Линки доступности

Европа и США отправят астероид в «нокдаун»

  • Юрий Караш

Астероид 2012DA14 во время прохождения системы Земля-Луна на высоте 28000 километров. 15 февраля 2013 года

Астероид 2012DA14 во время прохождения системы Земля-Луна на высоте 28000 километров. 15 февраля 2013 года

Планируются учения по отводу от Земли потенциально опасного обломка

Еще не улеглось эхо взрыва метеорита/небольшого астероида/обломка кометы (что это было, еще предстоит окончательно установить) над Челябинском, а человечество уже начинает задумываться о том, как не допустить повторение подобного. И пусть бы речь шла о чем-то подобном, это было бы еще полбеды.

Увы, никто не может поручиться, что небесный «подарок» типа Тунгусского метеорита не взорвется где-нибудь над густонаселенным районом земного шара. Напомним, что результатом этого события, случившегося 30 июня 1908 года, стали более 2 000 квадратных километров поваленной и обожженной тайги. Не нужно обладать очень развитым воображением, чтобы представить себе на месте деревьев жилые здания.

Вероятность падения крупного небесного «обломка» на Землю весьма невелика. Считается, что небольшие астероиды – до 30 метров в поперечнике – должны сгореть в плотных слоях атмосферы по «пути» к поверхности нашей планеты, или, по крайней мере, разрушиться от термодинамического воздействия воздушной среды на мелкие, не способные причинить сколько-нибудь серьезного вреда, осколки.

Конечно, многое будет зависеть от материала, из которого будет «сделан» космический «бродяга». Если это «снежок» (состоящий изо льда с вкраплением камней, грунта, железа обломок кометы), то даже при большой массе и размерах он, скорее всего «хлопнет», как Тунгусский метеорит где-нибудь высоко в воздухе. Лед, как известно, материал неплотный и к тому же легкотаящий. А вот если метеорит будет состоять из камней, железа, или железокаменной смеси, то даже при меньших размерах и массе, чем у «снежка», у него будет больше шансов долететь до земли из-за его большей плотности и тугоплавкости.

Что касается небесных тел в поперечнике до 50 метров, то они, как полагают ученые, «посещают» нашу планету не чаще одного раза в 700-800 лет, а если говорить о 100-метровых непрошенных «гостях», то тут частота «визитов» уже от 3 000 лет и более. В случае падения 100-метрового обломка на мегаполис наподобие Нью-Йорка, Москвы, или Токио, катастрофические разрушения гарантированы.

Обломки величиной от 1 километра и более (гарантированная катастрофа регионального масштаба, приближающаяся к глобальной) падают на Землю не чаше одного раза в несколько миллионов, а уж гиганты размером 5 и более километров – раз в несколько десятков миллионов лет.

Сколько их там?

В 1998 году Конгресс США поручил НАСА обнаружить все близкорасположенные к Земле и способные нам угрожать астероиды размером, как минимум, 1 километр в поперечнике. По классификации НАСА в категорию «близкорасположенных» попадают все небольшие тела, включая кометы, проходящие к Солнцу на расстояние равное, как минимум 1,3 астрономической единицы (а.е.). Напомним, что а.е. – это расстояние от Земли до Солнца, равное 150 000 000 километров.

К 2008 году НАСА в целом выполнило это поручение, обнаружив 980 подобных летающих «обломков». У 95% из них были достаточно точно определены траектории. Никакой из этих астероидов в обозримом будущем не представляет угрозы для Земли.

Но при этом НАСА, на основании результатов наблюдений, полученных с использованием космического телескопа WISE, пришло к выводу, что периодически мимо Земли проходят, как минимум 4 700 астероидов размером не меньше 100 метров. Ученые смогли найти лишь 30% из них.

И, увы, астрономам удалось обнаружить только 1% из числа 40-метровых астероидов, периодически «прогуливающихся» вблизи нашей планеты. Всего же, как полагают ученые, по солнечной системе «шастают» до 1 миллиона близкорасположенных к Земле астероидов, из которых достоверно обнаружены были лишь 9 600.

Статистика: доверяй, но проверяй

Наука эта, особенно выводящая свои заключения из далекого прошлого, не отраженного более или менее подробно ни в каких документах, порой весьма неточна в своих оценках и прогнозах. И пример этому как раз Челябинский метеорит. Вспомним, что почти в тот самый день, когда он взорвался над землей, рядом с нашей планетой проходил 50-метровый астероид 2012DA14.

Он «чиркнул» по околоземному пространству на высоте на 8 000 километров ниже орбиты геостационарных спутников (28 000 против 36 000 километров). По космическим масштабам данное расстояние практически равно нулю. Это значит, что за падением Челябинского метеорита вполне могло последовать еще одно, и, таким образом, события, которые по статистике должны были бы быть разнесены во времени, произошли бы практически одновременно.

Но все равно, события сродни челябинскому или тунгусскому (не говоря уж о 10-километровом астероиде, упавшем 65 миллионов лет назад на полуостров Юкатан) чрезвычайно редки. Так может быть правы те, кто утверждают, что на свете есть куда более важные проблемы, которые требуют значительного привлечения финансовых ресурсов для их решения, чем создание защиты от астероидно-кометной опасности?

Чтобы ответить на этот вопрос, попробуем ответить на другой: зачем власти в случае обнаружения где-нибудь в городской черте неразорвавшейся бомбы, или снаряда времен Второй мировой войны, тут же эвакуируют жителей всех близлежащих домов, вызывают саперов, извлекают этот боеприпас из земли, отвозят куда-нибудь в безопасное место и там взрывают? Пролежал же он мирно в земле 70 лет, ну и дальше лежать будет, да и взрывчатка с детонатором, может быть, уже в негодность пришли. Зачем идти на хлопоты и затраты, связанные с временным выселением людей, перекрытием дорожного движения, вызовом саперов и.т.д…?

Ответ на данный вопрос очевиден: если есть хоть малейший шанс, что боеприпас этот может взорваться, его следует извлечь и уничтожить, ибо, когда речь заходит о человеческих жизнях любой риск, отличный от нуля, считается неприемлемо высоким. Понятно, что мы рискуем всякий раз, когда выходим из дома, садимся в автомобиль, поезд, или самолет. Но в этих случаях риск оправдан необходимостью. Без перемещения в пространстве с использованием транспортных средств заниматься какой-либо деятельностью в современном мире просто невозможно.

Если же речь идет о бомбе, или снаряде, то оставление их в районе проживания или работы людей, неоправданно ни с какой точки зрения. То же самое с защитой Земли от небесных «обломков». Если есть хоть один шанс из миллиона (или даже из миллиарда, ибо из миллионов проданных лотерейных билетов всегда находится один выигрышный), что астероид может погубить человечество – шанс этот необходимо исключить любой ценой.

А какова эта цена?

С учетом уровня развития современных космических технологий, она совсем не так и высока. Например, почти сразу после взрыва Челябинского метеорита в российских СМИ появилась и стала быстро распространяться по интернету информация о том, что «специалисты из Роскосмоса, Института астрономии РАН и ЦНИИМАШа подготовили проект федеральной целевой программы на 10 лет по противодействию космическим угрозам».

Никаких конкретных деталей данной программы, правда, в доступных источниках информации найти не удалось. Но зато была указана ее конкретная цена – 58 миллиардов рублей. Предложение выделить почти 2 миллиарда долларов за «кота в мешке» сразу навело на мысль о традиционных пороках российской действительности, один из которых выражается затертым словосочетанием «распил бюджета». Видимо такая же мысль посетила и вице-премьера Дмитрия Рогозина, который в Твиттере открыто высмеял проект этой «федеральной целевой программы по противодействию космическим угрозам».

Но цена противоастероидной защиты на самом деле совсем не так запредельна, как может показаться на первый взгляд. Во-первых, технологии, необходимые для ее создания, уже существует, а во-вторых, все человечество заплатит «вскладчину» за разработку и строительство такого рода системы. А разве может быть иначе? Ведь у астероидов нет геополитических, или национальных преференций, и при этом все страны и народы планеты одинаково заинтересованы в собственном выживании.

Как защитимся

Из всех рассматриваемых вариантов самые приемлемые те, которые отвечают двум условиям.

• Заблаговременное обнаружение опасного астероида/кометы
• Оказание на это тело механического воздействия с тем, чтобы увести его с опасной траектории.

Подрывы, или «испарение» лазером хороши для Голливуда, но не для реальной жизни. В первом случае образуются обломки, которую суммарно подвергнут Землю такой же бомбардировке, что и один большой астероид. А во втором… представьте, какой мощности должен быть лазер, чтобы испарить десятки, а то и сотни тысяч тонн космической глыбы в непосредственной близости от Земли, да еще и в считанные мгновения. Не будет преувеличением сказать, что для решения этой задачи ему потребуется мощность всех электростанций нашей планеты.

Космические «глаза» земной «стражи»

Заблаговременное обнаружение опасного «булыжника» решается с помощью сети телескопов наземного и космического базирования, наблюдающих за космическим пространством. Вопрос вопросов: а как далеко они должны «видеть» в космосе? Согласно уже упомянутой классификации НАСА, космические объекты получают некомфортное обозначение «близрасположенных» к Земле в тех случаях, когда пересекают невидимую границу, пролегающую в 45 миллионах километрах от нашей планеты.

А любое космическое тело, проходящее на расстоянии 0,05 а.е. от нашей планеты, что составляет примерно 20 дистанций Земля-Луна, или около 8 миллионов километров, автоматически попадает опять же по классификации НАСА в категорию «потенциально опасных объектов».

Отсюда ответ на вопрос о «дальнозоркости» телескопов: они должны быть способны обнаружить объект в диапазоне расстояний от 45 (верхний предел) до 8 миллионов (нижний предел) километров от Земли. Разумеется, понятие «верхний предел» весьма условно. Чем дальше «видит» телескоп, тем лучше, но с учетом, хоть и приемлемой, но все равно немалой стоимости противоастероидной защиты, нам придется исходить из принципа разумной достаточности и не тратить чересчур большие суммы на создание «сверхдальнозорких» телескопов.

С кометами немного легче. Хвостатые странницы становятся доступны для наблюдения на большем расстоянии, чем астероиды, что избавляет земные и космические телескопы от необходимости «прищуриваться», выискивая их среди звезд на черном небосводе.

Чем меньше объект, тем он позднее обнаруживается, но не будем забывать, что меньший по размеру и массе астероид легче отклонить от Земли, чем большой, следовательно для увода с опасной траектории меньшего «обломка» требуется меньше времени, чем большего.

Первый практический шаг в направлении выслеживания астероидов предприняла Канада. 25 февраля индийская ракета-носитель PSLV вывела на околоземную полярную орбиту разработанный и изготовленный в «Стране кленового листа» космический телескоп. Он получил название NEOSSat – Near-Earth Object Surveillance Satellite, что переводится, как «Спутник слежения за близрасположенными к Земле объектами». В его задачу будет входить, в том числе, и отслеживание космического «мусора».

Этот аппарат-телескоп размером с обычный чемодан и весом в 74 килограммов относится к категории микроспутников. Диаметр зеркала всего 15 сантиметров. По сравнению с «Хабблом» (диаметр зеркала 2,4 метра, а вес 11 110 килограммов) он просто лилипут, хоть и недешевый. NEOSSat обошелся Канаде в 25 миллионов долларов.

Микро-телескоп будет совершать один оборот вокруг Земли на высоте 800 километров за 100 минут, заглядывая при этом в космос на расстояние до 50 миллионов километров. Правда, особой «наблюдательностью» он похвастаться не может. Небольшие объекты, типа 50-метрового 2012DA14, не говоря уж о Челябинском метеорите, имеют все шансы проскользнуть мимо него незамеченными.

Но лиха беда начало.

Как и чем будем отталкивать

Оказать механическое воздействие можно тремя основными способами. Первый – это посадить на астероид или комету автоматический космический аппарат (КА), и включить его ракетные двигатели так, чтоб он стал постепенно уводить «обломок» с опасной траектории.

Второй – просто стукнуть по небесному телу космическим аппаратом так, чтобы оно под воздействием удара также изменило свою траекторию. И, наконец, третий – использовать «эффект Ярковского», покрасив часть астероида темной краской. Более темная сторона станет больше нагреваться, и, следовательно, больше излучать тепла, выделяя больше различных испарений, чем более светлая. Эти излучения/испарения и станут микроракетными «двигателями», под воздействием которых астероид изменит траекторию своего движения.

«Булыжник» под «парусом»

Начнем с третьего. Он – самый экзотический, но американские специалисты, тем не менее, тоже уделяют ему пристальное внимание. «Признаюсь, что все это выглядит довольно странно, но шансы на то, что данный план сработает, весьма высоки, а стоимость его осуществления относительно мала, – сказал в интервью Space.com Дэйв Хайлэнд, сотрудник техасского Университета A&M. – В основе этой теории лежит серьезная наука. Пришло время проверить ее в космосе».

Судя по тому, что представители НАСА стали обсуждать с Хайлэндом детали проведения соответствующего эксперимента во внеземном пространстве, агентство так же считает, что настало время проверить на практике действие «эффекта Ярковского». Причем, Хайлэнд не единственный, кто обратился к методу, основанному на явлении, открытом русским инженером Иваном Ярковским еще на рубеже 20-го века.

Так, в прошлом году студент аспирантуры Массачусетского технологического института Санг Вук Паек предложил обстрелять астероид шариками с белой краской наподобие тех, которые используются в пейнтболе. Вначале на траекторию движения астероида окажет воздействие кинетическая энергия от ударов шариков. А после белая сторона астероида станет отражать солнечный свет, выступая, таким образом, в роли солнечного паруса, на который будут оказывать давление лучи нашего светила. Вот так, под «парусом», астероид и «уплывет» в сторону от Земли.

Идея Вука победила на прошлогоднем конкурсе технических докладов на тему «Измени движение астероида», который был спонсирован «Консультативным советом космического поколения» при ООН. Правда, как признают сами сторонники данной идеи, чтобы оказать реальное воздействие на траекторию астероида его нужно покрасить, как минимум за несколько лет до того, как он приблизится к Земле на опасное расстояние.

Космический «буксир»

Идея, лежащая в основе этого способа, уже дважды была опробована на практике. В 2001 г. на астероид Эрос совершил посадку американский космический аппарат «Шумейкер», а в 2005 г. японский зонд «Хайабуса» не только опустился на поверхность астероида Итокава, но и взял образцы вещества, после чего благополучно вернулся на Землю в июне 2010 г.

Представим теперь, что целью данных КА было не исследование этих объектов, а изменение траектории их движения. Тогда все, что нужно было сделать «Шумейкеру» и «Хайабусе» – это покрепче зацепиться за астероиды и включить свои двигательные установки.

В 2010 году Роскосмос рассматривал вопрос об отправке к астероиду Апофис космического аппарата – «буксира» с тем, чтобы изменить траекторию его движения, исключив, таким образом и без того крайне маловероятное падение этого «обломка» на Землю в 2036 году. План этот в силу ряда причин так и остался нереализованным.

Внеземной «хук»

И этот способ тоже был опробован на практике. В 2005 году НАСА таранило комету 9P/Tempel c помощью космического аппарата «Проникающий удар», чтобы провести спектральный анализ кометного вещества. Миссия прошла успешно, и видимо это стало одной из причин, по которой Европейскому космическому агентству ЕКА тоже захотелось провести «боксерский поединок» с каким-нибудь астероидом. Правда, на этот раз с целью не изучить его, а сразу отправить в «нокдаун», изменив траекторию его полета.

На роль «противника» подобрали астероид 65802 Дидим, открытый еще в 1996 году. Это – бинарный астероид. Диаметр основного тела 800 метров, а того, которое вращается вокруг него на удалении 1 километр – 150 метров.

Вообще-то Дидим весьма «мирный» астероид в том смысле, что в обозримом будущем от него не исходит никакой, даже потенциальной угрозы Земле. Тем не менее, ЕКА совместно с НАСА намерено таранить его космическим аппаратом в 2022 году, когда он окажется на расстоянии 11 миллионов километров от Земли.

Планируемая миссия получила романтическое название AIDA. К итальянскому композитору Джузеппе Верди, написавшему одноименную оперу, она, правда, никакого отношения не имеет. AIDA – это аббревиатура, означающая Asteroid Impact & Deflection Assessment, что переводится – «Оценка столкновения с астероидом и последующего изменения траектории его движения».

А сам КА, которому предстоит таранить астероид, был назван DART. На английском это слово означает «дротик» (не случайно, разумеется), но, как и в случае с AIDA является аббревиатурой словосочетания. DART – это Double Asteroid Redirection Test, или «Эксперимент по изменению направления движения двойного астероида». «Дротик» должен врезаться в Дидим на скорости 22 530 километров в час.

Последствия удара будет наблюдать другой КА, летящий параллельно. Его назвали AIM (цель – русск.), но, как и в первых двух случаях это аббревиатура. AIM – Asteroid Impact Monitor («Отслеживание столкновения с астероидом»). Цель наблюдения – не только оценить воздействие удара на траекторию движения астероида, но и проанализировать выбитое астероидное вещество в спектральном диапазоне.

Этот аспект миссии AIDA роднит ее с уже упомянутой миссией «Проникающий удар». Правда, данный анализ будет иметь уже во многом прикладной характер, ибо проводится, в том числе с целью оценить привлекательность Дидима и его «собратьев», как источников полезных ископаемых.

Итак, на орбиту выходит первый телескоп, в задачу которого входит поиск и отслеживание близкорасположенных к Земле астероидов, а меньше, чем через 10 лет будет проведен первый эксперимент по изменению траектории полета небесного «обломка». Это еще, конечно, не глобальная защита Земли против астероидов и комет, но первые два конкретных шага в направлении создания такой системы уже сделаны.

Показать комментарии

XS
SM
MD
LG