Коли астероїд 2005 YU55 проїжджав поблизу Землі вчора, цей досить неспокійно поблизу прольотів багатьох людей цікавить, чи вдасться ми відвернути астероїд, який прямував до перетину із Землею на його орбіті.
Звичайно, по мірі стихійних лих удар астероїда на Землю був би вкрай поганим. Навіть відносно невеликі космічні скелі можуть витерти мільйони людей з обличчя планети, а для справді великих астероїдів - як той, що спричинив події Chicxulub 65 мільйонів років тому - навряд чи людство виживе. І все ж, за всієї їх спустошеності, астероїди дарують проблиск надії. Удар астероїдів можна запобігти, враховуючи, що ми маємо час з цим боротися.
"На сьогодні жоден відомий астероїд не рухається зіткненням із Землею", - сказав доктор Девід Моррісон з програми НАСА "Близький Земний об'єкт" (NEO) у доповіді, проведеній кілька років тому з опитування космічної охорони, яка шукає об'єкти, що проходять поблизу. «Опитування космічної охорони не очікує, що ми знайдемо жодного великого астероїда, який би нам безпосередньо загрожував. Якщо ж така скеля виявлена на ході зіткнення, ми передбачаємо, що ми застосуємо відповідну технологію для відхилення її до того, як вона потрапить. Впливи астероїдів - це єдина природна небезпека, яку ми, в принципі, можемо усунути повністю ».
Існує кілька різних способів змінити орбітальний шлях астероїда, але який найкращий спосіб зробити це?
По-перше, поговоримо трохи про те, з чим ми маємо справу. Близький об’єкт Землі - це астероїд або комета, орбіта якої потрапляє в околиці Землі - все, що орбітує в межах 195 мільйонів кілометрів (120 мільйонів миль) від орбітальної близькості від Землі. Деякі об'єкти подорожують з нами мільйони років, вплітаючись у наш орбітальний шлях. Врешті-решт, один із цих об’єктів у неправильний час опиниться у неправильному місці та вплине на Землю.
Астрономи скрізь усвідомлюють проблему, і існує кілька опитувань, щоб виявити та каталогізувати всі потенційні астероїди, що перетинають Землю, наприклад, опитування космічної охорони, які працюють над виявленням усіх астероїдів, розташованих поблизу Землі, діаметром більше 1 км. Скелі вище цього розміру мають потенціал покінчити з цивілізацією, як ми це знаємо, тому було б добре знати, чи рухається хтось із них.
Але об'єкти завдовжки 140 метрів завдадуть регіональних збитків і навіть загибелі мільйонів, якщо трапиться удари по великому місту. Ці менші породи теж є пріоритетом.
Станом на 03 листопада 2011 року виявлено 8 421 приземний об’єкт. Приблизно 830 таких НЕО є астероїдами діаметром приблизно 1 кілометр і більше. Крім того, 1262 цих НЕО були класифіковані як потенційно небезпечні астероїди, які мають потенціал здійснювати близькі підходи до Землі, з розміром, достатньо великим, щоб завдати значної регіональної шкоди у разі удару.
Крім того, нещодавні результати дослідження інфрачервоного обстеження NASA або космічного корабля WISE - який за допомогою інших опитувань допоміг знайти близько 90 відсотків найбільших навколоземних астероїдів - астрономи зараз вважають, що близько 19 500 астероїдів середнього розміру біля Землі там більшість цих астероїдів середнього розміру ще належить виявити. Це об'єкти завширшки від 100 до 1000 метрів (330 і 3 300 футів).
Астрономи працюють над створенням вичерпного списку кожної небезпечної космічної скелі там. Що робити, якщо є астероїд з нашим ім’ям? Яку дію ми можемо вжити, щоб досягти і знищити її або принаймні змінити її траєкторію від зіткнення із Землею?
Тут ми не говоримо про сценарій «Армагеддон» або «Глибокий вплив»; не можна зупинити астероїд, який вплине на нас за кілька місяців - ми не знаємо, як і не маємо технології. Але скажімо, що ми попереджаємо кілька десятиліть.
Як ми могли це зупинити?
Колишній космонавт Аполлона Расті Швейкарт неодноразово спілкувався з "Космічним журналом" і наголошує, що сьогодні існує технологія, необхідна для відволікання астероїда. "Тобто, нам не потрібно вступати у велику програму розвитку технологій, щоб відхилити більшість астероїдів, які могли б загрожувати ударом", - сказав він. "Однак, ця технологія не була складена в проекті системи і не була перевірена, не перевірена або продемонстрована, що вона може насправді відхиляти астероїд. Отже, нам потрібно протестувати все - протестуйте ту саму послідовність, яку ми б використали для кампанії, що відхиляється ».
Найкращим способом перевірити це було б, щоб НАСА чи, можливо, консорціум космічних агентств виконували фактичну місію для тестування всієї системи.
"Не з астероїдом, який загрожує ударом", - сказав Швейкарт, - але з астероїдом, який просто враховує власний бізнес, і ми маємо можливість показати, що можемо злегка змінити його орбіту контрольованим чином.
Швейкарт описав два типи «відхиляючих походів» для загрозливого астероїда: a кінетичний вплив грубо "підштовхне" астероїд на іншу орбіту (більшу версію того, що сталося з космічним кораблем "Глибокий удар") і гравітаційний трактор або космічний буксир повільно потягнув би за астероїд, щоб точно обрізати результат зміни курсу, використовуючи не більше ніж гравітаційне притягнення між двома тілами. Ці два способи складають повну кампанію відхилення, використовуючи існуючу технологію.
Які ще є варіанти?
Збийте це ядерними елементами
Кожна голлівудська історія, що стосується астероїдів, завжди включає упаковку ядерних боєголовок на борт космічного корабля, а потім виліт, щоб підірвати астероїд. Кабум! Проблема вирішена? Не зовсім. Наука в цих фільмах в кращому випадку вводить в оману, і, мабуть, просто неправильно.
Плюс, як наголошує Швейкарт, це, мабуть, дійсно погана ідея. Він вважає, що існує проблема створення багатьох менших і настільки ж смертоносних шматочків скелі, що підірвуть великий астероїд (а це може фактично збільшити його руйнівну силу). що ядерні вибухи - єдиний поточний, практичний засіб для боротьби з великими НЕО (діаметром більше 1 кілометра) або як резервна копія для менших, якщо інші методи не зможуть.
Є ще один законний вилов. Стаття IV Договір про принципи, що регулюють діяльність держав у галузі розвідки та використання космічного простору, включаючи Місяць та інші небесні тіла забороняє країнам використовувати ядерні ядра в космосі. Звичайні вибухові речовини дозволені, але вони просто не такі ефективні. Але Швейкарт побоюється, що НАСА може бути відкритою для маніпуляцій, щоб висувати поширення ядерної зброї на космосі під виглядом міжнародної "безпеки".
* Оновлення: Оскільки сказано, ще один план пом'якшення наслідків також включає ядерну зброю, і вона називається Ядерна абляція. Це призведе до детонування ядерної ядерної силою в безпосередній близькості від астероїда, а випромінювання випаровує її поверхню, створюючи вибухову тягу і зміну швидкості у відповідь.
У своєму звіті семінару NEO за 2007 рік Аналіз та оцінка програм NASA визначили, що такий підхід буде в 100 разів ефективнішим, ніж кінетичний удар.
Використовуйте сонячне вітрило
Для більш елегантної ідеї, а не для того, щоб підірвати її, фізик Грегорі Матлофф вивчив концепцію використання двотактного сонячного фотонного рушія, який використовує концентровану сонячну енергію. Одне з вітрил, велике парусне колекторне вітрило, постійно буде стикатися з сонцем і прямим відбиттям сонячного світла на менший рухливий другий вітрило, яке проміне зосереджене сонячне світло на поверхню астероїда. Теоретично, промінь би випаровував ділянку на поверхні, щоб створити аероструму з матеріалів, яка послужила б рушійною системою для зміни траєкторії NEO.
Зв’яжіть їх
Ще в 2009 році Девід Френч, кандидат доктора наук з аерокосмічної інженерії в Державному університеті Північної Кароліни, виникла ідея приєднати баласт до астероїда з тетером. Роблячи це, Француз пояснює: "Ви змінюєте центр маси об'єкта, ефективно змінюючи орбіту об'єкта і дозволяючи йому проходити повз Землю, а не впливати на нього".
Дзеркальні бджоли
Ще одна витончена техніка також використовує концентроване світло для м'якого переміщення астероїда. Цей проект, який фінансує Планетарне Товариство, називається «Дзеркальними бджолами». Для цього використовується багато маленьких космічних апаратів - кожен з яких має дзеркало - рояться навколо небезпечного астероїда. Космічний апарат міг точно нахиляти свої дзеркала, щоб сфокусувати сонячне світло на крихітному місці астероїда, випаровуючи гірські породи та метал та створюючи струменевий шматок надгрітих газів та сміття. В якості альтернативи, супутники могли містити потужні лазери, нагнітані сонячним світлом, а лазери можна використовувати для випаровування гірської породи. Астероїд став би паливом для власної ракети - і повільно астероїд перейшов би в нову траєкторію.
Лазери
Ще одна цікава техніка з університету Алабами в Хантсвілі передбачала б розміщення лазерної системи в космосі або на майбутній Місячній базі. Коли виявиться потенційний астероїд, що перетинає Землю, лазер націлить його на вогонь і стріляє протягом тривалого періоду часу. Невелика кількість матеріалу буде вибита з поверхні астероїда, що трохи відхилить його орбіту. Протягом тривалого періоду часу корекція курсу астероїду склала б, перетворивши прямий удар у близьку промах.
Пластикове обгортання
Одна надзвичайно винахідлива концепція передбачає використання супутника, щоб обмотати астероїд стрічками світловідбиваючого покриття Mylar. Покриття лише половини астероїда змінило б його поверхню від тьмяної до відбивної, можливо, достатньою для того, щоб сонячний тиск міг змінити траєкторію астероїда.
Масові водії
Ця ідея передбачає використання декількох ландшафтів для рандеву та приєднання до загрозливого астероїду, свердління на його поверхню та викидання невеликих кількостей астероїдного матеріалу далеко з великою швидкістю за допомогою масового водія (рейкової гармати або електромагнітного пускового пристрою). Ефект, застосований протягом декількох тижнів чи місяців, врешті-решт змінить геліоцентричну швидкість цільового астероїда і тим самим змінить його найближчий наближення до Землі.
Інші ідеї включають приєднання звичайного ракетного двигуна до астероїда; фарбувати астероїд, щоб зробити його темнішим або світлішим, щоб він поглинав і повторно випромінював більше або менше сонячного світла, впливаючи на його спину і зрештою на орбіту; і вівчарський іонний промінь.
Цивільна оборона (евакуація, укриття на місцях, забезпечення надзвичайної інфраструктури) є економічно ефективним заходом пом'якшення наслідків для врятування життя від найменших подій НЕО, а також буде необхідною частиною пом'якшення наслідків масштабних подій.
Ключ до відхилення небезпечного астероїда полягає в тому, щоб знайти їх рано, щоб можна було розробити план. Швейкарт заявив, що приймати рішення про те, як зменшити загрозу, коли космічна скала вже в дорозі, вже пізно, і що всі рішення, що буде зроблено, і як, потрібно приймати зараз. "Справжньою проблемою тут є налагодження міжнародної співпраці, тому ми можемо - узгоджено - вирішувати, що робити та діяти, поки не пізно", - сказав він. "Якщо ми зволікаємо з цим і сперечаємось з цього приводу, ми будемо сперечатися через те, де вже пізно, і ми приймемо удар".
Для отримання додаткової інформації читайте доповідь Міжнародної групи експертів космічних дослідників (під головуванням Швейкарта): Астероїдні загрози: заклик до глобальної реакції.
Звіт Національної ради досліджень: Захист планети Земля: обстеження навколоземних об єктів та стратегії зменшення небезпеки. Підсумковий звіт.
Фрейзер Каїн зробив величезний внесок у цю статтю.
