Якщо гігантський об’єкт схожий на те, що він зіткнеться на Землю, людство має кілька варіантів: забийте його космічним кораблем досить важким, щоб збити його з курсу, підірвати його ядерною зброєю, потягнути за собою тяжкий тягач або навіть повільно затримати його вниз, використовуючи концентровані сонячні промені.
Нам доведеться вирішити, чи спочатку відвідати його з місією розвідки, чи негайно розпочати повномасштабну атаку.
Це дуже багато рішень, які потрібно прийняти під екзистенційним примусом, саме тому команда дослідників MIT придумала керівництво, опубліковане в лютому в журналі Acta Astronautica, щоб допомогти майбутнім астероїдним дефлекторам.
У фільмах, що надходить астероїд, як правило, є надзвичайним потрясінням в останні хвилини: велика, смертельна скеля, що прямує прямо на Землю, як куля з темряви, лише кілька тижнів чи днів між її відкриттям та прогнозованим впливом. Це реальна загроза, згідно з презентацією Управління планетарної оборони НАСА в квітні 2019 року, в якій взяли участь жива наука. Але NASA вважає, що в ньому помічені більшість найбільших, смертоносних об'єктів, які мають навіть невеликі шанси нанести удар по Землі - так званих вбивць планети. (Звичайно, є, мабуть, багато менших скель - ще досить великих, щоб вбити цілі міста - які залишаються нерозкритими.)
Оскільки більшість великих об’єктів в околицях Землі вже пильно спостерігаються, ми, швидше за все, будемо мати багато попереджень, перш ніж вдарити по Землі. Астрономи спостерігають за цими космічними скелями, коли вони наближаються до Землі, щоб побачити, чи ймовірно, що вони перетнуться через одну зі своїх «замкових щілин». Кожен загрозливий Землі астероїд стає все ближче та далі від Землі в різних точках своєї орбіти навколо Сонця. І вздовж цього шляху, поблизу Землі, є замкові щілини. Ці замкові щілини - це регіони космосу, які йому доведеться пройти, щоб потрапити на курс зіткнення під час наступного наближення до нашої планети ...
"Ключова щілина - це як двері. Після того, як її відкриють, астероїд вплине на Землю незабаром з великою часткою ймовірності", Сун Вук Паек, провідний автор дослідження та інженер Samsung, який був аспірантом MIT, коли документ був написаний, йдеться у повідомленні.
Найпростіший час зупинити об'єкт від удару об Землю - це перш, ніж він потрапить в одну з цих замкових щілин, згідно з документом. Це дозволить перешкоджати об'єкту не потрапляти на шлях в першу чергу, коли врятувати Землю буде потрібно набагато більше ресурсів та енергії, і це спричинить набагато більший ризик.
Паєк та його співавтори викинули з рук більшість екзотичних схем відхилення астероїдів, залишивши лише ядерну детонацію та удари як серйозні варіанти. Вони також написали, що ядерна детонація є проблематичною, оскільки невідомо, яким чином буде вести себе астероїд після ядерного вибуху і тому, що політичні занепокоєння щодо ядерної зброї можуть спричинити проблеми для місії.
Зрештою, вони приземлилися на три варіанти місій, які можна було б розумно підготувати в найкоротші терміни, якби астероїд-вбивця планети був помічений у напрямку до замкової щілини:
- Місія "типу 0", коли на вхідний об'єкт обстріляли один важкий космічний корабель, спрямований на використання найкращої доступної інформації про склад та траєкторію об'єкта, щоб збити його з курсу.
- Місія "типу 1", коли спочатку запускається розвідник і збирає близькі дані про астероїд до запуску основного удару, щоб краще націлити постріл на максимальний ефект.
- Місія "типу 2", коли один маленький ударник запускається одночасно з розвідником, щоб трохи збити предмет з курсу. Потім вся інформація від розвідника та перший удар використовуються для тонкої настройки другого невеликого удару, який закінчує роботу.
Проблема місій "типу 0", як писали дослідники, полягає в тому, що телескопи на Землі можуть збирати лише грубу інформацію про вбивць планети, які все ще далекі, тьмяні, відносно невеликі об'єкти. Без точної інформації про масу, швидкість руху або фізичний склад об'єкта, місія ударника повинна буде покладатися на деякі неточні оцінки, і є більший ризик не змогти належним чином вибити вхідний об'єкт із його замкової щілини.
Місії типу 1, швидше за все, досягнуть успіху, писали дослідники, оскільки вони можуть визначити масу та швидкість вхідної породи набагато точніше. Але вони також забирають більше часу та ресурсів. Місії типу 2 ще краще, але потрібно ще більше часу та ресурсів, щоб розпочати роботу.
Дослідники розробили метод обчислення того, яка місія найкраще ґрунтується на двох чинниках: час між початком місії та датою досягнення планетою-вбивцею, а також труднощі, пов’язані з належним відволіканням конкретного вбивці планети.
Застосувавши ці обчислення до двох відомих астероїдів, що вбивають планету, у загальному сусідстві Землі, Апофіса та Бенну, дослідники придумали складний набір інструкцій щодо майбутніх астероїдних дефлекторів у випадку, якщо один із цих об’єктів почав прямувати до замкової щілини.
Зважаючи на достатньо часу, вони виявили, що місії типу 2 майже завжди були правильним способом відбити Бенну. Якщо часу було мало, швидка та брудна місія типу 0 - це шлях. Було лише кілька випадків, коли місії типу 1 мали сенс.
Апофіс був іншою, більш складною історією. Якщо часу було мало, місія типу 1 зазвичай була найкращим варіантом: швидко збирати дані, щоб правильно націлити вплив. Зважаючи на більше часу, місії типу 2 іноді були кращими, залежно від того, наскільки важко було відхилитися від її курсу. Не було жодних ситуацій, коли місія типу 0 мала сенс для Апофіса.
В обох випадках, якщо час надто скоротився, дослідники виявили, що жодна місія не буде успішною у відволіканні скелі.
Відмінності між гірськими породами знизилися до рівня невизначеності їх маси та швидкості, а також того, як їх внутрішні матеріали реагуватимуть на вплив.
Ці ж основні принципи можуть бути використані для вивчення інших потенційних вбивць планети, а майбутні дослідження можуть включати інші варіанти відхилення астероїдів, включаючи ядерну зброю, - написали дослідники. Чим складніший список варіантів, тим складніше стає розрахунок. Врешті-решт, вони писали, було б корисно навчити алгоритми машинного навчання приймати рішення на основі точних наявних даних у будь-якому сценарії убивства планети.
