Время изучать камни. NASA обеспокоено летящими на Землю астероидами

Вероятность того, что Земля столкнется с астероидом, составляет один шанс из 250 тыс. Такова официальная оценка ученых из американского космического агентства NASA, преданная огласке в 2009 году. Казалось бы, этот вердикт должен поставить точку в дебатах о том, как нам защитить планету от космической угрозы.

Однако вышеуказанная цифра на самом деле означает весьма высокую вероятность, напоминает Марк Браун, обозреватель авторитетного журнала Wired. Достаточно напомнить, что вероятность сорвать джек-пот в национальной лотерее США составляет один шанс из 14 млн. И тем не менее примерно раз или два в год кто-то этот джек-пот выигрывает.

Значит, угроза столкновения не такая уж призрачная, а дискуссии ученых о способах предотвращения катастрофы не так беспочвенны, как может показаться на первый взгляд. Интерес к этой теме не только находится на высоком уровне, но и становится предметом обсуждения все более значимых сил.

Угроза столкновения не такая уж призрачная, а дискуссии ученых о способах предотвращения катастрофы не так беспочвенны, как может показаться на первый взгляд

Конгресс США сложно упрекнуть в регулярной растрате времени на чепуху. И тот факт, что состоявшаяся в конце июня в исследовательском центре NASA конференция на тему предотвращения потенциальной угрозы, проходила под патронатом конгресса, говорит о многом.

“Это историческое событие в том смысле, что правительство США впервые хотя бы формально проявило интерес к проблеме астероидов”, - рассказывает Уильям Эйлор, член рабочей группы NASA.

Участники конференции констатировали, что способ предотвращения катастрофы состоит из нескольких пунктов и каждый из них представляет нетривиальную задачу, требующую масштабных ресурсов.

Во-первых, необходимо найти все космические тела, чьи орбиты пролегают в опасной близости от Земли. Иными словами, составить каталог всех астероидов и комет в околоземном пространстве.

Вторая задача - вести за этими телами беспрерывное наблюдение, чтобы не прошляпить отклонение от прогнозируемой орбиты. И наконец, третья задача - самая сложная. Это разработка сценариев поведения в случае, если будет установлено, что астероид или комета все же направляется к Земле.

Апофис 99942 пролетит в опасной близости от Земли в 2029 году. Диаметр астероида составляет полкилометра, а масса - 46 млн т. Если он попадет в Землю,катастрофа, некогда уничтожившая динозавров, покажется детской игрой

Сейчас известно лишь об одной достаточно серьезной угрозе. Астероид Апофис 99942 пролетит в опасной близости от Земли в 2029 году. Диаметр астероида составляет полкилометра, а масса - 46 млн т. Если он попадет в Землю, катастрофа, некогда уничтожившая динозавров, покажется детской игрой, предупреждают в NASA.

На текущий момент ученые уверены, что Апофис благополучно пролетит мимо нашей планеты.

Но существует вероятность, что под воздействием гравитационного поля Земли астероид изменит свою траекторию, и тогда быть беде.

Так что Апофис берется учеными за точку отсчета. Встретить его появление в окрестностях Земли человечество должно во всеоружии.

Это значит, что ученые должны будут ответить на самый волнующий вопрос - как спасти Землю в случае, если Апофис или любой другой кусок камня, по разрушительности в сотни раз превосходящий ядерный арсенал человечества, направится прямо к нашей планете.

Фантастика и реальность

До сегодняшнего дня использование слов “NASA” и “отклонение астероида” в одном предложении было оправданным лишь в контексте обсуждения известного фильма Армагеддон с Брюсом Уиллисом в главной роли, говорит Рассел Швайкарт, в прошлом известный астронавт, летавший к Луне на корабле Apollo 9.

Швайкарт ныне возглавляет фонд B612, участниками которого являются ученые, инженеры, астрономы и бывшие астронавты. Их всех объединяет общее стремление разработать методы защиты Земли от небесных тел.

По мнению Швайкарта, несмотря на довольно небольшую вероятность того, что в Землю врежется астероид, готовиться к такому событию стоит заранее. Это не кино, констатирует астронавт, тут не отделаешься миссией “найти и уничтожить” в последнюю минуту.

Еще один знаменитый отставной астронавт, Том Джонс, уверен, что первостепенная задача ученых - отделение более-менее реалистичных проектов от абсолютно фантастических. Джонс давно интересуется астероидами, он занимался этой темой, еще когда получал докторскую степень в Аризонском университете, до того как подался в астронавты.

Необходимо в ближайшие годы запустить на орбиту еще один телескоп, для охоты на опасные астероиды

В своих научных работах он рассматривал проблему раннего обнаружения небесных тел в окрестностях Земли. Эта задача важна и сегодня.

“Максимально раннее обнаружение опасного астероида позволит подготовиться к отражению атаки”, - говорит Джонс.

Джонс принадлежит к числу ученых, которые считают необходимым запустить на орбиту телескоп, специально предназначенный для поиска астероидов. Сейчас у Земли есть лишь один орбитальный телескоп Hubble, на нем лежит огромная нагрузка - он обеспечивает материалами всю современную астрофизику. Слежение за тысячами астероидов он просто не потянет.

Необходимо в ближайшие годы запустить на орбиту еще один телескоп, для охоты на опасные астероиды. Причем такой аппарат должен находиться не на околоземной орбите. Наиболее подходящим местом для него станет орбита Венеры, говорит Линдли Джонсон, сотрудник NASA. По его словам, множество астероидов имеют сложные орбиты, и большая часть их пути в космосе пролегает вдалеке от Земли. Поэтому наблюдать за ними лучше с дальнего расстояния - так можно видеть картину их перемещения в целом.

Проект запуска такого телескопа к Венере детально рассмотрен в NASA. Главная загвоздка, как всегда, в бюджете. По оценкам ученых, стоимость проекта оценивается примерно в $ 1,1 млрд.

Таких денег у NASA нет. Возможно, они появятся теперь - после того как конгресс сам потребовал от агентства повышенной активности в отношении вопроса астероидной без опасности, предполагают ученые.

Неоднократно озвучивалась идея создания в пустыне гигантского массива зеркал, сфокусированных на подлетающем астероиде, чтобы сжечь его с помощью солнечного света.

О том, во что обойдутся способы уничтожения опасных астероидов, речь пока не идет. Сначала нужно определить, есть ли такие способы вообще. Недостатка в идеях относительно методов, которые могут спасти Землю в случае, если некое тяжеловесное и враждебное космическое тело направится в нашу сторону, никогда не было.

В разные времена фантасты и футурологи всех мастей предлагали использовать гигантские лазеры, установленные на Земле, солнечные паруса, ядерные ракеты, запускаемые с Земли, ядерные бомбы, которые на астероиде установит команда бурильщиков (как в фильме Армагеддон), и многое другое. Неоднократно озвучивалась идея создания в пустыне гигантского массива зеркал, сфокусированных на подлетающем астероиде, чтобы сжечь его с помощью солнечного света.

Большинство подобных проектов чересчур фантастичны, чтобы их можно было обсуждать всерьез, говорят в NASA. Хотя, по словам Эйлора, это вовсе не означает, что здравых мыслей нет вообще, и уж конечно не означает, что в рамках здравого смысла невозможно выдвижение новых идей. Так, две наиболее перспективные идеи были выдвинуты буквально за последний год.

Орбитальные лазеры

Одна из гипотез, которые недавно детально обсуждались в NASA, по оценкам экспертов, имеет больше всего шансов на реализацию. Эта гипотеза предложена учеными из Корнелльского университета (штат Нью-Йорк) и подразумевает беспрерывное патрулирование околоземного пространства с помощью группы спутников, размещенных на орбите Земли.

Каждый из спутников будет оснащен лазерной установкой, работающей от солнечных батарей, что является эффективным решением проблемы энергообеспечения всей этой системы безопасности.

В случае приближения к Земле опасного астероида спутники будут коллективно обстреливать его лазерами. Безусловно, если речь идет о крупном астероиде вроде Апофиса, чей прилет ожидается в 2029 году, лазеры даже с десятка спутников не смогут уничтожить нежеланного гостя.

В случае приближения к Земле опасного астероида спутники будут коллективно обстреливать его лазерами.

Ученые считают, что, испаряя часть материала с поверхности астероида, лазеры корректируют его траекторию, позволив в итоге избежать столкновения с Землей.

Речь идет об использовании метода лазерной абляции - удаления вещества с поверхности твердого тела с помощью испарения. В своей работе ученые доказывают, что если на одной стороне подлетающего астероида будет сфокусировано множество лазерных лучей, испаряющих материю с поверхности, то это придаст астероиду реактивный импульс. Следовательно, его траектория изменится и он пролетит мимо Земли.

На протяжении десятилетий идею космического лазера в научном мире всерьез не рассматривали. Считалось, что для генерации достаточно мощного импульса требуется питать лазер от ядерной установки. Такая конструкция была бы слишком массивна и дорогостояща, и ее вывод на орбиту чрезвычайно сложен. Вдобавок система требовала бы сильного охлаждения.

В NASA считают, что идея ученых из Корнелльского университета более рациональна. Множество маленьких лазеров, самостоятельно заряжающихся от энергии Солнца, вывести на орбиту намного проще, чем одну конструкцию, чьи размеры и вес сопоставимы с Международной космической станцией.

Парусник-камикадзе

Еще одна идея, получившая масштабное обсуждение в последнее время и множество единомышленников в научном мире, имеет неамериканское происхождение. Ее обсуждение инициировали ученые из Университета Циньхуа в Пекине.

Взяв за основу самый обсуждаемый нынче астероид, Апофис, китайские ученые предложили остановить его с помощью гигантского солнечного паруса.

По словам профессора Шенпина Гонга, возглавляющего исследование, необходимо изменить траекторию Апофиса на как можно большем расстоянии от Земли, чтобы не дать ему шансов попасть в так называемую гравитационную яму. Под этим термином подразумевается область, в которой гравитация Земли изменит траекторию астероида, заставив его сделать оборот вокруг планеты и затем упасть на нее.

Прикрепив солнечный парус шириной около 500м к Апофису за год до его подлета к гравитационной яме около Земли и используя его в качестве буксира, ученые отклонят траекторию астероида на достаточную величину, чтобы избежать опасности

По мнению Гонга, прикрепив солнечный парус шириной около 500 м к Апофису за год до его подлета к гравитационной яме около Земли и используя его в качестве буксира, ученые отклонят траекторию астероида на достаточную величину, чтобы избежать опасности, поясняет Гонг.

Солнечный парус, о котором говорят китайские ученые, - это конструкция, приводимая в движение солнечным светом, а точнее, фотонами - частицами, содержащимися в нем.

ЧИТАЙ ТАКЖЕ: Упавший марсианский камень оценили в 20 раз дороже золота

Идея солнечного паруса родилась в 1920-х. В современной космонавтике она уже неоднократно применялась для коррекции орбит космических аппаратов. В качестве парусов использовались солнечные батареи. Но до сих пор не был создан ни один корабль, для которого солнечный парус служил бы основным источником энергии.

Еще десять лет назад идея китайцев вызвала бы у серьезных ученых лишь улыбку, равно как и проект их американских коллег с лазерами-испарителями, полагает Швайкарт. Но сегодня, когда к угрозе относятся серьезнее, оценки становятся более реалистичными.

Швайкарт уверен, что пора отказаться от иллюзорных планов по применению ядерного оружия, которое считалось панацеей от всех бед еще со времен холодной войны, и дать работу настоящим ученым.

“Вероятность катастрофы хоть и призрачна, но достаточно велика, - говорит Швайкарт. - А последствия столкновения будут чудовищными, поэтому действовать нужно уже сейчас”.

Небесные войны

За последние десятилетия ученые из разных стран предложили десятки методов отражения астероидной атаки

1.  Ядерное оружие. Ядерный взрыв считается самым эффективным способом предотвращения попадания астероида на Землю. Предполагается, что даже если астероид не будет полностью уничтожен взрывом, то в результате потери массы изменит траекторию полета

2.  Таран. Столкновение астероида с объектом большой массы - космическим кораблем например - заставит его изменить траекторию. Европейское космическое агентство уже разрабатывает миссию Дон Кихот, в рамках которой моделирует поведение астероида при столкновении

ЧИТАЙ ТАКЖЕ: NASA готовится к падению гигантского астероида на Землю

3.  Гравитационный аттрактор. Стратегия медленного изменения направления полета астероида. Предполагает строительство достаточно крупных космических кораблей, способных с помощью своей гравитационной силы изменить траекторию полета астероида

4.  Ионный двигатель. Плазменный или ионный ракетный двигатель, питающийся энергией от ядерного реактора или солнечных батарей, можно укрепить на поверхности астероида. Даже непродолжительной работы двигателя достаточно для снижения скорости астероида или изменения его траектории

5.  Солнечная энергия. Данный способ предусматривает расстановку на орбите большого количества зеркал с целью фокусировки солнечных лучей в одной точке - на астероиде. Предполагается, что мощный солнечный луч полностью или частично уничтожит астероид

6.  Электромагнитная катапульта. Установка для ускорения объектов с помощью электромагнитных сил является альтернативой реактивному двигателю и разрабатывается для преодоления гравитации планет, но может быть закреплена на астероиде с целью изменения траектории его движения

7.  Краска. Если покрыть астероид тонким слоем краски, это изменит его тепловую проводимость и отражательную способность, что в свою очередь может изменить траекторию движения на более безопасную

8.  Тормоз. Предполагается, что если на всем пути движения астероида расположить большое облако космической пыли, это позволит значительно снизить его скорость, а в идеале - изменить траекторию полета

ЧИТАЙ ТАКЖЕ: Астероиды обстреляют лазером

9.  Балласт. Расположение на поверхности астероида балласта большой массы должно, по задумке ученых, изменить центр тяжести небесного тела и, соответственно, скорректировать его траекторию полета

10.  Лазер. Данный метод предполагает воздействие на астероид при помощи технологии абиляции. Другими словами, лазерные пушки должны попросту испарить часть поверхности астероида, что в свою очередь изменит траекторию и направление его полета
Данные информационно-справочной службы Корреспондента

***

Этот материал опубликован в №26 журнала Корреспондент от 6 июля 2012 года. Перепечатка публикаций журнала Корреспондент в полном объеме запрещена. С правилами использования материалов журнала Корреспондент,опубликованных на сайте Корреспондент.net, можно ознакомиться здесь.

• Теги:
• астероид
• Земля
• NASA
• ученые
• журнал Корреспондент