Защита от астероидов. Три варианта

futuraptor
18-01-2016
Защита от астероидов. Три варианта
358

На Конференции Планетарной Защиты (Planetary Defense Conference) в апреле 2015 года, группа экспертов аэрокосмической отрасли предоставили вымышленный сценарий для поиска вариантов его решения:

Гипотетический астероид 2015 PDC, обнаружили 13 апреля 2015 года, он находится на линии столкновения с Землей. Размером от 150 до 450 метров в диаметре, астероид может врезаться в Землю в начале сентября 2022 года. Что нам делать?
Хотя сценарий и гипотетический, организаторы конференции пытались сделать его как можно более реалистичным, добавив в задачу множество неизвестных — таких, как размер астероида, из чего он, и где именно он может упасть на Землю.
На конференции участники исследовали стратегию «сталкивающихся космических аппаратов с астероидом», чтобы изменить его курс. Недавняя ]]>работа]]> представляет альтернативный способ избежать катастрофы, если эта ситуация воплотится в реальной жизни. Также НАСА сформировало планетарную тактическую группу против угроз из космоса -  «Координационное бюро планетарной защиты» (Planetary Defense Coordination Office (PDCO)).

Что делать, если астероид вышел на тропу войны

Во-первых, команда использовала имеющиеся данные для расчета, где и когда вымышленный астероид может ударить. Область высокого риска рисует полосу от Турции до Индии, в том числе по густонаселенным районам, таким, как Тегеран, Нью-Дели и Дакка.

 Область высокого риска рисует полосу от Турции до Индии, в том числе по густонаселенным районам, таким, как Тегеран, Нью-Дели и Дакка.

Был также небольшой шанс, что астероид упадет в середину океана без причинения особого ущерба. (Воздействие же удара недалеко от побережья, с другой стороны, может быть довольно катастрофическим.) Но ради этого исследования, предположили худшее: что мнимый астероид направился к одному из густонаселенных городских центров. Возникает следующий вопрос:

Защита Земли от астероидов. Как мы предотвратим убийство кучи народа?

Хотя все - от режиссера «Армагеддон » Майкла Бэя до НАСА - предложили взорвать астероид, идея эта спорная. «Договор по космосу»(Outer Space Treaty), технически, запрещает применение ядерного оружия в космосе. Кроме того, некоторые ученые считают, что шрапнель от взрыва астероида может вызвать потенциально столько же, если не больше вреда, чем сам астероид.

Моя позиция заключается в том, что ядерная бомбардировка должна быть использована только тогда, когда все другие варианты обречены на провал", говорит Клаудио Бомбарделли, исследователь из Технического университета Мадрида и ведущий автор публикации.

Вместо этого, команда Бомбарделли поддерживает идею отклонения с помощью "ионного пучка" — концепт, над которым их группа и другие работали на протяжении нескольких лет: подтолкнуть астероид к уходу с опасной траектории.

Как ионное отклонение работает

Бомбарделли и его коллеги разработали план стрельбы пучками ионов (заряженных частиц) в гипотетический астероид. Ионы движутся со скоростью около 110 тысяч километров в час, передавая свой импульс астероиду, когда они сталкиваются с ним, с каждым столкновением сбивая его на чуть-чуть с траектории.

"Это очень маленькая сила," говорит Бомбарделли ", и единственный способ чтобы она могла работать - это применять ее в течение очень долгого периода времени."  В статье команда предполагает, что гипотетический астероид весит около 20 миллионов тонн, и неуклонно применяя силу в вес клубники в течение примерно двух лет, они смогли изменить его курс на сотни километров. Ионный пучок может быть порожден космическим кораблем, который использует ионные двигатели, похожие на те, которые были установлены на космическом корабле Dawn, который недавно долетел до карликовой планеты Цереры в поясе астероидов.

Ионный двигатель

Первоначально, эти ионные двигатели будут вести космический корабль к астероиду. Потом, когда он доберется до него, он может повернуться, чтобы направить его ионный выхлоп на астероид. Таким образом, двигатели будут двойного назначения, что сокращает вес космического аппарата. Как и Dawn, этот космический корабль может испускать ионные пучки, используя электроэнергию от солнечных панелей для расщепления газа ксенона на ионы, которые выбрасываются потом из задней аппарата.

Команда рассчитывает, что космическому кораблю, отклоняющему астероиды, потребуется около 11 киловатт энергии, чтобы сделать свою работу, что вполне реализуемо, если посмотреть на тот же Dawn.

"Мы уверены, отклонение пучка ионов будет работать [в некоторых сценариях]," говорит Пол Чодас из программы Near Earth Object НАСА. Чодас был ключевым специалистом в разработке этого гипотетического сценария для конференции, но не участвовал в исследовании Бомбарделли.

«Даже можно разработать гораздо более мощный ионный космический корабль, чем тот, который описан в статье», говорит Чодас. Asteroid Redirect Mission от НАСА будет обладать 40 кВт ионным двигателем. Точное количество силы ионного пучка, которое может оказать влияние на астероид, еще не известно, проводятся дополнительные тестирования в вакуумной плазмокамере в German Space Agency. Пока все сходится.

Запуск и встреча

Исследователи запустили по сценарию свой корабль 28 мая 2017 года, и он прибыл к мнимому астероиду 30 сентября 2019 года. Осталось лишь три года, чтобы отразить астероид, и предполагая, что он оказался 270 метров в диаметре с плотностью среднего астероида (2 г / см3), у нас не осталось достаточно времени, чтобы оттолкнуть его достаточно далеко, чтобы он мог полностью обойти Землю. Поэтому следующий большой вопрос:

Куда падать?

В одном из наихудших сценариев, астероид движется к Нью-Дели, где проживает более 16 миллионов человек. Они рассчитывают, что за 22 месяца применения ионного пучка, астероид может быть отклонен в сельскую провинцию Пактика в Афганистане, уменьшая потери на два порядка, и практически исключает повреждение инфраструктуры Если же космический корабль имел бы только 15 месяцев, чтобы работать на астероиде, этого было бы достаточно только чтобы отправить его на провинцию Пенджаб в Пакистане.

Измененная траектория астероида к Нью-Дели

Политические вызовы стратегии, вероятно, будет более трудно преодолеть, чем научные проблемы. Честно ли для Индии, чтобы отвлечь астероид от Нью-Дели и отправить его на густонаселенные районы Пакистана или в пустыню Афганистана? Очевидно, что странам необходимо будет выработать соглашение, чтобы компенсировать ущерб странам и регионам, которые принимают удар.

Если астероид направится к Дакка, столице Бангладеш, вместо Дели, то исследователи подсчитали, что 13 месяцев ионного отклонения может перенаправить астероид к Мьянме, что уменьшит потери и повреждения инфраструктуры на два порядка.
И если астероид будет нацелен на Тегеран, то дело несколько упрощается, поскольку столица Ирана окружена пустыней. Всего лишь один или два месяца давления со стороны ионного пучка, и астероид может быть перенаправлен в пустыню для уменьшения потерь и ущерба в два порядка.

Другие варианты

Если у нас не много времени, то может так быть, что ударно кинетическое решение будет лучшим вариантом защиты Земли от астероидов. Согласно этой стратегии — надо столкнуть космический корабль с астероидом, чтобы изменить его курс. Поскольку эти космические аппараты являются относительно простыми, они могут быть построены быстрее и легче, чем космический корабль на ионных двигателях.

Тем не менее, один недостаток с методом кинетического удара есть - он может сдвинуть астероид только в одном направлении. Сам метод работает, замедляя астероид; ученые размещают космический корабль на пути астероида, и когда они сталкиваются, астероид замедляется. Из-за орбитальной механики, замедляя, мы делаем орбиту астероида меньше, что меняет место, на котором он будет пересекать орбиту Земли.
В сценарии с конференции, кинетический удар может двигать астероид только на запад, в то время как отклонение луча иона может двигать астероид в любом направлении. Это все-таки лучше, если большее из того, что мы можем сделать, это переместить астероид в район, где он навредит меньшему количеству людей.

Asteroid Redirect Mission от НАСА будет изучать третью стратегию перемещения астероидов: космический аппарат будет направлен на астероид, подбирать летающие вокруг валуны, и использовать свою повышенную массу как своего рода гравитационный луч притяжения, что должно понемногу сталкивать астероид с курса. Это еще один способ "медленного толчка", но данный способ не так прост, как метод отклонения пучками ионов.

Наконец, для очень больших и очень близких к Земле астероидов, есть еще один вариант:
Термоядерный взрыв — вариант, когда ничего не поможет», говорит Чодас. "Это сложный в прогнозировании вариант, но тем не менее очень ценный элемент в нашем арсенале. И мы всерьез обсуждали его на конференции. Мы считаем, что это могло бы быть эффективным для сценария, когда нет времени."
В конце концов, лучший способ отклонения астероида будет очень сильно зависеть от ситуации.

Взрыв астероида. Крайний случай

"Все будет меняться от случая к случаю", говорит Чодас, "в зависимости от времени обнаружения, орбиты астероида, и его размера."

futuraptor.com - интернет-журнал, публикующий новости науки и технологий,  об их влиянии на различные сферы жизни человека.

Человек построил вокруг себя собственный мир - мир в котором даже его творцу теперь непросто ориентироваться. Проявления технологий различно - это и IT, и робототехника, био- и генная инженерия, огромное культурологическое влияние - в музыке, кино, книгах, телевидение. Поток информации просто ошеломляет - достаточно лишь подписаться на десяток околонаучных твиттеров и новостная лента будет обновляться быстрее, чем вы ее сможете прочесть. Столько всего нового и так мало времени. Наша скромная миссия - предоставить на нашем сайте возможность прочесть самое интересное, а иногда и полезное, что может появиться в сети. Вместо множества источников - выберите один, наш сайт(у нас есть твиттер @futuraptorr, а также страницы в социальных сетях) и обеспечьте себя интересным чтением в минуты досуга. 

Современные достижения науки и техники, новые технологии, электроника, компьютеры, роботы, гаджеты, мобильные устройства, интересные разработки известных корпораций, средства коммуникаций, футуристические концепты, космические исследования, интересное и полезное в сети, изобретения - все это и многое другое в новостях и обзорах на этом сайте. А также о вещах смежных(скорее субъективно, нежели объективно). 

Мы всегда готовы поведать о чем-то новом, о том что на самом краю. И если у вас есть идея для нас, просто оставьте комментарий к статье. Мы всегда читаем комментарии. Или напишите нам на story@futuraptor.com

Остались вопросы? Отправьте форму на странице обратной связи

Новые статьи

Квадрокоптер Walkera Voyager 4 позволяет делать снимки с километра

Данная модель является одной из первых в потребительском сегменте, которая может быть укомплектована камерой с оптическим 16X зумом.

Walkera F210 3D – гоночный квадрокоптер для состязаний и не только

Сравнительно недорогой FPV-беспилотник с хорошей управляемостью и прочной конструкцией.