Ett historiskt möte med en asteroid väntar om tre år

Om bara tre år kommer jorden att uppleva en ovanligt nära passage av asteroiden Apophis. Rymdmyndigheter världen över planerar att utnyttja detta tillfälle maximalt och förbereder just nu en gemensam mission som ska nå fram till asteroiden precis innan dess historiska förbiflygning av vår planet.

Europeiska rymdorganisationen (ESA) och Japans rymdfartsorganisation JAXA arbetar tillsammans med att färdigställa uppdraget Ramses, som ska möta Apophis strax innan asteroidens rekordnära passage förbi jorden år 2029. Forskarna hoppas att missionen ger djupare förståelse för hot från stora asteroider och förbättrar strategierna för att skydda vår planet.

Asteroiden som flyger närmare än många satelliter

Den 13 april 2029 passerar Apophis jorden på ett avstånd av cirka 31 600 kilometer. Det är närmare än banan för många telekommunikations- och vädersatelliter. För astronomer är detta en unik möjlighet att på allra närmaste håll observera hur vår planets gravitation påverkar ett kosmiskt objekt av denna storlek.

Apophis kommer att passera så nära att asteroiden med blotta ögat blir synlig från stora delar av Europa och Afrika som en långsam, klar stjärna på himlen. Detta innebär att inte bara professionella observatorier med teleskop, utan även entusiastiska amatörastronomer med kikare kan följa passagen.

Under förbiflygningen kommer jordens gravitation att förändra asteroidens bana och troligen även dess rotation. Just dessa förändringar vill forskarna registrera i realtid med hjälp av sonden Ramses, som kommer att följa asteroiden genom hela den kritiska fasen.

En koloss stor som Eiffeltornet och dess destruktiva kraft

Det som särskilt fångar forskarnas uppmärksamhet är Apophis dimensioner och massa. Asteroidens diameter uppskattas till cirka 330 meter – ungefär motsvarande höjden på Eiffeltornet. Dess massa kan nå upp till 40 till 50 miljoner ton.

Därtill kommer hastigheten. Apophis rör sig med en fart på omkring 12 kilometer per sekund. Om ett objekt med dessa egenskaper faktiskt träffade jorden skulle konsekvenserna lokalt vara förödande.

Simuleringar visar att det skulle kunna uppstå en krater 8 till 10 gånger större än själva asteroidens diameter. I praktiken skulle detta motsvara en fördjupning i terrängen på 2 till 3 kilometer, kompletterad av en väldig tryckvåg och sekundära bränder över ett stort område. Vid nedslag i havet finns det verklig risk för en tsunami som skulle drabba långa kuststräckor.

Krater med en diameter på 2,6 till 3,3 kilometer
Tryckvåg motsvarande explosionen från ett kärnvapen
Sekundära bränder inom en radie av tiotals kilometer
Tsunami med vågor på tiotals meter vid nedslag i havet
Regional katastrof som drabbar miljontals människor
Förstörelse av infrastruktur i nedslagsområdet

En asteroid av denna storlek kommer inte att utplåna hela planeten, men kan orsaka en regional katastrof i en omfattning som mänskligheten aldrig upplevt i modern tid. Därför är det avgörande för experterna att förstå sådana objekts uppbyggnad och beteende innan de faktiskt befinner sig på kollisionskurs.

Ramses – andra kapitlet i Europas program för skydd av jorden

Uppdraget Ramses ingår i ESA:s program Space Safety, som lanserades år 2019. Syftet är systematisk övervakning och undersökning av kosmiska objekt som kan utgöra ett hot mot jorden, samt testning av metoder för eventuell kursändring av dessa föremål.

Samarbetet med JAXA ska möjliggöra att kombinera båda parters erfarenheter. Japan har på sitt konto framgångsrika uppdrag med sonderna Hayabusa, som samlade prover från asteroider. Europa skördade värdefull erfarenhet under uppdrag som Rosetta, som undersökte kometen 67P.

Uppskjutningen av sonden Ramses är planerad till perioden mellan 20 april och 15 maj 2028. Raketen kommer att lyfta från den japanska ön Tanegashima, ett av Asiens viktigaste rymdcentrum. Efter uppskjutningen kommer sonden att tillbringa cirka tio månader på sin resa mot asteroiden.

Därefter kommer den att gå in i en bana nära Apophis omloppsbana och börja följa asteroiden på dess väg in mot solsystemets inre delar. Observationsfasen i närheten av Apophis förväntas pågå omkring sex månader.

Vad kommer sonden Ramses exakt att undersöka?

Forskarna vill främst kartlägga Apophis inre struktur och kemiska sammansättning. Detta är centrala uppgifter för varje plan om att ”knuffa” liknande objekt bort från en kollisionskurs, om ett sådant behov någonsin uppstår.

Under uppdraget kommer sonden att genomföra en rad olika mätningar – från övergripande bilder till extremt detaljerade radar- och spektroskopiska skanningar. Den kommer löpande att ändra sitt avstånd till asteroiden för att få den mest kompletta bilden av detta kosmiska objekt.

Undersökning av asteroidens form och rotation i hög upplösning
Mätning av ytans sammansättning och eventuell närvaro av värdefulla metaller
Analys av strukturen – om det rör sig om ett kompakt block eller en ”stenhög” av löst förbundna klippor
Övervakning av förändringar i bana och rotation under påverkan av jordens gravitation
Registrering av eventuella skred, sprickor och massutbrott under närmandet till jorden
Mätning av densitet och massfördelning inuti objektet
Detektion av eventuella gaser som frigörs från ytan
Kartläggning av ytstrukturer och kratrar

Den mest spännande delen av uppdraget inträffar när Apophis passerar sitt minimala avstånd från jorden, och Ramses i realtid kan registrera hur vår gravitation ”omformar” denna kosmiska klippa. Forskarna förväntar sig att den kraftiga gravitationspåverkan kan utlösa mindre jordbävningar på asteroiden eller till och med ändra dess rotation.

Varför har denna passage så stor betydelse?

Vetenskapligt sett fungerar Apophis som ett naturligt laboratorium. Asteroiden kommer att passera mycket nära ett stort objekt som jorden, utan att det leder till en kollision. Detta ger möjlighet att bekräfta hur kraftig gravitationspåverkan förändrar ett objekts omloppsbana, form och inre struktur.

Data från Ramses kommer inte bara gynna teoretiker. Rymdmyndigheter över hela världen utvecklar koncept för kinetiska uppdrag, motsvarande det amerikanska DART-testet, som träffade en liten asteroid för att mäta förändringen i dess bana. Effektiviteten av sådana åtgärder beror dock i hög grad på målets inre uppbyggnad. Ett kompakt block reagerar helt annorlunda än ett löst konglomerat av sten och damm.

Om Apophis visar sig vara en ”stenhög” som hålls samman enbart av svag gravitation, skulle ett försök att ändra ett sådant objekts bana kräva en helt annan taktik än vid en solid klippa. Ramses ska ge svaret på vad vi konkret har att göra med i detta fall.

Forskare från ESA och JAXA betonar att varje sådan observation bidrar till att bygga upp en kunskapsbas. Ju bättre de förstår asteroidernas beteende i jordens gravitationsfält, desto bättre kan de förutse risker och utforma försvarsstrategier.

Planetskydd – ett ämne som inte längre är science fiction

För bara femton år sedan talades om skydd av jorden mot asteroider främst i samband med katastroffilmer. I dag är det ett fullt erkänt område inom rymdindustrin med egna program, budgetar och handlingsplaner.

Ramses ingår i ett större pussel av initiativ, inklusive nätverk av teleskop som skannar himlen, och uppdrag som testar tekniker för kursändring av mindre objekt. Varje enskilt element bidrar med ett fragment av kunskap som en dag kan bli avgörande för säkerheten i hela regioner på jorden.

Det är värt att komma ihåg att hotet inte enbart gäller objekt av Apophis storlek. Betydligt mindre asteroider, i storleksordningen några tiotal meter, kan frigöra energi motsvarande ett stort kärnvapen. Sådana händelser är sällsynta, men långtifrån ovanliga i geologisk tidsskala.

För en vanlig medborgare låter uppdraget Ramses kanske som ett avlägset vetenskapligt projekt. I praktiken är det en form av försäkring som civilisationen tecknar för sig själv. Ju snabbare vi förstår dynamiken hos objekt som Apophis, desto mer tid får vi att reagera om vi en dag upptäcker något ännu större på väg direkt mot oss. Det finns knappast någon bättre investering i framtiden än att veta hur man försvarar sig mot det som kommer från rymden.