Prehliadkový ďalekohľad ADAM-WFS z Modry

ADAM je unikátny systém štyroch ďalekohľadov, ktoré sú schopné preskúmať celú viditeľnú oblohu z jedného miesta trikrát počas noci a odhaliť objekty z vesmíru, ako sú napríklad asteroidy a kométy potenciálne nebezpečné pre Zem. Koncept tohto systému vytvorili odborníci z Univerzity Komenského v Bratislave (UK). Otcom idey systému ADAM (Automatic Detection of Asteroids and Meteoroids – Automatický systém na detekciu asteroidov a meteoridov) je RNDr. Juraj Tóth, PhD., z Katedry astronómie, fyziky Zeme a meteorológie Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave (FMFI UK).

NOVINKY

Planéta Zem je súčasťou dynamickej slnečnej sústavy, do ktorej patria aj milióny asteroidov a komét. Na rozdiel od Mesiaca, ktorý je súvislo pokrytý početnými impaktnými krátermi, však na Zemi stopy po dávnom bombardovaní nachádzame veľmi ťažko. V skutočnosti bola, je a bude Zem bombardovaná asteroidmi častejšie, ako Mesiac. Impaktné stopy totiž z geologického hľadiska miznú veľmi rýchlo kvoli erózii: vplyvu vody, atmosféry a tektonických pohybov. Napriek tomu geológovia objavili už takmer 180 impaktných štruktúr aj na povrchu Zeme. V súčasnosti do atmosféry Zeme denne dopadajú desiatky ton medziplanetárnej hmoty v podobe kozmického prachu, mikrometeoroidov a meteoroidov. Z času na čas upúta pozornosť ľudí väčšie teleso, ktoré zažiari ako bolid alebo dopadne na povrch Zeme v podobe meteoritu, ako sa stalo v roku 2010 v blízkosti Košíc. Väčšie telesá môžu spôsobiť značné materiálne škody a spôsobiť zranenia, ako sa stalo v prípade dopadu meteoroidu v blízkosti mesta Čeljabinsk v Rusku 15. februára 2013.

Dopady asteroidov a komét kilometrových rozmerov mávajú globálne dôsledky, o čom hovoria klimatické záznamy z grónskych a antarktických ľadovcov a jednoznačné indície o výraznom úbytku živočíšnych a rastlinných druhov. Zrážka s kilometrovým asteroidom Zemi hrozí rádovo raz za milión rokov. Zrážka s malým, 50-metrovým asteroidom (podobnému asteroidu 2012 DA14 alebo Tunguzskému meteoritu) je častejšia - každých pár storočí. Niekoľkometrové teleso dopadne na Zem rádovo raz za rok. Okrem vedeckého poznania a obrany Zeme budú blízkozemské asteroidy najbližším cieľom pilotovaných ľudských misií a zdrojom nerastných surovín blízkej budúcnosti.

Na úvodnom obrázku hore si môžete pozrieť košický meteorit (pozostatok 1.2-m asteroidu), stopu Čeljabinského meteoroidu (niekoľkometrový asteroid) a Barringerov kráter v Arizone s priemerom 1 km (pozostatok pádu 50 m asteroidu, podobnému 2012 DA14).

HĽADANIE ASTEROIDOV

Systematické bádanie a hľadanie asteroidov a komét, ktoré ohrozujú Zem, sa začalo v deväťdesiatych rokoch 20 storočia. Postupný vývoj ďalekohľadov, spracovania a detekcie obrazu dovolil vzniku dedikovaných prehliadok oblohy ako LONEOS, NEAT, LINEAR a Spacewatch, ktoré objavili drvivú väčšinu dnes známych veľkých blízkozemských asteroidov. Nová generácia ďalekohľadov v podobe Catalina Sky Survey a Pan-STARRS sa sústreďujú na hľadanie menších asteroidov a komét a kompletizujú populáciu veľkých objektov. V blízkej budúcnosti by mal úlohu kompletnej katalogizácie blízkozemských asteroidov väčších ako 100 metrov prevziať ďalekohľad LSST, ktorý by mohol začať pracovať v roku 2022 v Čile. Blízkozemské asteroidy hľadal aj inračervený ďalekohľad na obežnej dráhe Zeme (WISE), ktorého úlohu by v budúcnosti mohli prebrať plánované kozmické prehliadkové ďalekohľady Sentry a NEOCam.

Napriek stovkám miliónov dolárov investovaných do pozemských prehliadok, miliardám do kozmických sond a LSST, týmto prehliadkam sústreďujúcim sa na menšie objekty vo väčších vzdialenostiach uniká istá časť blízkozemských asteroidov - a to malých asteroidov počas ich tesného priblíženia okolo Zeme, resp. asteroidoch na priamej impaktnej dráhe. Tieto asteroidy sú totiž väčšinou času príliš ďaleko aj pre veľké teleskopy, no keď sú blízko a dosahujú pozorovateľnú jasnosť, ich vysoký zdanlivý pohyb na oblohe a malé zorné polia existujúcich prehliadok spôsobujú, že tieto telesá nepozorovane unikajú našej pozornosti. Vereš a kol. (2006) vypočítali, že ročne sa okolo Zeme preženie bližšie ako je vzdialenosť Zem-Mesiac 80 - 320 asteroidov väčších ako 10 metrov, z ktorých objavíme iba malý zlomok. Niektoré až po tom, čo sa od Zeme vzďaľujú (napríklad objav asteroidu 2012 DA14) a niektoré, ktoré smerujú na Zem, neobjavia vôbec (prípad ruského meteoroidu). My navrhujeme nízkorozpočtový prehliadkový systém založený na malých, no širokouhlých ďalekohľadov s monolitickými CCD kamerami, automatizovaným riadením a detekciou a spracovaním dát a inteligentným varovným systémom. Systém je podobný projektu ATLAS.

Návrh ADAM - WFS

Prehliadkový ďalekohľad ADAM-WFS (Automated Detection of Asteroid and Meteoroids) je založený na štyroch identických širokouhlých teleskopoch Houghton-Terebizh 300/1.44, ktoré sú schopné v jednom momente zachytiť 96 stupňov štvorcových a za noc preskenovať celú oblohu s rozlíšením 4.36"/pixel. Veľké pixely a antiblooming sú optimalizované na zachytenie extrémne rýchlych objektov v blízkosti Zeme. Systém bude používať software na analýzu a spracovanie dát vyvinutý na University of Hawaii a software na identifikáciu telies slnečnej sústavy používaný teleskopom Pan-STARRS, WISE a v budúcnosti LSST. Systém bude vyvinutý a prevádzkovaný ako prototyp na AGO Modra a neskôr rozšírený na južnú pologuľu a západnú hemisféru. Výsledky simulácie a efektivity systému sú znázornené na nasledujúcich grafoch.

Optický dizajn systému Houghton-Terebizh, ďalekohľadu plánovanom v projekte ADAM-WFS.

Mechanické uchopenie systému 4 teleskopov s celkovým zorným poľom 96 stupňov štvorcových a limitnou magnitúdou +17.5.

Simulácia zdanlivej uhlovej rýchlosti známych blízkozemských asteroidov počas ich najtesnejšieho priblíženia v rokoch 1900 - 2200.

Schopnosť systému detegovať objekty s minimálnym rozmerom ako funkcia vzdialenosti objektu od Zeme a fázového uhla, s predpokladom konštantného albeda 0.14.

Polohy stredov polí v ročnej simulácii celooblohového hľadania asteoroidov systémom ADAM-WFS.

Výsledky simulácie - podiel objavených asteroidov ako funkcia ich priemeru, ktoré sa zrazia so Zemou počas trvania prehliadky a asteroidov, ktoré iba preletia blízko Zeme - bližšie ako 10 násobok vzdialenosti Mesiaca.

Výsledky ukazujú, že za rok môžeme objaviť 30 - 120 objektov väčších ako 10 metrov, ktoré sa priblížia bližšie ako 10 násobok vzdialenosti Zem-Mesiac a podobný počet 1 - 10 m objektov.

Ciele

1. Charakterizácia populácie blíkozemských asteroidov.
2. Objavovanie potenciálnych impaktorov (ako napríklad Čeljabinského meteoroidu).
3. Fyzikálne vlastnosti malých blízkozemských asteroidov.
4. Monitoring a hľadanie umelého kozmického smetia okolo Zeme.
5. Automatické svetelné krivky veľkých asteroidov hlavného pásu.
6. Objavovanie komét.
7. Stacionárne optické udalosti (supernovy, novy, premenné hviezdy, mikrolensing).

Rozpočet

Nákup prístrojov, ich integrácia, inštalácia, vývoj softwaru a riadenia, stavebné práce, mzdové a vedľajšie náklady sú v konzervatívnom rozpočte € 1 000 000.

PRIDAJTE SA!

Ak Vás výskum blízkeho okolia Zeme zaujal a chcete finančne prispieť ku objavovaniu nebezpečných asteroidov alebo zdrojov budúceho nerastného bohatstva alebo ochrany kozmických turistov a satelitov pred kozmickým smetím, radi Vás privítame a prevediemie po observatóriu, poskytneme detailný návrh rozpoču a uvítame ako partnera alebo člena výskumného konzorcia! Projekt je pripravovaný v spolupráci s University of Hawaii.

Kontaktné údaje: