Защита Земли от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Интересно

115 лет назад упал Тунгусский метеорит, что стало крупнейшим ударом в новейшей истории.

Этот юбилей еще раз напомнил нам о том, что метеоритная угроза для Земли вполне реальна. Во всем мире стали вспоминать частые недавние сообщения об астероидах, проходящих близко к Земле. Если нашей планете угрожает столкновение с крупным космическим телом, сможем ли мы защитить ее от космического Армагеддона?

Враждебное окружение

Космос не такой уж и пустой. Астрономы уже открыли сто миллионов малых тел, а оценочное количество астероидов и метеороидов с «калибром» более двадцати метров достигает шестисот миллионов. И каждый из них способен нанести больший ущерб при столкновении с Землей, чем 17-метровый челябинский «снаряд», взрыв которого был эквивалентен «всего» 400 килотоннам в тротиловом эквиваленте.

К счастью, большинство крупных астероидов вращаются вокруг Марса. Наибольшее беспокойство вызывают малые тела групп Аполлона, Атона и Амора, орбиты которых пересекаются с земной.

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Челябинский метеорит 2013 года принадлежал Аполлосу “при жизни” (фото: Константин Кудинов CC BY-SA 3.0). В этой группе уже более пяти тысяч тел

Обнаружено всего восемьсот атонов, и столкновение с ними возможно только тогда, когда Земля находится в перигелии, на минимальном расстоянии от Солнца.Но они коварны – ползут со стороны светила и появляются на звездном небе только сразу после захода солнца или на рассвете. Амуры, которые угрожают планете в момент прохождения афелия (максимального удаления от Солнца), выглядят неплохо, но то, что они видят, не воодушевляет.

Если Аполлосов и Атонов немного, то среди 3600 уже открытых астероидов амурской группы диаметр четырех тел превышает десять километров, а одного – (1036) Ганимеда – доходит до тридцати двух километров в диаметре.

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Эрос, один из крупнейших амуров, получил свое название.. необычным образом (фото: НАСА)

Несколько тысяч астероидов признаны «потенциально опасными». И список, конечно, не полный. Сколько еще не найдено! Сколько комет таится на краях системы, ожидая миллионы лет за пределами досягаемости земных телескопов, чтобы в свое время устремиться к Солнцу, ускоряясь в свободном падении!

Космос полон сюрпризов.

Мониторинг

Сюрпризов можно было бы избежать со службой управления космическим пространством, о создании которой говорят еще с 1990-х годов, но пока у нас есть только один из важнейших компонентов системы. Современные телескопы позволяют быть уверенными, что тела диаметром более ста пятидесяти метров, находящиеся между орбитами Меркурия и Марса, не останутся незамеченными.

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Для обнаружения астероидов, приближающихся со стороны Солнца, телескопы наподобие аппарата «Кеплер» будут размещены не на околоземной, а на гелиоцентрической орбите (рисунок: НАСА)

Однако этого недостаточно. Во-первых, разрешение необходимо увеличить на порядок, чтобы отслеживать еще более мелкие объекты. Ведь основную опасность представляют именно мелкие снаряды, вроде челябинских, которые взрываются в земной атмосфере примерно раз в десять лет.

Во-вторых, сами по себе наземные и орбитальные обсерватории, автоматически отслеживающие движущиеся источники света и теплового излучения на звездном небе, малополезны. Центры обработки данных не могут справиться с лавиной данных. Даже грубо говоря, орбиты можно рассчитать менее чем для сотой части обнаруженных тел. И хотя нет оснований ожидать, что прогресс электроники решит проблему. В астрономии объем необходимых вычислений растет быстрее, чем производительность вычислительных машин!

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Бомбардировка астероидами осложняется их сложной топографией и быстрым вращением. Взрыватель может не успеть среагировать на хаотичное изменение расстояния до поверхности

Чтобы создать эффективную защиту от астероидов, человечеству в первую очередь потребуется более продвинутая математика. За последние два века все науки сделали фантастический скачок вперед, кроме математики, которая осталась в значительной степени на уровне XIX века и уже не отвечает потребностям естественных дисциплин.

Читайте также:  7 лет на одном месте: одно из самых ленивых животных на планете шевелится только ради еды и спаривания

Даже задача о гравитационном взаимодействии трех тел, за исключением частных случаев, имеет лишь приближенное решение. Астероид одновременно взаимодействует со многими источниками гравитации. Поэтому для малых тел Солнечной системы возможен лишь приблизительный расчет траекторий.

Космические камни время от времени «теряются» и оказываются совсем не там, где ожидалось. Орбиты астероидов нестабильны и могут внезапно измениться. Например, движение Таутатиса, вытянутого астероида, состоящего, вероятно, из двух слабо связанных тел длиной два с половиной километра, астрономы называют «хаотическим». Находясь в резонансе одновременно с Землей и Юпитером, астероид ведет себя непредсказуемым образом.

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Резонансные астероиды типа Таутатиса (то есть обращающиеся с периодом, кратным периоду обращения Земли) не могут столкнуться с нашей планетой

Даже если тело, угрожающее Земле, будет вовремя обнаружено, точность расчетов пока позволяет говорить лишь о той или иной вероятности столкновения. И этого недостаточно. Ведь гипотетическая возможность катастрофы еще не повод что-либо предпринимать. К тому времени, когда страх превратится в уверенность, может быть уже слишком поздно стрелять.

Айсберги космоса

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

К настоящему времени обнаружено около четырехсот комет с периодом обращения менее двухсот лет. Долгосрочные расчеты будут очень долгими

Суммарная масса астероидов в пределах орбиты Нептуна не превышает одной тысячной массы Земли. Но количество комет в облаке Оорта в несколько раз больше, чем на нашей планете. Эти «космические айсберги», состоящие из воды, углекислого газа, метана и азотного льда, довольно велики. Комета Хейла-Боппа, появившаяся в 1995 году, имела диаметр 40 километров.

Удары комет не редкость. Юпитер пережил два столкновения с ними всего за пятнадцать лет. В 1994 году на газовый гигант упала комета Шумейкера-Леви, разорванная на двадцать частей приливными силами. Взрывы мощностью до шести тысяч гигатонн, выбросившие газовые султаны на высоту до трех тысяч километров, продолжались шесть дней. А в 2009 году Юпитер без таких впечатляющих спецэффектов проглотил комету поменьше.

Кома, газовая оболочка приближающейся кометы, срывается солнечным ветром, расползаясь в гигантский хвост, позволяющий увидеть грозного гостя издалека. Но, к сожалению, это происходит не всегда. Через несколько оборотов комета превращается в затвердевшую корку пыли и перестает таять. Примером «вырожденной» кометы является пятикилометровый Фаэтон, путь которого проходит через все планеты земной группы.

Перехват

Но теперь астероид виден, точно рассчитана его орбита и установлена ​​высокая вероятность столкновения. Возникает вопрос, что теперь делать.

Fantasts предлагает два метода защиты от угрозы из космоса. В фильме «Метеор» (1979) астероид Орфей поражен шквалом баллистических ракет. В фильме «Армагеддон» (1998) десант космонавтов приземлился на 20-километровом теле, угрожавшем Земле, и подорвал ее изнутри термоядерным зарядом. В Abyss Impact (1998) предпринимается попытка уничтожить одиннадцатикилометровую комету как гигантской миной, так и облаком ракет.

Высадка десанта на астероид не менее сложная задача, чем полет на Марс. Если не сложнее (кадр из фильма «Удар бездны»)

На самом деле, совершить мягкую посадку на космическом теле не так-то просто. Корабль, доставляющий саперов, должен двигаться относительно Земли с той же скоростью, что и уничтожаемый астероид, и эта скорость может достигать 72 км/с. Для современных пилотируемых кораблей это все равно слишком много.

Поразить астероид обычными баллистическими ракетами, предназначенными для уничтожения стационарных целей на поверхности Земли, не удастся. Даже специальные противоракеты предназначены для перехвата боеголовок, летящих очень медленно по космическим меркам — со скоростью всего 6,5-8 км/с. Также для перехвата ракеты достаточно расстояния в один километр.

Читайте также:  Галактика Андромеда уже прикоснулась к Млечному пути

Но астероид нельзя уничтожить излучением и электромагнитным импульсом, а ударная волна не распространяется в вакууме. Расколоть или отклонить каменную гору в сторону можно будет только прямым попаданием. И это не тривиальная задача. Существующие взрыватели не рассчитаны на срабатывание при попадании снаряда в цель на таких гигантских скоростях.

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

В реальности героям фильма “Армагеддон”, чтобы поместить бомбу внутрь астероида, пришлось бы копать не колодец, а шахту на несколько километров

Ракеты придется улучшать. А вот задача перехвата тел, обнаруженных за несколько месяцев и даже дней до столкновения, вполне решаема. Помимо службы управления космическим пространством, включающей в себя наземные и орбитальные телескопы, необходимо будет создать базы кораблей-перехватчиков на базе СЯС великих держав. Таким кораблям потребуется возможность развивать вторую космическую скорость и постоянная подготовка к запуску.

А если не взрывать?

Могут быть и “мягкие” способы защиты от метеоритов, без взрывов и красочных столкновений. Например, можно использовать эффект Ярковского – постепенное ускорение малых тел за счет переизлучения тепла, полученного от Солнца.Если по пути астероида распылить облако белого красителя, отражательная способность поверхности астероида увеличится и это приведет к изменению орбиты.

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Также можно мягко отклонить небольшой астероид, используя бесконтактный метод «гравитационного притяжения». Для этого массивному кораблю достаточно двигаться параллельным курсом.

Движением малого тела можно управлять, поместив на его поверхность ионный двигатель. Но для этого необходимо возить с Земли на астероид тысячи тонн топлива и на месте собирать громоздкое оборудование. «Солнечный парус» может изменить орбиту астероида, но для его установки астронавтам также потребуется совершить посадку. Толчок все равно будет небольшим и будет сказываться очень медленно.

Самым изящным, эффективным, но удачливым и чрезвычайно сложным приемом расчета будет «бильярд» — таран большого тела с меньшим, орбиту которого изменить гораздо проще. Даже стометровый астероид при лобовом столкновении превратит в щебень десятикилометровую гору или отклонит в сторону еще более крупный снаряд. Но нужно будет заранее найти подходящий «мяч», способный оказаться в нужном месте в нужное время после ядерного удара.

К сожалению, все «мягкие» методы очень дороги и трудоемки, а их последствия непредсказуемы. Отклонение астероида не так сложно, как рассчитать, повлияет ли это на вероятность его столкновения с Землей. Поэтому уничтожение «противника» остается самым разумным вариантом.

Армагеддон

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Сила атома велика, но раздавить астероид размером с Эверест современными бомбами не получится (кадр из фильма «Столкновение с бездной»)

Скорее всего, придется перехватывать тела диаметром от десятков до сотен метров. При удачном попадании должно хватить боевой части мощностью в полторы мегатонны. Но надо понимать, что второй попытки не будет. Расстояние в двести тысяч километров — последний рубеж земной обороны. К тому времени, когда ракеты приблизится к цели, до удара будет от одного до шести часов.

Эффект бомбардировки зависит от размера, скорости и типа тела, летящего к Земле. Если скорость высокая, а масса не слишком большая, есть шанс, что взрыв отразит удар. Камень, из которого состоит астероид, также сыграет свою роль. Боеголовка, способная распылить 500-метровую глыбу хондрита, справится только с оливиновым монолитом вдвое меньшего диаметра и железо-никелевым слитком шириной не более ста метров.

Тело размером с Челябинский и даже Тунгусский метеороиды, скорее всего, просто превратится в пыль от термоядерного заряда. Большую проблему будет представлять приближающееся тело диаметром более километра. Казалось бы, что может быть проще? Выпустить две-три ракеты по крупной цели, и так до победного конца. Но организовать одновременный обстрел несколькими ракетами крайне сложно. Уже после первого взрыва цель будет отклонена и охвачена завесой из мелких осколков.

Читайте также:  СМИ узнали о проекте США по добыче ресурсов на Луне без России

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Многие считают Апофис самым опасным астероидом. Рассчитаны возможные зоны высадки, их много в России

Теоретически самые мощные ракеты-носители могут выпустить в цель заряд в тридцать мегатонн, который при попадании оставит на память о 1,5-километровой горе. Но все эти ракеты криогенные, то есть используют в качестве топлива сжиженный газ, а значит, требуют длительной подготовки к запуску. Также боеприпасы, используемые раз в миллион лет, вряд ли будут храниться на складах. Это означает, что сверхмощный фугас и специальная противоастероидная боевая часть с разгонным блоком, системами связи и наведения должны быть изготовлены в кратчайшие сроки.

Но что, если есть ошибка? Даже ближайший взрыв не принесет никакой пользы. Частичное испарение астероида создаст небольшую реактивную силу, но снаряд уже находится в гравитационном колодце Земли! Если скорость тела большая, то, вероятно, оно собьется с курса, зацепится за верхние слои атмосферы и уйдет. Если астероид будет «медленным», приближаясь к планете, катастрофы не избежать.

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Осколки взорвавшегося метеорита могут достичь Земли. Но даже дюжина кратеров будет меньшим злом, чем столкновение с глыбой, способной разбить земную кору (кадр из фильма «Армагеддон»)

И даже попав в астероид, боеголовка только раздавит его. Каменная масса превратится в сноп щебня, и бомбардировка Земли, прежде только вероятная, весьма вероятная, станет неизбежной. Мелкие осколки сгорят в атмосфере, но уцелеют многие сотни метров. Но камень, оставивший нам память об аризонском кратере, был всего пятьдесят метров в диаметре! После взрыва крупного астероида нужно будет, как говорят военные, «расстрелять» обломки. Так же, как когда вы промахиваетесь по маленькой цели.

Эта задача сложнее, чем накрыть нарушителя первым залпом. Во-первых, ракеты, приближающиеся к останкам астероида, могут погибнуть при столкновении с мелкими осколками. Во-вторых, скорость опасных осколков по-прежнему в несколько раз превышает скорость ракет. Поразить их можно только заранее рассчитав траекторию. Но на это не будет времени. До разрушения астероида ничего нельзя сказать о разлете его осколков. «Дострелы» должны будут выполнять ракетные базы, постоянно дежурящие на орбите и вооруженные носителями боеголовок относительно малой мощности.

Рудники на орбите

Защитите Землю от астероидов. Как предотвратить Армагеддон

Разработка системы планетарной защиты потребует огромных затрат. Однако вложения в СДР, как когда-то в «гонке вооружений», окупятся, ибо пойдут на создание новых технологий. Возможность изменять орбиты околоземных астероидов, а в будущем и еще более массивных тел, еще будет полезна человечеству. Но не прогонять космические мелочи, а запускать астероиды на орбиту Земли.

Астероиды обладают не только разрушительной силой. Это также тонны металла. Обыкновенный хондрит состоит на четверть из железа и может считаться очень богатым минералом. Зато есть цельнометаллические кузова! Да и комета, если ее вывести на околоземную орбиту, может служить «заправщиком» и снабжать космические аппараты метаном и водой на протяжении десятков лет. Захваченные «космические рифы» могут стать неисчерпаемым источником ресурсов для развития Солнечной системы.

* * *

Большинство технических проблем, затрудняющих создание метеорной защиты, преодолимы. Межпланетные станции уже обгоняли астероиды, совершая мягкую посадку. Доставить необходимое количество ЯВ к цели вполне реально. Одновременно поразить цель ракетами невозможно, но десятки транспортных средств могут мягко приземлиться на поверхность астероида, а затем одновременно взорвать заряды.

Сложнее будет решать политические и финансовые проблемы. Пока астероид не появится на горизонте, затраты на систему планетарной защиты кажутся неоправданными. И кто будет управлять системой, которая может служить оружием массового уничтожения? Эти вопросы сложнее, чем вычисление орбит.

Фонтан

Оцените статью
Добавить комментарий