Космос. Различные небесные тела пролетают рядом с нашей планетой, а зачастую подходят очень близко в ней, что повышает вероятность столкновения. Можем ли мы что-нибудь сделать, чтобы избежать этого?
Группа учёных из Университета Кёртина в Австралии установила, что первое столкновение астероида с нашей планетой произошло около 2,2 млрд лет назад. Однако одним из самых смертоносных астероидов был тот, который упал около 66 млн лет назад на полуостров Юкатан, Мексика, уничтожив 75% живых существ, включая динозавров.
Специалисты по всему миру думали над тем, как можно отклонить траекторию движения астероида, чтобы предотвратить его столкновение с Землёй. И нет, лучше всего не посылать туда группу нефтяников и не сверлить поверхность, чтобы уничтожить астероид с помощью бомбы, как это было в фильме 1998 года "Армагеддон".
Рассмотрев различные вариантов и методы изменения траектории астероида, группа инженеров из МИТ выяснила, какой тип миссии будет наиболее успешным. Метод учитывает массу и импульс астероида, его близость к гравитационной замочной скважине (область пространства, в которой гравитация Земли меняет траекторию объектов), а также время, которое остаётся до неминуемого столкновения. По словам Сун Пэка, ведущего автора исследования, разработанная система принятия решений позволит спроектировать оптимальную миссию "по отклонению астероидов в условиях неопределенности с гарантиями вероятности успеха". При этом некоторые миссии подразумевают проведение определённых действий до запуска взрывных зарядов.
И хотя есть несколько факторов, которые могли бы определить успех подобной кампании, специалисты подчёркивают, что время – самое важное из них. А значит, необходимо продолжать изучать космос на предмет возможных угроз.
4 возможных способа изменить траекторию астероида
Ядерная бомба
Ядерный снаряд можно отправить как с Земли, так и из космоса. Он сдетонирует вблизи астероида таким образом, что ударная волны сможет отклонить астероид.
Кинетический удар
В данном случае в качестве тарана в сторону астероида направляется тяжёлый объект. Столкновение должно произойти в нужное время, под нужным углом и с определённой скоростью, чтобы сдвинуть небесное тело с траектории движения к Земле.
Гравитационный трактор
Если бы приближающийся астероид был обнаружен достаточно рано, то траекторию его движения можно изменить с помощью гравитационного тягоча. Аппарат должен будет долго лететь рядом с астероидом и медленно уводить его с пути Земли.
Покраска астероида
Более экзотический вариант – покрасить астероид облаком наночастиц. Например, изменить тёмный цвет астероида на светлый. Это вызовет эффект Ярковского – появление слабого реактивного импульса за счёт теплового излучения от нагревшейся днём и остывающей ночью поверхности астероида, что придаст астероиду дополнительное ускорение и изменит его траекторию.
Сун Пэк,
ведущий автор исследования отклонения астероидов и бывший аспирант Массачусетского технологического института
Расскажите о способах отклонить астероид?
– Было предложено несколько методов отвлечения астероидов от курса столкновения с Землей, таких как покраска астероидов, чтобы изменить их альбедо [отражательную способность поверхности – прим.ред.]. Это было подробно описано в моих работах ещё в 2012 и 2017 годах. Однако, это работает только в том случае, если есть достаточно времени до столкновения. Другие исследователи предложили новые методы, такие как гравитационный трактор, лазерная абляция и так далее. Все они также требуют много времени.
А как насчет атомной бомбы?
– Ядерная бомба – самый действенныц вариант, однако исход взрывного процесса довольно трудно предсказать, и именно поэтому я не рассматривал данный вариант. Тем не менее, это единственный эффективный вариант, если астероид уже прошёл гравитационную замочную скважину и осталось мало времени.
В вашем исследовании утверждается, что лучше отклонить астероид, прежде чем он пройдёт через гравитационную замочную скважину. Почему это так важно?
– Особо опасная ситуация возникает, когда дело касается астероидов, которые потенциально могут выйти на резонансную орбиту с Землей. Это как раз происходит, когда астероид проходит через так называемую замочную скважину – небольшую область в космосе, которую следует избегать. После прохождения этого рубежа, усилия, направленные на отклонение астероида, увеличиваются в разы. Именно поэтому было бы лучше заранее изменить траекторию астероида, особенно если вероятность успеха такой миссии не ставится под угрозу. В этом и состояла цель работы – добиться как гарантирования вероятности успеха, так и удержания усилий в пределах управляемого диапазона.
Расскажите о карте решений для определения категории миссии, которая будет наиболее успешной в отклонении астероида.
– По сути для того или иного астероида существует четыре альтернативных варианта:
1) категория 0: направить миссию с кинетическим ударным элементом (без миссии-предшественника).
2) категория 1: направить миссию-предвестника для дистанционного зондирования (например, аппарат "Хаябуса") с целью улучшения оценки массы, а затем уже отправить вторую миссию с точно настроенным ударным элементом.
3) категория 2: отправить миссию-предвестник как для дистанционного зондирования, так и для нанесения предварительного кинетического удара, затем направляем основную ударную миссию.
4) Ещё один вариант – ничего не делать и надеяться на лучшее. Эта альтернатива, как правило, является худшей и обычно возникает только тогда, когда запас времени до прохождения замочной скважины слишком мало, чтобы выполнить миссию любой категории. Карта дает вам распределение четырех вариантов в зависимости от уровня доверия и времени предупреждения (до 15 лет).
Каковы шансы, что астероид столкнётся с Землёй?
– Если верить NASA, это маловероятно. Апофис и Бенну относительно опасны, однако в ближайшие два столетия столкновений не предвидится.