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.

– На Землю ежедневно падают сотни тонн космической пыли. Так что в каком-то смысле столкновения происходят каждый день. Но, скажем, падение объекта с диаметром 100 метров, способное вызвать масштабное разрушение, происходит в среднем раз в 10 000 лет. Шанс, что это произойдёт именно в этом году, очень мал, но не равен нулю, – рассказал Metro Ричард Бинзель, профессор планетологии в Массачусетском технологическом институте (МИТ), США.

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".

– Было предложено много способов, как отклонить астероиды на встречном курсе с Землёй. Среди классических – кинетический ударный метод, ядерный взрыв и гравитационный трактор... Пока что учёные не пришли к единому мнению, какой из них лучше. Это зависит от размера астероида, его состава (металлический или каменный), а также запаса времени, – отмечает Оливье де Век, профессором аэронавтики, астронавтики и технических систем в МИТ.

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.

– Только отправив несколько миссий на разведку, мы можем сделать безопасный выбор и на самом деле не сделать всё ещё хуже. Карта принятия решений, которую мы разработали, подскажет принимающим решение лицам, лучше сразу отправить один ударный элемент или запустить сначала две или даже три миссии, – добавил Оливье де Век.

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.

– Самая большая ценность – это время на то, чтобы оценить любую конкретную угрозу и определить варианты. Вот почему так важно завершить масштабные космические исследования, чтобы мы знали, что там находится. Скорее всего, нас ждёт долгое безопасное "свободное от астероидов" будущее. А если нет, то чем скорее мы узнаем, тем лучше мы сможем справиться с этим, – заключил Бинзель.

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.