiać. Największe szanse na zniszczenie życia na Ziemi maja sami ludzie .

[AKMSN]

zdaję sobie sprawę że rozbłysk gamma lub nawet zwykła supernowa mogą zniszczyć życie na Ziemi, ale chodzi mi o prawdopodobieństwo. Zaryzykuję stwierdzenie że większe są szanse na sytuację w której życie na Ziemi zostaje zniszczone poprzez uderzenie komety lub planetoidy, niż szanse na rozbłysk gamma czy wybuch supernowej niszczący życie na Ziemi

[dexter 1990]

O kurczę, Maziek, to konkretne pole musi być, żeby całe VSEPR poszło się pasać przyznam . Kosmiczne wartości niektórych zjawisk czasami sa dla mnie... kosmiczne!

[maziek]

Oczywiście, szansa, że oberwiemy sporym kamieniem jest monstrualnie większa. W atmosferę ziemską rocznie wchodzi kilkaset tysięcy ton "kamieni". Ale do dziś nie odnotowano żadnego przypadku śmierci z powodu meteorytu.

Odwracając sprawę od kiedy powstało życie na Ziemi to nigdy nie zostało doszczętnie zniszczone. Choć niektóre wymierania wiąże się ze spadkiem ciała niebieskiego (np. kredowe). Ale życia jako takiego to nie zabiło. Czyli od jakichś 3 i pół miliarda lat życie daje sobie radę. Czyli za bardzo nie ma się czym martwić. Nasz początek i koniec i tak związany jest ze Słońcem, które za dalszych parę miliardów lat rozedmie się do tego stopnia, że orbita Ziemi znajdzie się w jego wnętrzu.

P.S. dexter - w ramach patriotyzmu trzeba dodać, że pierwsze wytłumaczenie jak w gwieździe może się takie pole wytworzyć podał prof. Bohdan Paczyński .

[waliza]

Ja tam w temacie jestem ciemny ale w razie co chyba obronic sie mozemy. Cos niedawno czytalem o projektach prywatnych firm aby surowce w postaci drogich metali jakich w meteorytach sporo sciagac na ziemie. Mialo to jakos dzialac tak, ze rakieta czy co to tam jest laduje na takim meteorycie czy planetoidzie czy jak to sie tam zwie i przyczepia sie do tego a potem silniki rakietowe kieruja toto na ziemie. Na ile to juz wykonalne a na ile fantastyka to nie wiem.

[AKMSN]

Już kilkakrotnie spotykałem się z opinią że mieli byśmy szanse się obronić gdybyśmy wykryli że kometa czy planetoida uderzy w Ziemię za 20 czy 30 lat. Problem w tym że gdybyśmy wykryli że ma uderzyć w przeciągu krótkiego okresu czasu, to najpewniej nie mieli byśmy szans na obronę

Co do tego braku udokumentowanych ofiar ludzkich z powodu uderzeń meteorytów, kiedyś Maziek o tym pisałeś, nawet mnie to zdziwiło

[maziek]

Ofiar śmiertelnych, bo poranionych było dużo, a pod tym względem Czelabińsk był mega cudem, że nikogo nie zabiło (choć tysiące były poturbowane a szczególnie pocięte szkłem). Tam było całkiem realne zniszczenia kubatury budowlanej i nie tylko, że szyby poleciały.

W tej chwili przy wejściu takiego ciała jak Czelabińsk lub większego nie mamy najmniejszych szans. Czelabińsk był o tyle "łagodny", że wszedł pod bardzo małym kątem i jego lot w atmosferze była bardzo długi, na bardzo długim odcinku energia była stopniowo tracona. Dlatego znaczny obszar pod trajektorią lotu był zniszczony jak od bomby barycznej, ale nie było zniszczeń od bezpośredniego trafienia masy spadkowej. To co na końcu spadło do jeziora też mogło zabić, ale została "bryłka" wielkości lodówki, kiedy to co weszło w atmosferę miało rozmiary bloku mieszkalnego (średnica kilkanaścnie metrów, około 10 tyś. ton). Gdyby to wleciało pod większym kątem, bardziej prostopadle do powierzchni Ziemi, to hamowanie byłoby zacznie słabsze, a gdyby punkt spadku był w mieście jak Czelabińsk byłaby jatka jak od wybuchu dużej bomby lotniczej albo i większa różnie szacują. Na pewno lokalna, ale jednak masakra. Energia jaką wydzielił ten meteoryt w atmosferze sięgnęła pół megatony TNT.

[AKMSN]

Rozumiem Maziek że pod pojęciem bomba lotnicza masz na myśli nie zwykłą bombę wypełnioną trotylem czy heksogenem, tylko bombę atomową lub termojądrową

[maziek]

Raczej nie. Tej wielkości kamień (tzn. to, co z niego zostanie po ablacji) spada na Ziemię raczej niewiele szybciej, niżbyś go zrzucił swobodnie w stratosferze z samolotu. Tzn spada z prędkością równoważoną oporem powietrza, jest to rząd 100 m/s dla małych kamieni już przy ziemi. Z tego kamienia i tak niewiele więcej by zostało (niż ta prawie tona, co do jeziora wleciała), nawet, gdyby leciał pionowo. Są dosyć szerokie widełki możliwych zachowań, ale typowo "ognisty rajd przez atmosferę" większych ciał kończy się na wysokości 20-40 km nad Ziemią, kończy się wówczas ablacja i dalej jest tzw. ciemny lot, który trwa 2-3 minuty. Na tym odcinku trajektoria jest już silnie odchylana przez przyciąganie ziemi i większość kamieni kończy lot pionowo. To jeszcze nie jest raczej kaliber ciała, które miałoby taki stosunek masy do powierzchni czołowej, żeby hamowanie atmosferyczne nie było dostatecznie wydajne. Ponieważ jednak wraz ze wzrostem średnicy masa rośnie w sześcianie, a przekrój czołowy tylko w kwadracie, większe ciała hamują mniej skutecznie.

Te ciała wchodzą w atmosferę Ziemi z prędkościami pomiędzy kilkanaście a siedemdziesiąt parę km/s. Energie kinetyczne są więc potworne, ale na szczęście rozpraszane w stratosferze. Gdyby nie to, to by była miazga. Jednogramowy kamyk z typową prędkością 40 km/s ma na wejściu energię circa 0,2 kt TNT (0,8 MJ) . Efekty czelabińska pochodzą wyłącznie od fali uderzeniowej. W każdym razie nie słyszałem o uszkodzeniu czegoś poprzez spadający tam kamień - choć to oczywiście niewykluczone. To co doleciało do Ziemi (bardzo dużo fragmentów) nie przebiło się nawet w większości przez śnieg do gruntu. Choć energia była tego rzędu, że w pewnym momencie był jaśniejszy niż Słońce i spowodował oparzenia twarzy u kilku osób (świecąc z wysokości kilkudziesięciu km), a u wielu wywołał uczucie ciepła.