Asteroide

Jeg har et spørgsmål til en astronom:

Nu hvor der er en asteroide, der kredser omkring jorden et par gange, og især den sidste der faldt ned i Rusland, så kommer spørgsmålet: Hvor tæt skal en asteroide være ved vores atmosfære før vi kan mærke dens kraft, kan høre den, kan se den måske kan den påvirke vores jord, UDEN at den styrter ned på vores planet, og kan det lade sig gøre?

Venlig hilsen JM.


Kære JM.

Asteroider hedder på dansk småplaneter. De bevæger sig som de egentlige planeter i næsten ellipseformede baner omkring Solen. Asteroiderne er ikke kugleformede som Jorden. De har uregelmæssige former, som ofte kan minde om en kartoffel. De kommer i alle størrelser fra nogle hundrede kilometer i diameter og nedefter. Småplaneter under 10 m kaldes normalt meteoritter, idet de fremstår som lysende meteorer eller stjerneskud, hvis deres baner bringer dem ned under 100 km over jordoverfladen, hvor de rammer den tættere del af atmosfæren.

En egentlig asteroide vil producere så kraftig en trykbølge, at vinduer splintres, og huse jævnes med jorden, så man vil næppe udbryde: Så du det stjerneskud? Den følgende figur viser en stor meteorits passage gennem Jordens atmosfære. Den ses som en klar meteor, som også kaldes en bolide.

 

Men hvad sker der med en asteroide, som passerer tæt forbi Jorden, men uden at komme under 100 km fra jordoverfladen? Her er asteroiden 2012 DA14 et godt eksempel.

2012 DA14 har en diameter på ca. 30 meter og en masse på ca. 40000000 kg.

Den blev opdaget den 23. februar 2012 og passerede den 15. februar 2013 Jorden med en mindsteafstand på 27700 km over jordoverflade. Denne figur viser asteroidens bane i forhold til Jorden, de geostationære satellitters bane over ækvator og Månens bane.

 

 

Asteroiden nærmer sig langs en ret linie med en bestemt fart. Den afbøjes af tyngdekraften, som er rettet mod Jordens centrum, og fjerner sig til slut igen langs en ret linie med den samme fart, som den ankom; men retningen er en anden, idet banen er blevet afbøjet med en vinkel mellem 0 og 180 grader. Afbøjningsvinklen afhænger af den oprindelige fart og banens mindsteafstand fra Jordens centrum. Et legemes hastighed er defineret ved dets fart og bevægelsens retning. Asteroidens hastighedsændring findes ved at betragte en trekant, hvis 2 siders længder er lig asteroidens fart i stor afstand fra Jorden, og vinklen mellem disse lige store sider er afbøjningsvinklen. Farten af hastighedsændringen ved passage af Jorden er da lig med den 3. sides længde. Hastighedsændringen skyldes tyngdekraften mellem asteroiden og Jorden. Asteroiden får på ret kort tid en ændret hastighed i forhold til Solen, så den bevæger sig, efter passagen af Jorden, på en anden elliptisk bane omkring Solen.

Denne hastighedsændring forårsaget af en tæt forbiflyvning af en planet benyttes ved afsendelse af rumsonder til den ydre del af Solsystemet. Det er meget almindeligt at rumsonder til Jupiter, Saturn, Uranus eller Neptun først flyver tæt forbi Venus og Jorden, inden de sætter kursen udad i Solsystemet. Fordelen er at man kan anvende en mindre og derfor billigere raket ved opsendelsen fra Jorden.

Men hvorfra kommer den gratis energi? Den kommer fra Jordens bevægelse omkring Solen! Det er ikke kun asteroiden, som påvirkes af tyngdekraften fra Jorden. Newton lærte os at asteroiden påvirker Jorden med nøjagtigt den samme kraft, men i modsat retning. Dette betyder at Jordens hastighed i forhold til tyngdepunktet for Jorden og asteroiden også ændrer sig; men denne ændring er m/M gange mindre end asteroidens hastighedsændring, hvor m er asteroidens masse, og M er Jordens masse. Lad os sætte asteroidens masse til m = 60000000 kg. Jordens masse er M = 6000000000000000000000000 kg. Lad os sætte asteroidens hastighedsændring til 10000 m/s. Jordens hastighedsændring bliver så 10000x60000000/6000000000000000000000000 m/s = 1/10000000000000 meter/sekund.

En sådan hastighedsændring kan roligt kalde forsvindende lille.

Man kan her læse mere om 2012 DA14: en.wikipedia.org/wiki/2012_DA14

Venlig hilsen Bjarne Thomsen
Lektor emeritus
Institut for fysik og Astronomi, Aarhus Universitet