Wat te doen wanneer we plots ontdekken dat een grote planetoïde op ramkoers met onze planeet ligt? In menig sciencefictionverhaal weet men het wel: met een kernwapen het ding aan gruzelementen blazen. Amerikaanse onderzoekers denken dit ook in realiteit best zou kunnen werken.

In ons zonnestelsel bevinden zich meer dan een miljoen planetoïden. De meeste van deze rotsblokken bevinden zich op veilige afstand van de aarde, waaronder in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Toch komen sommige exemplaren soms gevaarlijk dicht in de buurt van onze planeet.

Wanneer een grote planetoïde op de aarde stort, kan dit enorme schade veroorzaken. Een rotsblok met een diameter van enkele honderden meters kan lokaal voor grote verwoesting zorgen, terwijl een object van enkele kilometers zelfs tot wereldwijde gevolgen en massa-uitsterving kan leiden. Hoewel dit soort inslagen zeldzaam zijn – het laatste, extreme scenario vindt naar schatting eens in de enkele tientallen miljoenen jaren plaats – kunnen we er maar beter op voorbereid zijn.

Achteraf gezien
LEES OOK
Achteraf gezien

Er bestaan de nodige ideeën over hoe we een naderende planetoïde-inslag kunnen afwenden. Vaak gaat het daarbij om het veranderen van de baan van het rotsblok, zodat deze de aarde mist. Dit kan bijvoorbeeld met een zogeheten kinetische impactor: een ruimtevaartuig dat een planetoïde een zetje geeft door ertegenaan te botsen. NASA’s DART-missie, die later dit jaar gelanceerd moet worden, zal dit concept voor het eerst in de praktijk testen.

Kernwapen

Dit soort methodes vereisen echter de nodige waarschuwingstijd. Des te eerder we de planetoïde in het vizier hebben, des te kleiner het zetje dat nodig is om zijn baan voldoende te veranderen. Toch kan het voorkomen dat we een aanstormende planetoïde pas laat zien, bijvoorbeeld wanneer die uit een voor astronomen lastig waar te nemen hoek opdoemt, of wanneer een eerdere afwendingspoging niet het gewenste effect heeft gehad. In dat geval kunnen kinetische impactors waarschijnlijk weinig meer betekenen.

‘Wanneer we zo’n gevaarlijk object te laat ontdekken om het nog veilig af te wenden, dan is onze beste overgebleven optie om het aan stukken te schieten, zodat de resulterende deeltjes de aarde grotendeels missen’, zegt fysicus J. Michael Owen van het Lawrence Livermore National Laboratory in de Verenigde Staten. Samen met collega’s simuleerde hij daarom wat er gebeurt wanneer een kernwapen een aanstormende planetoïde aan gruzelementen knalt.

‘Dit is echter ingewikkeld’, vervolgt Owen. ‘Als je een planetoïde in stukken opbreekt, zal elk deeltje zijn eigen pad rond de zon vervolgen, door toedoen van de zwaartekracht van de andere deeltjes en de planeten. Het gevolg is een wolk van brokstukken die zich uitsmeert rond de oorspronkelijke baan van de planetoïde. Hoe snel die deeltjes zich verspreiden – gecombineerd met hoe lang het duurt voordat de wolk het pad van de aarde kruist – vertelt ons hoeveel er de aarde zullen raken.’

Effectief

Daarom richtte het onderzoeksteam zich op simulaties die naar eigen zeggen nauwkeuriger zijn dan eerdere pogingen. Het model bevatte een kleinere versie van Bennu – een bekende planetoïde die de aarde eens in de zes jaar passeert – met een diameter van 100 meter. Enkele meters boven het oppervlak werd een kernbom van één megaton (de energie die vrijkomt bij het ontploffen van een miljoen ton TNT, ruim zestig keer krachtiger dan de kernbom op Hiroshima) tot ontploffing gebracht. Vervolgens berekenden de onderzoekers hoeveel van de resulterende brokstukken op aarde terecht zouden komen. Dit deden ze voor vijf verschillende banen van de hypothetische planetoïde.

Simulatie van een uiteenspattende planetoïde, nadat enkele meters boven het oppervlak een kernexplosie heeft plaatsgevonden.

Hun conclusie: wanneer de planetoïde voldoende in stukken breekt, dan is deze methode een zeer effectieve manier om de aarde op het laatste moment te beschermen tegen een planetoïde-inslag. Bij een ontploffing twee maanden voor de botsing op aarde miste 99,9 procent van de deeltjes onze planeet. Dit gold voor alle vijf de banen. Bij een grotere planetoïde en een langere tijd vooraf (zes maanden) vloog nog steeds 99 procent van de brokstukken langs de aarde.

Hagelschot

De Leidse astronoom Simon Portegies Zwart, niet betrokken bij de studie, is echter allerminst overtuigd van de afweermethode. Een ‘typisch Amerikaans’ idee waar je helemaal niets mee oplost, meent hij. ‘In de simulatie nemen de onderzoekers aan dat de planetoïde na de kernexplosie opbreekt in rotsblokken van een aantal meter in diameter. Dat gebeurt in dit scenario dicht bij de aarde, waardoor deze rotsblokken altijd in de buurt van de aardbaan zullen blijven. Hierdoor stort iedere steen vroeg of laat alsnog op de aarde. Is het niet nu, dan wel over tien of honderd jaar.’

Ook de inslag van zo’n kleiner rotsblok is geen pretje, vervolgt de astronoom. Hij wijst erop dat de meteoriet die in 2013 voor honderden gewonden en aanzienlijke schade zorgde in het Russische Oeralgebied van vergelijkbare grootte was. ‘En dan zijn de stenen in dit geval ook nog eens radioactief dankzij de kernbom.’

Portegies Zwart vergelijkt het dan ook met de keuze tussen geraakt worden door een kogel of een hagelschot. ‘De planetoïde zorgt voor een eenmalige, enorme verwoesting. In één klap kan ie een stad als Amsterdam wegvagen, of een gigantische tsunami veroorzaken. De andere optie is dat het hele aardoppervlak minstens decennialang onder vuur wordt genomen door kleinere, maar nog steeds verwoestende inslagen van radioactief materiaal. Hoewel beide gevallen – zacht gezegd – vervelend zijn, zou ik toch voor het eerste scenario kiezen.’

Bahama’s

Overigens voegt Portegies Zwart toe dat – hoewel de simulaties van de kernbom van hoog niveau zijn – de baanberekeningen en het nabootsen van de planetoïde nog te wensen over laten. Het zou dus zomaar kunnen dat de ruimterots in veel kleinere deeltjes uiteenbarst. ‘Maar nog steeds: dan vliegt de aarde door een radioactieve wolk van ruimtegruis. Dat lijkt mij ook niet zo fijn. Bovendien: wanneer het vervoer van die krachtige kernbom naar de ruimte misgaat, dan is de schade waarschijnlijk vergelijkbaar met een planetoïde-inslag.’

Wat de astronoom dan wel zou doen wanneer een aanstormende planetoïde pas op het laatste moment ontdekt wordt? ‘Misschien nog even snel op vakantie naar de Bahama’s’, grapt hij. Om maar aan te geven: wanneer we een ruimterots écht te laat zien, dan valt daar nog maar weinig aan te veranderen. ‘Gelukkig komt een echt grote inslag maar heel zelden voor. De laatste keer was zo’n 66 miljoen jaar geleden. De kans dat wij zoiets zullen meemaken, is ontzettend klein.’

De zaak zonnestelsel
LEESTIP: In De Zaak Zonnestelsel laten wetenschapscommunicator Martijn van Calmthout en sterrenkundige Simon Portegies Zwart zien hoe interessant ons eigen planetenstelsel is. Te bestellen in onze webshop.