Een laser. Verfbommen. Bruce Willis.

Het is dit jaar vijf jaar geleden dat het Russische Tsjeljabinsk werd opgeschrikt door een heldere vuurbol aan de hemel. Het bleek te gaan om een ongeveer 18 meter grote planetoïde die zich met een snelheid van zo’n 18,6 kilometer per seconde naar het aardoppervlak haastte. De reis door de atmosfeer ging de ruimtesteen (gelukkig) niet in de koude kleren zitten en deze explodeerde op een hoogte van zo’n 23,3 kilometer. Bij die explosie kwam zo’n 30 keer meer energie vrij dan tijdens de kernaanval op Hiroshima. In Tsjeljabinsk en omgeving sprongen vele ramen en zo’n 1200 mensen raakten – voornamelijk door rondvliegend glas – gewond. Er vielen geen doden.

Het was wereldnieuws. En de flinke meteoriet – waarvan enkele brokstukken er toch nog in slaagden om het aardoppervlak te bereiken – herinnerde ons er weer aan dat stenen afkomstig uit de ruimte een serieuze bedreiging kunnen vormen voor de aarde. Natuurlijk wisten we dat al wel – een veel groter exemplaar had zo’n 66 miljoen jaar eerder de basis gelegd voor één van de grotere massa-extincties op aarde – maar het daadwerkelijk op tv zien gebeuren, is toch altijd wat indrukwekkender dan erover lezen in een geschiedenisboek. In Rusland was het dit keer allemaal relatief goed afgelopen. Maar wat als een grotere ruimtesteen in de nabije toekomst op ramkoers komt te liggen met de aarde? Zijn we dan net zo machteloos als we in februari 2013 waren?

In 1908 zou boven Toengoeska (Siberië) een 35 meter grote meteoriet zijn ontploft. De kracht van de explosie heeft ervoor gezorgd dat bomen in een omtrek van zo’n 40 kilometer afbraken. Het laat zich raden wat de gevolgen zouden zijn geweest als dit in een bewoond gebied was gebeurd. Foto: Leonid Kulik (via Wikimedia Commons).

Er komt een inslag
Een grote inslag op aarde: je moet er niet aan denken. Maar volgens astronomen is het niet de vraag óf het gaat gebeuren, maar wanneer. Elke dag komen er planetoïden en aardscheerders op ons af en sommige daarvan storten zich in de aardse atmosfeer. Gelukkig zijn de meeste van deze aardscheerders klein, waardoor ze in die atmosfeer verbranden en het oppervlak nooit halen. Aanzienlijk minder talrijk, maar veel gevaarlijker zijn de grote aardscheerders. Je moet dan denken aan ruimtestenen groter dan 25 meter. Ruimtestenen die enkele tientallen meters groot zijn, kunnen lokaal voor een hoop ellende zorgen, zo vertelt de Toengoeska-explosie (zie hiernaast) ons. De veiligheid van de complete wereldbevolking komt waarschijnlijk echter pas in het geding als een ruimtesteen van 1 tot 2 kilometer groot het op de aarde voorzien heeft; een dergelijke inslag zou wereldwijde gevolgen hebben.

Wat kunnen we doen?
Dat er vroeg of laat een flinke planetoïde op ramkoers komt te liggen met de aarde, staat dus buiten kijf. Maar betekent dat dan dat we à la de dino’s op onze ondergang moeten gaan zitten wachten? Wetenschappers zijn het niet van plan. Maar wat kun je tegen een 1 kilometer grote ruimtesteen met de vastberadenheid van – tja, een steen met een snelheid van 20 kilometer per seconde of meer – beginnen?

Het beste wapen
Het beste wapen dat we op dit moment hebben, is…een telescoop. Dat klinkt wat flauw, maar het is echt zo. Verschillende onderzoeksgroepen wereldwijd speuren continu de hemel af op zoek naar onbekende planetoïden. En met succes. In een paar jaar tijd zijn zo 90% van alle aardscheerders groter dan 1 kilometer opgespoord. En inmiddels hebben astronomen dan ook de jacht geopend op iets kleinere objecten: aardscheerders vanaf 140 meter. Het ontdekken van potentieel gevaarlijke planetoïden is vanzelfsprekend een eerste, belangrijke stap. Maar wat de telescoop met name tot ons beste wapen in de strijd tegen planetoïden maakt, is dat deze ons in staat stelt om planetoïden lang voor ze een gevaar vormen voor de aarde al te detecteren. En dat is – zoals we later zullen zien – van cruciaal belang als we een op aarde afstevende ruimtesteen op andere gedachten willen brengen.

NASA gaat na 2020 uitzoeken of de koers van een planetoïde gewijzigd kan worden door deze een flinke tik te verkopen. Afbeelding: NASA.

Defensie
Want stel nu dat telescopen een grote ruimtesteen ontdekken die op ramkoers ligt met de aarde. Kunnen we dan naast preventieve maatregelen – het ontruimen van een bepaald gebied, bijvoorbeeld – ook defensieve maatregelen treffen? Daar is uitgebreid onderzoek naar gedaan en jawel, in theorie lijkt het mogelijk te zijn. Dit zijn een paar van onze opties:
We kunnen de planetoïde een duwtje geven. Hierdoor zou de baan van het hemellichaam iets veranderen, waardoor deze geleidelijk aan van koers wijzigt en zonder schade aan te richten langs de aarde vliegt. Voorwaarde is wel dat we de planetoïde enige tijd (je moet dan echt denken aan een periode van minimaal tien jaar) voor deze op de aarde zou klappen een duw geven, want de koerswijziging kost tijd. In theorie een prima plan, maar of het in de praktijk ook werkt? Dat gaan onderzoekers volgend decennium uitzoeken. NASA zal daartoe een ruimtesonde naar de binaire planetoïde Didymos sturen en een inslag veroorzaken op Didymos B: het kleinste van de twee hemellichamen waaruit deze planetoïde is opgebouwd. Doel is om vast te stellen in hoeverre de baan die Didymos B om Didymos A trekt door toedoen van de inslag verandert. “Een binaire planetoïde is het perfecte natuurlijke laboratorium voor de test,” aldus onderzoeker Tom Statler. “Het feit dat Didymos B in een baan rond Didymos A cirkelt, maakt het gemakkelijker om de resultaten van de inslag te zien en verzekert ons ervan dat de baan die de twee om de zon trekken niet wordt aangepast.”
We kunnen de planetoïde opblazen. Het klinkt als het scenario van een rampenfilm – de bekende Armageddon om precies te zijn – maar het is in theorie een optie. Sterker nog: onderzoekers hebben al concrete plannen liggen voor het afleveren van een kernbom op een planetoïde. Een paar jaar geleden presenteerden zij het Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle. Deze zou de gevaarlijke planetoïde opzoeken, een diepe krater creëren op het oppervlak en vervolgens een kernbom in die krater slingeren. Het enige nadeel van deze aanpak is wel dat er nog altijd een kans bestaat dat brokstukken van de door de kernbom uiteengerukte planetoïde op aarde belanden. Maar de aanpak moet dan ook gezien worden als een noodgreep en is met name geschikt wanneer we een potentieel gevaarlijke planetoïde heel laat (bijvoorbeeld een week voor de inslag) ontdekken.

Met lasers de koers van een planetoïde veranderen. Afbeelding: Q. Zhang.

We kunnen de planetoïde laseren. Door een planetoïde met een laser te beschijnen, zal een deel van het oppervlaktemateriaal verdampen en zich van het oppervlak weghaasten. Terwijl het dat doet, verandert het de koers van het hemellichaam een héél klein beetje. Door een planetoïde langdurig te beschijnen, kan de baan ervan zo worden aangepast dat deze geen gevaar meer vormt voor de aarde. Ook dit vereist dat de planetoïde tijdig wordt ontdekt. Hoeveel tijd er nodig is om de baan van de planetoïde te wijzigen, is afhankelijk van de omvang van de planetoïde: hoe groter de planetoïde hoe meer tijd het kost. Ook de omvang van de laser speelt een rol: hoe groter de laser, hoe meer energie deze kan afgeven en hoe minder tijd er nodig is om de baan te wijzigen. Overigens zouden krachtige lasers er ook voor kunnen zorgen dat kleinere planetoïden – met een beetje geduld – in hun geheel verdampen.
We kunnen de planetoïde bekogelen met verf. In 2012 stelde een MIT-student voor om een planetoïde te bekogelen met witte verf. Dat bekogelen zou al een geringe invloed hebben op de baan van de planetoïde, waarna de zon de rest doet. Een witte planetoïde reflecteert namelijk meer zonlicht en elk lichtdeeltje dat wordt weerkaatst, oefent een kracht uit die de planetoïde wegduwt van de zon (we noemen dat ook wel stralingsdruk). De van stralingsdruk afkomstige stuwkracht is echter zeer gering, waardoor het veel tijd kost om de baan van de planetoïde op deze wijze te veranderen. In het geval van een planetoïde van zo’n 300 meter groot moet je er bijvoorbeeld al snel een jaar of twintig voor uit trekken.
We kunnen aan de planetoïde trekken. In dit scenario zouden we een ruimtesonde naar een planetoïde sturen om deze vervolgens met behulp van de zwaartekracht van het ruimtevaartuig over een periode van jaren of decennia in een andere baan trekken. Een groot nadeel van deze aanpak is dat deze bij de grote – en dus juist gevaarlijke – planetoïden wat minder goed werkt.

Tijd
Op papier zijn het prachtige ideeën. Maar gaat één ervan ons redden als een grote planetoïde de aarde nadert? Het zal allemaal afhangen van de tijd die ons tussen de ontdekking van de planetoïde en de inslag gegund is. Onderzoekers schatten dat het bouwen, lanceren en op locatie brengen van de systemen die de planetoïde van koers moeten doen veranderen in het gunstigste geval tussen de 5 en 10 jaar tijd kost. Tel daar nog eens de 10 tot 20 jaar bij op die nodig is om de koers te wijzigen en je moet zo’n ruimtesteen al snel zo’n 30 jaar van tevoren zien te spotten. En ook de nucleaire oplossing kost tijd. Het brengt ons toch weer bij die telescopen waarmee onderzoekers de ruimte afspeuren naar potentieel gevaarlijke planetoïden. Alles valt of staat met tijdige detectie. Gelukkig hebben onderzoekers wat dat betreft de laatste jaren grote stappen gezet: gemiddeld worden er elke week 30 nieuwe aardscheerders ontdekt en inmiddels zijn er in totaal al meer dan 15.000 gedocumenteerd. Geen van deze exemplaren vormt volgens onderzoekers de komende 100 jaar een bedreiging voor de aarde. Maar dat betekent niet dat we achterover kunnen leunen: er wachten – ook in de nabijheid van de aarde – nog talloze planetoïden op hun ontdekking.

Elk jaar wordt de aarde gebombardeerd door meer dan 100 ton stof en gruis. En ongeveer één keer per jaar tuimelt een planetoïde ter grootte van een auto de atmosfeer in om daar te verbranden nog voor het oppervlak in zicht komt. En ongeveer elke 2000 jaar klapt een object ter grootte van een voetbalveld op onze planeet. En eens in de paar miljoen jaar zouden objecten groot genoeg om complete beschavingen het leven zuur te maken, op ramkoers komen met de aarde. Het zijn statistieken en die vertellen je niet wanneer de volgende inslag plaatsvindt, maar wel dat er gegarandeerd nog inslagen komen. Wetenschappers doen er alles aan om daarop voorbereid te zijn, zodat we ons straks voor het eerst in de geschiedenis van onze planeet kunnen verzetten tegen het noodlot waar het leven op aarde zich eerder alleen bij neer kon leggen.