Не забравяйте, наскоро се подиграхме със заглавията, че куп астероиди, които са ужасно опасни за нашата планета, летят към нас! Смех смях, но ако сериозно се задълбочите в тази информация, тогава всичко се оказва не толкова розово, колкото бихме искали.
Никой не оспорва факта, че наистина опасен астероид може да промени орбитата си и да започне да заплашва Земята. И какво да правя? В крайна сметка дори няма да го забележим навреме. Тук блок с диаметър 620 метра беше забелязан само 20 дни преди пристигането. Е, забелязахте и какво следва? След като прочетете всякакви опции, вие по принцип се хващате да мислите, че се предлага нещо невероятно фантастично като филма "Астероид", но никой няма представа колко дълго, от кого и как ще бъде изпълнено. Освен това се влошава. Малко хора си представят последиците от тези предложения, защото никой не е опитвал нищо и всички оперират с думите „вероятно“и „може би“.
В действителност имаме доста ограничени възможности, например:
На теория системите за противоракетна отбрана (ПРО), като ракетите A-135 / A-235, които защитават Москва, могат да открият и атакуват малък астероид на височина 850 километра. Някои от тези ракети имат ядрени бойни глави за трансатмосферни области. На теория дори слабата бойна глава е достатъчна, за да инициира унищожаването на тяло като Челябинския или Тунгуския метеорит. Ако се разпадне на фрагменти, по-малки от десет метра, всеки от тях ще изгори високо в атмосферата. А получената взривна вълна дори няма да може да избие прозорците в жилищните сгради.
Особеността на метеороидите и астероидите, падащи на Земята от космоса, обаче е, че повечето от тях се движат със скорост 17-74 километра в секунда. Това е 2-9 пъти по-бързо от ракетите-прехващачи A-135 / A-235. Невъзможно е предварително да се предскаже точно траекторията на асиметрично тяло и неясна маса. Следователно, дори и най-добрите противоракетни ракети на земляните не са в състояние да поразят „Челябинск“или „Тунгус“. Освен това този проблем е неизбежен: ракетите с химическо гориво физически не могат да осигурят скорост от 70 километра в секунда или по-висока. Освен това вероятността астероид да падне точно върху Москва е минимална, а други големи градове в света дори не са защитени от такава система. Всичко това прави стандартната система за противоракетна отбрана много неефективна за справяне с космическите заплахи.
Телата с диаметър по-малък от сто метра обикновено са много трудни за откриване, преди да започнат да падат на Земята. Те са малки, обикновено с тъмен цвят, което ги прави трудно видими на фона на черните дълбини на космоса. Няма да работи изпращането на космически кораб до тях предварително, за да се промени траекторията им. Ако може да се види такова небесно тяло, това ще бъде направено в последния момент, когато почти не остава време за реакция. И така, астероидът от август (2016 г.) беше забелязан само двадесет часа преди подхода. Ясно е, че той „цели“по-точно - и нямаше да има нищо, което да спре небесния гост. Заключение: имаме нужда от други средства за „близък бой“, позволяващи да прихващаме цели многократно по-бързо от нашите най-добри балистични ракети.
Промоционално видео:
От 2016 г. ще можем да видим повечето тела с диаметър над 120 метра. През 2016 г. беше планирано да се въведе в експлоатация телескопът Mauna Loa на Хаваите. Това ще бъде втората в системата за последно предупреждение за астероидното въздействие на астероида на Университета на Хавай (ATLAS). Още преди въвеждането си обаче ATLAS вече е видял първия си астероид в близост до Земята с диаметър по-малък от 150 метра.
Дори откритият преди това астероид с размер на стотици метри не може бързо да бъде „разгърнат“по такъв начин, че да избегне сблъсък със Земята. Проблемът тук е, че неговата кинетична енергия е толкова висока, че стандартната термоядрена бойна глава просто не може да осигури експлозия при удар. Контактният удар със скорост на сблъсък над 300 метра в секунда ще смаже физически елементите на ядрената бойна глава, дори преди да има време да експлодира: в края на краищата механизмите, които осигуряват експлозията, отнемат време за работа. Освен това, според изчисленията на специалисти от НАСА, дори ако бойната глава избухне по чудо (удряйки астероида „отзад“, на догонващ курс), това едва ли ще промени нещо. Обект с диаметър стотици метри има такава кривина на повърхността, че повече от 90 процента от енергията на термоядрена експлозия просто ще се разсее в космоса,но няма да отиде за корекция на орбитата на астероида.
Съществува метод за преодоляване на защитата от кривина на астероида и защитата на скоростта. След падането на тялото на Челябинск, НАСА представи концепцията за Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV). Това е тандемна антиастероидна система, при която главата е неядрена заготовка. Когато коригира орбитата на астероида, той ще го удари първи и със скорост около десет километра в секунда, оставяйки след себе си малък кратер. В тази фуния се планира да бъде изпратена втората част от HAIV - бойна глава с добив от 300 килотона до два мегатона. Точно в момента, когато втората част на HAIV влезе във фунията, но все още не е докоснала дъното си, зарядът ще се взриви и по-голямата част от енергията му ще бъде прехвърлена на астероида на жертвата.
Ето повече за Апофиза и кога ще се сблъска със Земята
Изследователи от Томския държавен университет наскоро работиха по подобен подход за справяне със средни астероиди на суперкомпютъра Skif. Те симулираха детонацията на астероид от тип Апофис с ядрена бойна глава от мегатон. В същото време беше възможно да се установи, че оптималният момент на детонация ще бъде този, когато астероидът премине на известно разстояние от планетата дори преди последния подход към планетата. В този случай избухналите отломки ще продължат пътя си далеч от Земята. Съответно опасността от метеорен поток от фрагменти от небесно тяло ще бъде намалена до нула. И това е важно: след ядрена експлозия с необходимата (мегатонна) мощност отломките на астероида ще носят по-голяма радиационна заплаха от Чернобил.
На пръв поглед HAIV или неговите аналози ще затворят всички проблеми. Тела на по-малко от 300 метра разстояние след такъв двоен удар ще се разпаднат на парчета. Само около една хилядна от тяхната маса ще влезе в земната атмосфера. По-големите тела, особено металните астероиди, няма да се предадат толкова лесно. Но дори и при тях изпарението на материята от фунията ще даде значителен импулс, значително променящ първоначалната орбита. Според изчисленията един такъв „изстрел“срещу астероид трябва да струва 0,5-1,5 милиарда долара - чиста дреболия, по-малко от цената на един марсоход или бомбардировач B-2.
Един от проблемите е, че е неразумно да се разчита на оръжие, което никога не е било тествано поне на полигон. И в момента НАСА получава около една четиридесета от американските военни разходи годишно. С толкова скромно нормиране агенцията просто не е в състояние да отдели стотици милиони за тестване на HAIV. Но дори и да се провеждат такива тестове, нямаше да има много смисъл от тях. Същият ATLAS обещава да предупреди за средния размер на астероида за един месец или дори за няколко седмици. Невъзможно е да се изгради HAIV от нулата в такъв момент и поддържането му в готовност е твърде скъпо за скромния бюджет на НАСА, според американските стандарти.
Перспективите на човечеството в борбата с големи астероиди - особено над километър - изглеждат много по-добре на пръв поглед, отколкото в случаите на малки и средни. Обекти от километър в повечето случаи могат да се видят чрез вече разположени телескопи, включително космически. Разбира се, не винаги: през 2009 г. бяха открити астероиди в близост до Земята с диаметър 2-3 километра. Фактът, че подобни открития все още се извършват, означава, че вероятността за внезапно откриване на голямо тяло, приближаващо се до нашата планета, е дори на сегашното ниво на развитие на астрономията. Съвсем очевидно е, че такива предмети намаляват всяка година и в обозримо бъдеще може изобщо да не останат.
Дори страната ни, въпреки липсата на отпуснато държавно финансиране за търсенето на астероидни заплахи, играе съществена роля при тяхното проследяване. През 2012 г. групата на Владимир Липунов от Московския държавен университет създаде глобална мрежа от роботизирани телескопи MASTER, обхващаща както редица местни, така и чуждестранни инструменти. През 2014 г. мрежата MASTER отвори четиристотинметровия 2014 UR116, потенциално способен да се сблъска с нашата планета в обозримо бъдеще.
Големите астероиди обаче имат свои неприятни характеристики. Да предположим, че научихме, че седемдесет километровата 55576 Amic с потенциално нестабилна орбита се насочва към Земята. Възможно е да го "обработите" с тандем HAIV с термоядрена бойна глава, но това ще създаде ненужни рискове. Ами ако по този начин провокираме загубата на една от свободните му части от астероида? Освен това големите тела от този вид имат сателити - самите те не са толкова малки. Близката експлозия може да предизвика рязка промяна в орбитата на спътника, която може да доведе нарушеното тяло навсякъде - и до нашата планета също.
Нека дадем един пример. Гореспоменатата телескопска мрежа MASTER преди година и половина откри 2014 UR116 на по-малко от 13 милиона километра от Земята. Ако се беше насочил към планетата дори с умерена скорост от 17 километра в секунда - и за по-малко от десет дни пътищата им щяха да се пресекат. При скорост на сближаване от 70 километра в секунда това би било въпрос на дни. Ако термоядрена експлозия се отцепи от поредица от отломки от многокилометрово тяло, един от тях лесно може да се изплъзне от вниманието ни. И когато се появи в полезрението на телескопите на няколко милиона километра от нас, ще бъде твърде късно да започнем производството на друг HAIV прехващач.
Разбира се, с големи тела, сблъсъкът с които е известен предварително, можете да взаимодействате по-безопасно и без експлозия. И така, ефектът на Ярковски постоянно променя орбитата на почти всички астероиди и без опасността от драматичното им унищожаване или загуба на спътници. Ефектът е, че частта от астероида, загрята от Слънцето, неизбежно попада в неосветената нощна зона по време на въртенето си. Там той отделя топлина в космоса чрез инфрачервено лъчение. Фотоните на последния придават импулс на астероида в обратна посока.
Смята се, че ефектът е лесен за използване за отклоняване на големи „убийци на динозаври“от опасна траектория на приближаване към Земята. Достатъчно е да изпратите малка сонда до астероида, носещ робот с балон с бяла боя. Пръскайки го върху голяма повърхност, можете да постигнете рязка промяна в ефекта на Ярковски, действащ върху тялото. По този начин, бяла повърхност например излъчва фотони по-малко активно, отслабвайки силата на ефекта и променяйки посоката на движение на астероида.
Може да изглежда, че ефектът във всеки случай е твърде малък, за да повлияе на нещо. Например за астероид Golevka с маса 210 милиона тона това е приблизително 0,3 нютона. Какво може да промени подобна „сила“по отношение на небесно тяло? Колкото и да е странно, дълги години ефектът ще бъде доста сериозен. От 1991 до 2003 г. траекторията на Голевка се отклонява от изчислената с 15 километра заради нея.
Има и други начини за бавно отстраняване на голямо тяло от опасна орбита. На астероида можете да инсталирате слънчево платно от филм или да хвърлите мрежа от въглеродни влакна върху него (и двата варианта са разработени от НАСА). И в двата случая лекото налягане на слънчевите лъчи върху небесното тяло ще се увеличи, което означава, че то постепенно ще се движи в посока от Слънцето, избягвайки сблъсък с нас.
Изпращането на сонда с боя, платно или мрежа би означавало космическа мисия на далечни разстояния, която би струвала много повече от пускането на тандем HAIV. Но тази опция е много по-безопасна: тя няма да създаде непредсказуеми промени в орбитата на изстрелян голям астероид. Съответно, това няма да застраши отделянето на големи фрагменти от него, способни да паднат на Земята в бъдеще.
Лесно е да се види, че такава защита срещу голям астероид има своите слаби страни. Днес никой няма готова ракета с робот-художник; ще отнеме много години, за да я подготвите за полет. Плюс понякога космическите сонди се счупват. Ако устройството „бъгва“на далечна комета или астероид, като японската Хаябуса на астероида Итокава през 2005 г., може просто да не остане време за втори опит за рисуване в космически мащаб. Няма ли по-надеждни методи, които изключват опасно термоядрено бомбардиране и изпращане на не винаги надеждни сонди? Има, но те отново са много невероятно фантастични и е неразбираемо, когато са осъществими.
В западните страни ситуацията се влошава от факта, че никоя администрация не планира космически програми за повече от няколко години. Всички с основание се страхуват, че при прехвърлянето на властта новата администрация веднага ще затвори скъпите програми на своите предшественици. Така че няма смисъл да ги започваме. В държави като КНР формално всичко е по-добре. Хоризонтът на планиране там е изместен далеч в бъдещето. На практика обаче те нямат нито технологични (Китай), нито финансови (Русия) възможности за разполагане на тандемни системи като HAIV или орбитални лазерни решетки като DE-STAR.
А какво ще кажете за САЩ? И миналата година САЩ решиха да създадат независимо антиметеоритна отбрана. Добре, разбира се! Те ще бъдат като "Капитан Америка", за да защитят Земята от самия враг! Е, както в холивудските филми, помните. Резултатът ще бъде "zilch", но най-важното е да се обявите на висок глас.
Всичко това означава, че горните проекти ще започнат изпълнението си само след многомегатонен взрив на незабелязано тяло над гъсто населена зона. Подобно събитие - което като цяло вероятно ще се случи рано или късно - определено ще доведе до човешки жертви.
Едва след това можем уверено да очакваме политически санкции за изграждането на антиастероидни защитни системи както на Запад, така и евентуално в Русия.
Е, в нетния резултат - ако има нещо, приключихме. Нали?