Что можно сделать, чтобы спасти Землю от смертоносного астероида?

13 Мая 2016 в 13:30, Илья Хель 7 203 просмотра 10

Земля

Представьте себе, что однажды обсерватории мира все как один подтвердят: к Земле приближается астероид, столкновение неизбежно. Космические нации должны договориться, как его остановить. Каменные глыбы, летящие через космос, могут нанести катастрофические повреждения нашей планете. Что произойдет дальше, зависит от того, сколько времени на раздумья нам оставляет астероид. Ни один из вариантов не будет простым, возможно, потребуется применение ядерного оружия. Что мы будем делать, когда такой день наступит?

Большие астероиды падают редко. Последним из таких, что вызвал суровые повреждения для жизни, был Тунгусский метеорит в 1908 году. Считается, что это был метеорит, который взорвался в 10 километрах над удаленной сибирской областью.

Такого рода падение происходит раз в несколько столетий. Но Сибирь далеко; даже сегодня ее население мало и разбросано по огромной территории. Если бы этот же объект прибыл на четыре-пять часов позднее, он упал бы на Санкт-Петербург и произвел взрыв, который эквивалентен мегатонному ядерному взрыву.

Лесоповал

Уменьшенную версию этого кошмарного сценария мы имели честь наблюдать совсем недавно. В 2013 году Челябинский метеорит, который развалился на высоте 30 километров, выбил стекла и поранил 1400 человек в российском городе. Взрыв, который он вызвал, был эквивалентен 500 килотоннам — порядка 30 бомб, сброшенных на Хиросиму, — но произошел достаточно высоко, чтобы все обошлось. Такие падения происходят довольно часто, три раза в год в среднем. Большинство из них происходят над океаном или в удаленных местах, поэтому их не замечают. И все же волнующий нас вопрос будет «не случится ли такое падение вообще и когда оно случится?».

Государства относятся к этому вопросу очень серьезно и предпринимают первые шаги по предупреждению опасного падения. В январе NASA сформировало отдел по координации планетарной защиты (Planetary Defense Coordination Office), который станет координационным центром по наблюдению за астероидами и работе с другими космическими агентствами над тем, как нужно действовать в случае возможного столкновения крупных космических камней с Землей.

На текущий момент PDCO тратит большую часть своих усилий на обнаружение, координацию различных программ наблюдения, говорит Линдли Джонсон, офицер планетарной обороны NASA. Потому что нельзя бороться с космическими камнями, если не знать, где они. «Мы пытаемся найти все, что может стать угрозой в ближайшие годы и даже десятилетия, заранее», говорит он. Как только обнаруживается опасный астероид, начинается работа над планами по остановке конкретно этого объекта.

Простейший метод включает своего рода планетарный бильярд, использующий космический зонд, который направит тяжелый объект (или сам зонд) для столкновения с объектом. Тогда астероид, как полагают, изменит свой курс и пролетит мимо Земли.

Совместная миссия Европейского космического агентства и NASA должна будет проверить такую технологию в следующие несколько лет: называется она Asterod Impact and Deflection Assesment (Aida). Миссия состоит из двух космических аппаратов, один из которых называется Asteroid Impact Mission (Aim), который будет запущен в конце 2020 года, и второй, Double Asteroid Redirection Test (Dart), будет запущен в 2021 году.

В 2022 году они прибудут на двойной астероид 65803 Didymos, который летит с компаньоном Didymoon. Didymos в поперечнике 780 метров, а Didymoon – 170 метров. Младший обращается вокруг старшего каждые 11,9 часа, и находятся они близко друг от друга — всего в 1100 метрах. Аппарат Aim встретится с астероидом и изучит его состав. Как только прибудет Dart, он врежется в Didymoon, и Aim изучит последствия для орбиты младшего из камней. Задача миссии — выяснить, как можно перенаправить астероид так, чтобы не вывести его на опасную траекторию. С этого, собственно, стоит начинать планирование миссии.

Ядерный взрыв

Чтобы понимать перспективность такой миссии, знаменитый Аризонский кратер в американском штате Аризона был, вероятно, образован объектом в три раза меньше, чем Didymoon, и диаметр его 1,18 километра. Камень размером с Didymos, который попадает в Землю на скорости 125 метров в секунду, вызовет взрыв эквивалентом в две мегатонны; этого достаточно, чтобы уничтожить город. И это минимальная скорость. На своей максимальной скорости (порядка 186 метров в секунду) он выбросит четыре мегатонны энергии — это около четырех миллионов тонн в тротиловом эквиваленте.

«Мы хотим изменить орбиту этого спутника, — говорит Патрик Мишель, старший научный сотрудник Национального центра научных исследований Франции и один из лидеров команды Aida, — поскольку орбитальная скорость спутника вокруг основного тела всего 19 сантиметров в секунду». Даже небольшие изменения можно будет измерить с Земли, добавляет он, изменив орбитальный период Didymoon на четыре минуты.

Важно также посмотреть, сработает ли взрывной элемент. «Все модели столкновений, которые мы прорабатываем, основаны на понимании физики столкновений, которая проверялась лишь в лабораторных масштабах на сантиметровых целях», говорит Мишель. Сработают ли эти модели на настоящих астероидах, пока не совсем понятно.

Джонсон добавляет, что эта технология является наиболее зрелой — люди уже продемонстрировали способность добраться до астероида, в частности, с миссией Dawn к Церере и миссией «Розетты» к комете 67P/Чурюмова — Герасименко.

Помимо подхода с боеголовкой, есть также гравитационный подход — просто разместить относительно массивный космический аппарат на орбите возле астероида и дать их взаимному гравитационному притяжению мягко направить объект на новый путь. Преимущество такого метода в том, что по сути нужно только доставить к месту назначения космический аппарат. Миссия NASA ARM может косвенно проверить эту идею; часть этого плана заключается в возвращении астероида в околоземное пространство.

Аризонский кратер

Однако ключевым элементом таких методов будет время; потребуется добрых четыре года, чтобы собрать космическую миссию за пределы орбиты Земли, а космическому аппарату потребуется лишний год или два, чтобы добраться до нужного астероида. Если времени будет мало, придется пробовать что-нибудь еще.

Квичен Чжан, физик Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, считает, что нам помогут лазеры. Лазер не взорвет астероид, как какая-нибудь Звезда Смерти, но испарит небольшую часть его поверхности. Чжан вместе с коллегами работали с экспериментальным космологом Филиппом Любиным, чтобы представить набор орбитальных симуляций Астрономическому обществу Тихого океана.

Астероид

Такой план может показаться неэффективным, но не забывайте, что если начать заранее и работать долго, можно изменить курс тела на многие тысячи километров. Чжан говорит, что преимуществом лазера является то, что большой лазер можно построить на земной орбите и не потребуется лететь к астероиду. Лазер мощностью в один гигаватт, работающий в течение месяца, может сдвинуть 80-метровый астероид — вроде тунгусского метеорита — на два земных радиуса (12 800 километров). Этого достаточно, чтобы избежать столкновения.

Другой вариант этой идеи — послать космический аппарат, оснащенный менее мощным лазером, но в этом случае ему придется добраться до астероида и следовать за ним относительно близко. Поскольку лазер будет меньше — в диапазоне 20 кВт — ему придется работать многие годы, хотя моделирование Чжана показывает, что спутник, преследующий астероид, может столкнуть его с курса за 15 лет.

Чжан говорит, что среди плюсов использования орбиты Земли то, что преследование астероида или кометы не так-то просто осуществить, как кажется, несмотря на то что мы уже это делали. «Розетта изначально должна была лететь к другой комете (46P), но задержка в запуске привела к тому, что первоначальная цель ушла с привлекательной позиции. Но если комета решит направиться к Земле, у нас не будет возможности сменить ее на вариант получше». Следить за астероидами несложно, но чтобы добраться до него, все равно нужно не меньше трех лет.

Джонсон, однако, отмечает одну из самых больших проблем, связанных с использованием лазера любого рода: никто еще не запускал километровый объект на орбиту, не говоря уж о лазере или о целом массиве таковых. «Есть много незрелых моментов в этом плане; непонятно даже, как надежно преобразовать солнечную энергию в лазерную, чтобы тот функционировал достаточно долго».

Есть еще «ядерный вариант». Если вы видели фильм «Армагеддон», такой вариант кажется вам простым, но на деле он намного сложнее, чем кажется. «Придется отправлять целую инфраструктуру», говорит Массимилиано Василе из Университета Страйтклайда. Он предлагает взорвать ядерную бомбу на некотором расстоянии от цели. Как и с лазером, план заключается в том, чтобы испарить часть поверхности, тем самым создав тягу и изменив орбиту астероида. «При подрыве вы получаете преимущество высокой эффективности использования энергии», говорит он.

Астероиды

В то время как лазеры и ядерные бомбы могут сработать, когда астероид находится ближе, даже в этих случаях важное значение будет иметь состав объекта, поскольку температура испарения будет отличаться от астероида к астероиду. Другой вопрос — летающий щебень. Многие астероиды могут быть просто собранием пород, которые слабенько держатся вместе. В случае с таким объектом боеголовка не подойдет. Гравитационный буксир будет лучше — он не зависит от состава астероида.

Любой из этих методов, впрочем, может столкнуться с последним препятствием: политикой. Договор по космосу 1967 года запрещает использование ядерного оружия и его испытания в космосе, а вывод гигаваттного лазера на орбиту может заставить некоторых людей нервничать.

Чжан отмечает, что если мощь орбитального лазера будет снижена до 0,7 гигаватта, он сместит астероид всего на 0,3 земного радиуса — около 1911 километров. «Небольшие астероиды, которые могут уничтожить город, намного более распространены, чем разрушители планет. Теперь представьте, что такой астероид на траектории, ведущей к Нью-Йорку. В зависимости от обстоятельств, попытка и частично неудачное отклонение астероида от Земли может сместить место падения на Лондон, например. Если будет хоть какой-нибудь риск ошибки, европейцы просто не дадут США отклонять астероид».

Таких препятствий вообще ожидают в последний момент. «В этих договорах есть лазейка», говорит Джонсон, говоря о договоре по космосу и договоре о полном запрете на ядерные испытания. Они не запрещают запуск баллистических ракет, которые движутся через космос и могут быть вооружены ядерным оружием. И в свете необходимости в защите планеты, критики могут и потерпеть.

Мишель также отмечает, что, в отличие от любого другого стихийного бедствия, конкретно этого мы можем избежать. «Естественный риск такого очень низок, по сравнению с цунами и тому подобному. Но в этом случае мы можем сделать хоть что-то».

Что можно сделать, чтобы спасти Землю от смертоносного астероида?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

10 комментариев

  1. SergG

    ЧТО МОЖНО СДЕЛАТЬ?
    Можно прямо сейчас поддержать наш проект по обнаружению угроз от NEO
    "Wake up NEO..." https://2016.spaceappschallenge.org/challenges/solar-system/near-earth-objects-machine-learning/projects/wake-up-neo...
    в конкурсе NASA https://2016.spaceappschallenge.org/awards

  2. syktyvkarec

    А стоит ли спасать человечество от этой угрозы? Скорее, оно само представляет угрозу Земле. Как в одном анекдоте говорится: "чтобы вылечиться от заразы, я принимаю каждые 65 миллионов лет астероид. И неплохо себя чувствую". (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. justromagod

    С300 уже сбили один метеорит, и другой собьют если надо (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  4. Neron

    Уран на земле, через 100-150 лет закончится и бомбы не сделать.
    Ракету под любым углом от Солнца не запустишь, топлива не хватит.
    Так-что если астероид будет в диаметре 10-15 км шансов спастись у человечества не будет .
    Маск прав на счет заселения Марса.

  5. storm X

    Брюса позовем

  6. snow1eopard

    Вообще интересны результаты учёных, но пока все выглядит очень страшненько, в плане того что по сути пока ничего толком нету. Если, что-то и обнаружится, мы просто не сможем быть в заданной точке в нужное время, обычно что-то если и обнаруживается то за две недели, в итоге, если из пояса Койпера к нам что-то прилетит, мы беззащитны перед ним, с такими объектами нужно работать заранее. Если объект к примеру 2км в диаметре, то начни мы в него пулять ядерками толку много не будет, если например он железный. Все что получится немного отколоть от основной массы . Кстати в космосе ядерный взрыв около астероида переведён 90% энергии в ренгеновскую и будет исрпарять асьероид, но никто не знает какова будет эффективность, фишка в том, что взрыв длится не долго, соответсвенно и воздействие тоже будет не долгим, скорее всего такой взрыв просто оплпавит астероид, но значимого вреда не принесет. Со сталкивать с орбиты, но чем больше (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  7. snow1eopard

    Со сталкиванием с орбиты в бымтром режиме свои заковыки, по сути чем массивнее обьект ьем боьше нужно приложить к нему усилий. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  8. karambas

    Жизнь должна стать мультипланетным. Марс, Венера, Меркурий и луны планет вот первостепенные цели.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.