نظام الإنذار الأخير لاصطدام الكويكبات بالأرض

نظام الإنذار الأخير لاصطدام الكويكبات بالأرض ( ATLAS ) هو نظام مسح فلكي آلي ونظام إنذار مبكر مُحسَّن لاكتشاف الأجسام الصغيرة القريبة من الأرض قبل بضعة أسابيع إلى أيام من اصطدامها بالأرض .

بتمويل من وكالة ناسا ، وتطوير وتشغيل معهد علم الفلك بجامعة هاواي ، يضم النظام حاليًا خمسة تلسكوبات بقطر 0.5 متر. اثنان منها موجودان فيتقع مرصدات ATLAS على بُعد 160  كيلومترًا في جزر هاواي ، في مرصدي هاليكالا (ATLAS–HKO، رمز المرصد T05 ) ومونا لوا (ATLAS–MLO، رمز المرصد T08 )، بينما يقع مرصد ساذرلاند (ATLAS–SAAO، رمز المرصد M22 ) في جنوب إفريقيا ، ومرصد إل سوس في ريو هورتادو ( تشيلي ) (ATLAS–CHL، رمز المرصد W68 ). أما أحدثها، وهو مرصد تيد في إسبانيا (ATLAS-TDO، رمز المرصد R17)، فقد تم تشغيله في فبراير 2025، ^{[ 1 ]} ولكنه لا يعرض نتائج على صفحة ATLAS الإلكترونية حتى مايو 2025.

بدأ مشروع أطلس عمليات الرصد في عام 2015 باستخدام تلسكوب واحد في هالياكالا، ثم دخل نظام التلسكوبين في هاواي حيز التشغيل في عام 2017. بعد ذلك، حصل المشروع على تمويل من وكالة ناسا لتلسكوبين إضافيين في نصف الكرة الجنوبي، واللذين دخلا حيز التشغيل في أوائل عام 2022. ^{[ 2 ]} يمسح كل تلسكوب ربع السماء المرئية أربع مرات في الليلة الصافية، ^{[ 3 ]} وقد أدى إضافة التلسكوبين الجنوبيين إلى تحسين تغطية أطلس للسماء المرئية من مرة كل ليلتين صافيتين إلى مرة كل ليلة، كما سدّت المنطقة التي كانت تعاني من نقص في الرصد في أقصى جنوب السماء. ^{[ 4 ]}

لقد ساهمت أحداث الاصطدامات الفلكية الكبرى بشكلٍ كبير في تشكيل تاريخ الأرض ، إذ يُعتقد أنها لعبت دورًا في تكوين نظام الأرض والقمر ، ونشأة الماء على الأرض ، والتاريخ التطوري للحياة ، والعديد من الانقراضات الجماعية . ومن أبرز أحداث الاصطدامات في عصور ما قبل التاريخ، اصطدام كويكب يبلغ قطره 10 كيلومترات في تشيكسولوب قبل 66 مليون سنة، والذي يُعتقد أنه سبب انقراض العصر الطباشيري-الباليوجيني الذي قضى على جميع الديناصورات غير الطائرة ^{[ 5 ]} وثلاثة أرباع أنواع النباتات والحيوانات على الأرض . ^{[ 6 ] [ 7 ]} أما اصطدام الكويكب الذي حدث قبل 37 مليون سنة والذي حفر فوهة ميستاستين ، فقد ولّد درجات حرارة تجاوزت 2370 درجة مئوية، وهي أعلى درجة حرارة معروفة حدثت بشكل طبيعي على سطح الأرض. ^{[ 8 ]} 

على مرّ التاريخ المسجّل، سُجّلت مئات من اصطدامات النيازك بالأرض ( وانفجاراتها الجوية )، وتسبّب جزء ضئيل منها في وفيات وإصابات وأضرار مادية أو غيرها من العواقب المحلية الجسيمة. ^{[ 9 ]} تدخل الكويكبات الصخرية التي يبلغ قطرها 4 أمتار (13 قدمًا) الغلاف الجوي للأرض مرة واحدة تقريبًا كل عام. ^{[ 10 ]} أما الكويكبات التي يبلغ قطرها 7 أمتار، فتدخل الغلاف الجوي كل 5 سنوات تقريبًا، حاملةً طاقة حركية تعادل طاقة القنبلة الذرية التي أُلقيت على هيروشيما (حوالي 16 كيلوطن من مادة تي إن تي ). ويُبدّد انفجارها الجوي حوالي ثلث تلك الطاقة الحركية، أي 5 كيلوطن. ^{[ 10 ]} تنفجر هذه الكويكبات الصغيرة نسبيًا عادةً في طبقات الجو العليا ، ويتبخّر معظم أو كل موادها الصلبة . ^{[ 11 ]} وتصطدم الكويكبات التي يبلغ قطرها 20 مترًا (66 قدمًا) بالأرض مرتين تقريبًا كل قرن. من أشهر الاصطدامات في التاريخ حدث تونغوسكا عام 1908 ، الذي بلغ قطره 50 مترًا، والذي لم يُسفر على الأرجح عن إصابات، ولكنه سوّى آلاف الكيلومترات المربعة من الغابات بالأرض في منطقة قليلة السكان في سيبيريا ، روسيا. ولو حدث اصطدام مماثل في منطقة أكثر كثافة سكانية، لكان قد تسبب في أضرار كارثية محلية. ^{[ 12 ]} يُعدّ حدث نيزك تشيليابينسك عام 2013 الاصطدام الوحيد المعروف في التاريخ الذي أسفر عن عدد كبير من الإصابات، باستثناء محتمل لحدث تشينغيانغ عام 1490 في الصين، الذي يُحتمل أن يكون مميتًا للغاية ولكنه غير موثق بشكل كافٍ. ويُعتبر نيزك تشيليابينسك، الذي يبلغ قطره حوالي 20 مترًا، أكبر جسم مسجل اصطدم بقارة من قارات الأرض منذ حدث تونغوسكا.   

من المؤكد حدوث اصطدامات مستقبلية، مع احتمالية أكبر بكثير لحدوث أضرار إقليمية للكويكبات الصغيرة مقارنةً بالكويكبات الكبيرة ذات الأضرار العالمية. ويتناول كتاب الفيزيائي ستيفن هوكينغ الأخير لعام 2018 ، " إجابات موجزة على الأسئلة الكبرى" ، اصطدام كويكب كبير باعتباره أكبر تهديد لكوكبنا. ^{[ 13 ] [ 14 ]} وفي أبريل 2018، أفادت مؤسسة B612 : "من المؤكد بنسبة 100% أننا سنتعرض لاصطدام [كويكب مدمر]، لكننا لسنا متأكدين بنسبة 100% من موعد حدوثه." ^{[ 15 ]} وفي يونيو 2018، حذر المجلس الوطني الأمريكي للعلوم والتكنولوجيا من أن أمريكا غير مستعدة لحدث اصطدام كويكب ، وقام بتطوير ونشر " خطة العمل الوطنية للاستعداد للأجسام القريبة من الأرض " لتحسين الاستعداد. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

يتم اكتشاف جسيمات نووية كبيرة (قطرها 1 كم على الأقل) كل عام

•   خطي
•   مرتب
•   سبيس ووتش
•   لونوس
•   CSS
•   بان-ستارز
•   نيوايز
•   أطلس
•   الولايات المتحدة الأخرى
•   آحرون

تتميز الكويكبات الكبيرة بسطوعها الكافي لرصدها وهي بعيدة عن الأرض، وبالتالي يمكن تحديد مداراتها بدقة متناهية قبل سنوات عديدة من أي اقتراب محتمل. وبفضل جهود مشروع "سبيس جارد" الذي بدأه الكونغرس الأمريكي عام 2005 لصالح وكالة ناسا، ^{[ 21 ]} اكتملت قائمة الأجسام القريبة من الأرض التي يزيد قطرها عن كيلومتر واحد، والتي يبلغ عددها حوالي ألف جسم، بنسبة 97% في عام 2017. ^{[ 22 ]} وتشير التقديرات إلى أن نسبة اكتمال قائمة الأجسام التي يبلغ قطرها 140 مترًا، والتي تشهد تحسنًا تدريجيًا، تبلغ حوالي 40%، ومن المتوقع أن تحدد مهمة "نيو سيرفيور" التابعة لناسا، والمخطط لها، جميع هذه الأجسام تقريبًا بحلول عام 2040. ويمكن التنبؤ بأي اصطدام محتمل من أحد هذه الكويكبات المعروفة قبل عقود أو حتى قرون، وهي فترة كافية لدراسة إمكانية تحويل مسارها بعيدًا عن الأرض. ولن يصطدم أي منها بالأرض خلال القرن القادم على الأقل، وبالتالي فنحن في مأمن إلى حد كبير من اصطدامات نيزكية بحجم كيلومتر قد تُنهي الحضارة العالمية، على الأقل في المدى المتوسط. لا يمكن استبعاد حدوث تأثيرات كارثية إقليمية من الكويكبات التي يبلغ قطرها بضع مئات من الأمتار، إن وجدت، في هذه المرحلة من الوقت، ولكن من المتوقع أن يصبح من الممكن التنبؤ بها بحلول عام 2040 بفضل مسبار NEO Surveyor.

لن تتسبب الكويكبات التي يقل قطرها عن 140 مترًا في أضرار واسعة النطاق، لكنها مع ذلك تُعدّ كارثية على المستوى المحلي. وهي أكثر شيوعًا، وعلى عكس الكويكبات الأكبر حجمًا، لا يمكن رصدها إلا عند اقترابها الشديد من الأرض. وفي معظم الحالات، لا يحدث ذلك إلا خلال المرحلة الأخيرة من اقترابها. ولذلك، تتطلب هذه الاصطدامات مراقبة مستمرة، وعادةً ما يتعذر تحديدها قبل أسابيع قليلة من وصولها، وهو وقت متأخر جدًا لاعتراضها. ووفقًا لشهادة خبير أمام الكونغرس الأمريكي عام 2013، كانت وكالة ناسا آنذاك ستتطلب خمس سنوات على الأقل من التحضير قبل إطلاق أي مهمة لاعتراض كويكب. ^{[ 23 ]} يمكن تقليص مدة التحضير هذه بشكل كبير من خلال التخطيط المسبق لمهمة جاهزة للإطلاق، لكن السنوات التي تلي الإطلاق، واللازمة أولًا لمقابلة الكويكب ثم تغيير مساره تدريجيًا بما لا يقل عن قطر الأرض، ستكون فترةً بالغة الصعوبة.

يشير مصطلح "الإنذار الأخير" في اسم نظام ATLAS إلى أن النظام سيكتشف الكويكبات الصغيرة بعد فوات الأوان بسنوات، مما قد يؤدي إلى انحراف مسارها ، ولكنه سيوفر أيامًا أو أسابيع من الإنذار اللازم لإخلاء المنطقة المستهدفة وتجهيزها. ووفقًا لجون تونري، قائد مشروع ATLAS، "هذا وقت كافٍ لإخلاء المنطقة من السكان، واتخاذ تدابير لحماية المباني والبنية التحتية الأخرى، والتأهب لخطر حدوث تسونامي نتيجة اصطدامات الكويكبات بالمحيط". ^{[ 24 ]} معظم الأضرار التي تجاوزت مليار روبل (حوالي 33 مليون دولار أمريكي آنذاك) ^{[ 25 ]} ومعظم الإصابات التي بلغت 1500 إصابة ^{[ 26 ]} والناجمة عن اصطدام نيزك تشيليابينسك الذي يبلغ قطره 17 مترًا عام 2013، كانت بسبب تحطم زجاج النوافذ بفعل موجة الصدمة . ^{[ 27 ]} ولو كان هناك إنذار مسبق لبضع ساعات فقط، لكان من الممكن تقليل هذه الخسائر والإصابات بشكل كبير باتخاذ إجراءات بسيطة مثل إبقاء جميع النوافذ مفتوحة قبل الاصطدام والابتعاد عنها.

طُوّر مشروع أطلس في جامعة هاواي بتمويل أولي قدره 5 ملايين دولار أمريكي من وكالة ناسا، ونُشر أول عنصر منه على جبل هالياكالا في عام 2015. ^{[ 28 ]} أصبح هذا التلسكوب الأول جاهزًا للعمل بكامل طاقته في نهاية عام 2015، والثاني على جبل مونا لوا في مارس 2017. وقد أدى استبدال لوحات تصحيح شميدت، التي كانت دون المستوى المطلوب في البداية ، في كلا التلسكوبين في يونيو 2017 إلى تحسين جودة الصورة لتُقارب عرضها الاسمي البالغ 2 بكسل (3.8 بوصة)، وبالتالي تحسين حساسيتهما بمقدار درجة واحدة . ^{[ 29 ]} في أغسطس 2018، حصل المشروع على تمويل إضافي من ناسا بقيمة 3.8 مليون دولار أمريكي لتركيب تلسكوبين في نصف الكرة الجنوبي. أحدهما في مرصد جنوب إفريقيا الفلكي والآخر في مرصد إل سوس في تشيلي. بدأ كلاهما العمل في أوائل عام 2022. ^{[ 2 ] [ 30 ] [ 31 ]} يوفر هذا التوسع الجغرافي لمشروع أطلس رؤيةً لأقصى جنوب الكرة الأرضية. ^{[ 32 ]} يتألف مفهوم أطلس الكامل من ثمانية تلسكوبات موزعة على الكرة الأرضية لتغطية السماء ليلاً على مدار الساعة .

طالما أن نقطة إشعاع الكويكب ليست قريبة جدًا من الشمس، يُصدر النظام الآلي إنذارًا قبل أسبوع واحد لكويكب قطره 45 مترًا (150 قدمًا) ، وثلاثة أسابيع لكويكب قطره 120 مترًا (390 قدمًا) . ^{[ 28 ]} وبالمقارنة، كان اصطدام نيزك تشيليابينسك في فبراير 2013 ناتجًا عن جسم يُقدّر قطره بـ 17 مترًا (60 قدمًا) . وقد صادف أن كان اتجاه وصوله قريبًا من الشمس ^{[ 33 ]} ، ولذلك كان خارج نطاق رصد أي نظام إنذار ضوئي مرئي أرضي. أما جسم مماثل قادم من اتجاه مظلم، فسيكتشفه نظام أطلس قبل بضعة أيام. ^{[ 34 ]}     

كنتيجة ثانوية لهدفه التصميمي الرئيسي، يستطيع تلسكوب أطلس تحديد أي جسم متغير أو متحرك متوسط ​​السطوع في سماء الليل. ولذلك، فهو يبحث أيضاً عن النجوم المتغيرة ، ^{[ 35 ]} والمستعرات العظمى ، ^{[ 28 ]} والكواكب القزمة ، والمذنبات ، والكويكبات غير المصطدمة . ^{[ 36 ]}

يتألف نظام ATLAS الكامل من ثمانية تلسكوبات من نوع رايت - شميدت بقطر 50 سنتيمترًا وبنسبة بؤرية f/2 ، موزعة على أنحاء العالم لتغطية السماء ليلًا وعلى مدار الساعة، ومجهزة كل منها بكاميرا CCD بدقة 110 ميجابكسل. يتكون النظام من أربعة تلسكوبات: ATLAS1 وATLAS2، اللذان يفصل بينهما 160 كيلومترًا، يعملان على بركاني هالياكالا ومونا لوا في جزر هاواي، وATLAS3 في مرصد جنوب إفريقيا الفلكي، وATLAS4 في تشيلي. ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 2 ]} تتميز هذه التلسكوبات بمجال رؤيتها الواسع الذي يبلغ 7.4 درجة - أي ما يعادل 15 ضعف قطر القمر المكتمل تقريبًا - حيث تقوم كاميرا CCD بدقة 10500 × 10500 بتصوير المنطقة المركزية التي تبلغ 5.4 × 5.4 درجة. يستطيع هذا النظام تصوير كامل السماء الليلية المرئية من موقع واحد بحوالي 1000 توجيه منفصل للتلسكوب. وبمعدل 30 ثانية لكل تعريض بالإضافة إلى 10 ثوانٍ لقراءة بيانات الكاميرا وإعادة توجيه التلسكوب في آن واحد، يمكن لكل وحدة من وحدات ATLAS مسح كامل السماء المرئية مرة واحدة تقريبًا كل ليلة، مع حد متوسط ​​للاكتمال عند القدر الظاهري 19. ^{[ 40 ]} 

بما أن مهمة مشروع أطلس هي تحديد الأجسام المتحركة، فإن كل تلسكوب يرصد ربع السماء أربع مرات في الليلة الواحدة بفواصل زمنية تقارب 15 دقيقة. في الظروف المثالية، تستطيع التلسكوبات الأربعة مجتمعةً رصد السماء كاملةً أربع مرات كل ليلة، إلا أن سوء الأحوال الجوية في أحد المواقع، والمشاكل التقنية العرضية، وحتى ثوران بركان ماونا لوا ^{[ 41 ]} ، كلها عوامل تُقلل من معدل التغطية الفعلي. تسمح عمليات الرصد الليلية الأربع التي يُجريها التلسكوب بربط عدة رصدات لكويكب تلقائيًا في مدار أولي، مع قدر من المرونة في حال فقدان إحدى عمليات الرصد بسبب تداخل الكويكب مع نجم ساطع. وبذلك، يستطيع علماء الفلك التنبؤ بالموقع التقريبي للكويكب في الليالي اللاحقة للمتابعة.

يُصنّف القدر الظاهري 19 بأنه "خافت إلى حدٍّ معقول، ولكنه ليس خافتًا للغاية"، وهو خافتٌ جدًا، إذ يبلغ سطوعه حوالي 100,000 ضعف سطوع الكويكب الذي لا يُمكن رؤيته بالعين المجردة من موقع شديد الظلام. وهو يُعادل ضوء عود ثقاب في نيويورك يُرى من سان فرانسيسكو. ولذلك، يقوم تلسكوب أطلس بمسح السماء المرئية بعمق أقل بكثير، ولكن بسرعة أكبر بكثير، من مصفوفات التلسكوبات المسحية الأكبر حجمًا، مثل مصفوفة بان-ستارز التابعة لجامعة هاواي . يصل عمق مسح بان-ستارز إلى حوالي 100 ضعف عمق مسح أطلس، ولكنه يحتاج إلى أسابيع بدلًا من ربع ليلة لمسح السماء بأكملها مرة واحدة فقط. ^{[ 28 ]} وهذا ما يجعل أطلس أكثر ملاءمةً لاكتشاف الكويكبات الصغيرة التي لا يُمكن رؤيتها إلا خلال الأيام القليلة التي يزداد سطوعها بشكلٍ ملحوظ عندما تمر بالقرب من الأرض.

قدّم برنامج ناسا لمراقبة الأرض القريبة في البداية منحة قدرها 5 ملايين دولار أمريكي، غطّى منها 3.5 مليون دولار السنوات الثلاث الأولى من التصميم والبناء وتطوير البرمجيات، بينما خُصّص المبلغ المتبقي لتمويل تشغيل الأنظمة لمدة عامين بعد دخولها الخدمة التشغيلية الكاملة في أواخر عام 2015. ^{[ 42 ]} كما موّلت منحٌ إضافية من ناسا استمرار تشغيل نظام أطلس ^{[ 43 ]} وبناء التلسكوبين الجنوبيين. ^{[ 31 ]}

بعد اكتمالها، سدّت مواقع ATLAS في تشيلي وجنوب إفريقيا النقص السابق في التغطية في نصف الكرة الجنوبي (انظر: التنبؤ بتأثير الكويكبات ). يقع تلسكوب ATLAS جنوب إفريقيا (وتلسكوب NEOSTEL المزمع إنشاؤه في صقلية) على بعد حوالي 120 درجة (8 ساعات) شرق مواقع المسح الحالية، كما يوفران تنبيهات خلال ساعات النهار في هاواي/تشيلي وكاليفورنيا. ويُعدّ هذا الأخير بالغ الأهمية بالنسبة للكويكبات الصغيرة التي تصبح ساطعة بما يكفي لرصدها لمدة يوم أو يومين على الأكثر.

• SN 2018cow ، وهو مستعر أعظم ساطع نسبياً في 2018-06-16.
• 2018 AH ، أكبر كويكب يمر بالقرب من الأرض منذ عام 1971 في 2018-01-02.
• A106fgF ، وهو كويكب يتراوح قطره بين 2 و 5 أمتار، والذي إما مر بالقرب من الأرض أو اصطدم بها في 22 يناير 2018.
• 2018 RC، كويكب قريب من الأرض في 3 سبتمبر 2018 (جدير بالذكر أنه تم اكتشافه قبل أكثر من يوم من أقرب نقطة له في 9 سبتمبر 2018). ^{[ 44 ]}
• A10bMLz، حطام فضائي مجهول، ما يسمى "جسم كيس القمامة الفارغ" في 25 يناير 2019. ^{[ 45 ]}
• 2019 MO ، وهو كويكب يبلغ قطره حوالي 4 أمتار اصطدم بالبحر الكاريبي جنوب بورتوريكو في يونيو 2019 ^{[ 46 ].}
• المذنب C/2019 Y4 (ATLAS)
• 2020 VT 4 ، وهو جسم يتراوح قطره بين 5 و10 أمتار، مرّ بالقرب من الأرض أكثر من أي كويكب آخر معروف مرّ بالقرب منها.
• المقذوفات المصورة من اصطدام مركبة ناسا DART بالكويكب Dimorphos ^{[ 47 ]}
• انفجار AT2022aedm في مجرة ​​مضيفة بيضاوية الشكل ^{[ 48 ]}
• 2024 YR 4 ، وهو كويكب يتراوح قطره بين 53 و 67 متراً.
• 3I/ATLAS ، جسم بين النجوم .
• العديد من المذنبات الأخرى، المدرجة هنا: مذنب أطلس (توضيح)

• الموقع الرسمي
• أطلس: نظام الإنذار الأخير لاصطدام الكويكبات بالأرض
• مؤتمر الدفاع الكوكبي 2017، (يبدأ عند الساعة 1:10:29) على يوتيوب ، اليابان، 15 مايو 2017
• قائمة الكويكبات وتحديثاتها