Kom ihåg att vi nyligen gjorde narr av rubrikerna att ett gäng asteroider som är fruktansvärt farliga för vår planet flyger mot oss! Skratt skratt, men om du seriöst gräver in i den här informationen, visar sig allt inte vara så rosigt som vi skulle vilja.
Ingen bestrider det faktum att en riktigt farlig asteroid kan ändra sin omloppsbana och börja hota jorden. Och vad ska jag göra? När allt kommer omkring kommer vi inte ens att märka det i tid. Här märktes ett block med en diameter på 620 meter bara 20 dagar före ankomst. Du märkte, och vad är nästa? Efter att ha läst alla möjliga alternativ får du dig själv att tänka att något otroligt fantastiskt som filmen "Asteroid" föreslås, men ingen har någon aning om hur länge, av vem och hur den kommer att implementeras. Vidare blir det värre. Få människor föreställer sig konsekvenserna av dessa förslag, för ingen har försökt någonting och alla arbetar med orden "troligen" och "kanske".
I verkligheten har vi ganska begränsade möjligheter, till exempel:
I teorin kan antimissila försvar (ABM) -system som A-135 / A-235-missiler som försvarade Moskva upptäcka och attackera en liten asteroid i en höjd av 850 kilometer. Några av dessa missiler har kärnvapen för transatmosfäriska områden. I teorin räcker till och med ett svagt stridsspår för att inleda förstörelsen av en kropp som Chelyabinsk eller Tunguska meteorit. Om den sönderdelas i fragment mindre än tio meter, kommer var och en av dem att brinna högt i atmosfären. Och den resulterande sprängvågen kommer inte ens att kunna slå ut fönstren i bostadshus.
Emellertid är det speciella med meteoroider och asteroider som faller till jorden från rymden att de flesta av dem rör sig i hastigheter på 17-74 kilometer per sekund. Detta är 2-9 gånger snabbare än A-135 / A-235 avlyssningsmissiler. Det är omöjligt att i förväg förutsäga banan för en asymmetrisk kropp och en oklar massa. Därför kan även de bästa anti-missilmissilerna från jordbor inte slå "Chelyabinsk" eller "Tungus". Dessutom är detta problem oundvikligt: kemikaliedrivna raketer kan fysiskt inte ge hastigheter på 70 kilometer per sekund eller högre. Dessutom är sannolikheten för att en asteroid faller exakt på Moskva minimal och andra stora städer i världen skyddas inte ens av ett sådant system. Allt detta gör standardmissilförsvarssystemet mycket ineffektivt för att hantera rymdhot.
Kroppar som är mindre än hundra meter i diameter är i allmänhet mycket svåra att upptäcka innan de börjar falla till jorden. De är små, vanligtvis i en mörk färg, vilket gör dem svåra att se mot bakgrunden av det svarta rymddjupet. Det fungerar inte att skicka ett rymdskepp till dem i förväg för att ändra sin bana. Om en sådan himmelkropp kan ses kommer det att göras i sista stund, när det nästan inte finns mer tid att reagera. Så, asteroiden i augusti (2016) märktes bara tjugo timmar före inflygningen. Det är uppenbart att han "siktar" mer exakt - och det skulle inte finnas något som hindrar den himmelska gästen. Slutsats: vi behöver några andra medel för "nära strid", som gör det möjligt att fånga upp mål många gånger snabbare än våra bästa ballistiska missiler.
Kampanjvideo:
Från och med 2016 kommer vi att kunna se de flesta kroppar med en diameter över 120 meter. Det var 2016 som det planerades att ta i bruk Mauna Loa-teleskopet på Hawaii. Det kommer att bli det andra i University of Hawaiis Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS). Men redan före introduktionen hade ATLAS redan sett sin första asteroid nära jorden med en diameter mindre än 150 meter.
Men även en tidigare upptäckt asteroid som är hundratals meter i storlek kan inte snabbt "distribueras" på ett sådant sätt att den undviker en kollision med jorden. Problemet här är att dess kinetiska energi är så hög att ett vanligt termonukleärt stridsspår helt enkelt inte kan ge en explosion vid kollision. En kontaktslag vid en kollisionshastighet på mer än 300 meter per sekund kommer fysiskt att krossa elementen i ett kärnvapenhuvud redan innan det har tid att explodera: trots allt tar mekanismerna som säkerställer explosionen tid att fungera. Dessutom, enligt beräkningarna från specialister från NASA, även om stridsspetsen på ett mirakulöst sätt exploderar (slår asteroiden "bakifrån", på en inhämtningskurs) kommer det knappast att förändra någonting. Ett objekt hundratals meter i diameter har en sådan krökning av ytan att mer än 90 procent av energin från en termonukleär explosion helt enkelt kommer att spridas ut i rymden,men kommer inte att gå till korrigeringen av asteroidens bana.
Det finns en metod för att övervinna asteroidkrökningsskydd och hastighetsskydd. Efter Chelyabinsk-kroppens fall presenterade NASA konceptet Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV). Detta är ett tandem-anti-asteroidsystem där huvudet är ett icke-kärnämne. När du korrigerar asteroidens omlopp kommer den att träffa den först och med en hastighet på cirka tio kilometer per sekund och lämnar en liten tratt. Det är i denna tratt som den andra delen av HAIV planeras att skickas - ett stridsspets med ett utbyte på 300 kiloton till två megaton. Exakt i det ögonblick när den andra delen av HAIV går in i tratten, men ännu inte har rört botten, kommer laddningen att detonera och huvuddelen av dess energi kommer att överföras till offrets asteroid.
Här är mer om apofys och när den kolliderar med jorden
Forskare från Tomsk State University arbetade nyligen med en liknande metod för att hantera medelstora asteroider på Skif superdator. De simulerade detonationen av en asteroid av Apophis-typ med ett kärnvapen i megaton. Samtidigt var det möjligt att ta reda på att det optimala ögonblicket för detonation kommer att vara det när asteroiden passerar på ett visst avstånd från planeten redan före den sista infarten till planeten. I det här fallet kommer det exploderade skräpet att fortsätta sin väg bort från jorden. Följaktligen kommer faran för en meteorregn från fragment av en himmelkropp att reduceras till noll. Och detta är viktigt: efter en kärnexplosion av den erforderliga (megaton) kraften kommer asteroidens skräp att bära mer strålningshot än Tjernobyl.
Vid första anblicken kommer HAIV eller dess analoger att stänga alla problem. Kroppar mindre än 300 meter bort efter ett sådant dubbelt slag faller i bitar. Endast ungefär en tusendel av deras massa kommer in i jordens atmosfär. Större kroppar, särskilt metallasteroider, ger inte upp så lätt. Men även i dem kommer avdunstning av materia från tratten att ge en betydande impuls, vilket väsentligt förändrar den ursprungliga banan. Enligt beräkningar borde ett sådant anti-asteroid "skott" kosta 0,5-1,5 miljarder dollar - rena bagateller, mindre än kostnaden för en rover eller B-2 bombplan.
Ett problem är att det är orimligt att förlita sig på ett vapen som aldrig har testats åtminstone på en testplats. Och NASA får för närvarande ungefär en fyrttion av USA: s militära utgifter årligen. Med en sådan blygsam ransonering är byrån helt enkelt inte i stånd att avsätta hundratals miljoner för att testa HAIV. Men även om sådana tester genomfördes, skulle det inte vara någon mening med dem. Samma ATLAS lovar att varna för medelstorleken på asteroiden om en månad, eller till och med ett par veckor. Det är omöjligt att bygga ett HAIV från grunden under en sådan tid, och att hålla det i beredskap är för dyrt för NASA: s blygsamma budget, enligt amerikansk standard.
Mänsklighetens utsikter i kampen mot stora asteroider - särskilt över en kilometer - ser mycket bättre ut vid första anblicken än vad gäller små och medelstora. Kilometerobjekt kan i de flesta fall ses i redan utplacerade teleskop, inklusive rymd. Naturligtvis inte alltid: 2009 upptäcktes asteroider nära jorden med en diameter på 2-3 kilometer. Det faktum att sådana upptäckter fortfarande äger rum betyder att sannolikheten för att plötsligt upptäcka en stor kropp som närmar sig vår planet är till och med på den nuvarande utvecklingen av astronomin. Det är dock helt uppenbart att det finns färre sådana föremål varje år och inom överskådlig framtid kanske de inte stannar alls.
Även vårt land, trots bristen på tilldelad statlig finansiering för sökandet efter asteroidhot, spelar en viktig roll för att spåra dem. År 2012 skapade gruppen Vladimir Lipunov från Moskva State University ett globalt nätverk av MASTER-robotteleskop som täckte både ett antal inhemska och utländska instrument. 2014 öppnade MASTER-nätverket UR116 med fyra hundra meter 2014, som potentiellt kan kollidera med vår planet inom överskådlig framtid.
Stora asteroider har dock sina egna obehagliga egenskaper. Antag att vi lärde oss att den sjuttio kilometer långa 55576 Amic med en potentiellt instabil bana är på väg mot jorden. Det är möjligt att "bearbeta" det med en tandem HAIV med ett termonukleärt stridsspets, men detta kommer att skapa onödiga risker. Vad händer om vi därigenom provocerar bort en av dess lösa delar av asteroiden? Dessutom har stora organ av detta slag satelliter - de själva är inte så små. En närliggande explosion kan framkalla en kraftig förändring i satellitens omlopp, vilket kan leda den störda kroppen var som helst - och till vår planet också.
Låt oss ge ett exempel. Det ovan nämnda MASTER-teleskopnätverket för ett och ett halvt år sedan upptäckte 2014 UR116 mindre än 13 miljoner kilometer från jorden. Hade han åkt mot planeten även med en måttlig hastighet på 17 kilometer per sekund - och på mindre än tio dagar, skulle deras vägar ha korsats. Med en rendezvoushastighet på 70 kilometer per sekund skulle det ha varit ett par dagar. Om en termonukleär explosion splittrar bort en serie skräp från en kropp på flera kilometer kan en av dem lätt glida bort från vår uppmärksamhet. Och när det dyker upp i teleskopets synfält några miljoner kilometer från oss blir det för sent att starta produktionen av en annan HAIV-avlyssnare.
Visst, med stora kroppar, där kollisionen är känd i förväg, kan du interagera säkrare och utan en explosion. Så, Yarkovsky-effekten förändrar ständigt banan för nästan alla asteroider och utan risk för deras dramatiska förstörelse eller förlust av satelliter. Effekten är att den del av asteroiden som värms upp av solen oundvikligen faller in i den oupplysta nattzonen under dess rotation. Där avger den värme till rymden genom infraröd strålning. De senare fotonerna ger en impuls till asteroiden i motsatt riktning.
Man tror att effekten är lätt att använda för att avleda stora "dinosaurie mördare" från en farlig väg att närma sig jorden. Det räcker att skicka en liten sond till asteroiden som bär en robot med en ballong med vit färg. Spraya det på en stor yta, du kan uppnå en kraftig förändring av Yarkovsky-effekten som verkar på kroppen. Således avger en vit yta till exempel fotoner mindre aktivt, vilket försvagar effektens kraft och ändrar riktningen för asteroidens rörelse.
Det kan tyckas att effekten i alla fall är för liten för att påverka någonting. Till exempel, för en asteroid Golevka med en massa på 210 miljoner ton är det ungefär 0,3 Newton. Vad kan en sådan "kraft" förändras i förhållande till en himmelsk kropp? Konstigt nog kommer effekten under många år att vara ganska allvarlig. Från 1991 till 2003 avvikde banan från Golevka från den beräknade med 15 kilometer på grund av den.
Det finns andra sätt att långsamt ta bort en stor kropp från en farlig bana. På asteroiden kan du installera ett solsegel från en film eller kasta ett kolfibernät över det (båda alternativen har utarbetats av NASA). I båda fallen kommer ljusstrålen från solens strålar på himmelkroppen att öka, vilket innebär att den gradvis kommer att röra sig i riktning från solen och undvika kollision med oss.
Att skicka en sond med färg, segel eller nät skulle innebära ett långväga rymduppdrag som skulle kosta mycket mer än att starta en tandem HAIV. Men det här alternativet är mycket säkrare: det kommer inte att skapa oförutsägbara förändringar i banan hos en avfyrad stor asteroid. Följaktligen kommer det inte att hota separationen av stora fragment från den, som kan falla till jorden i framtiden.
Det är lätt att se att ett sådant försvar mot en stor asteroid har sina svaga punkter. Idag har ingen en färdig raket med en robotmålare; det tar många år att förbereda den för flygning. Plus ibland bryts rymdprober. Om enheten "glitchar" på en avlägsen komet eller asteroid, som den japanska Hayabusa på Itokawa-asteroiden 2005, kanske det helt enkelt inte finns tid för ett andra försök att måla i kosmisk skala. Finns det inga mer tillförlitliga metoder som utesluter osäkra termonukleära bombningar och att inte alltid sända tillförlitliga sonder? Det finns, men de är återigen väldigt otroligt fantastiska och det är obegripligt när det går att förverkliga.
I västländer förvärras situationen av det faktum att ingen administration planerar rymdprogram i mer än några år. Alla är med rätta rädda för att den nya administrationen omedelbart kommer att stänga de dyra programmen från sina föregångare vid maktöverföringen. Så det är ingen mening att starta dem. I stater som Kina är allt formellt bättre. Planeringshorisonten där skjuts långt in i framtiden. I praktiken har de dock varken den tekniska (Kina) eller finansiella (Ryssland) kapaciteten för att distribuera tandemsystem som HAIV eller orbital lasersystem som DE-STAR.
Och hur är det med USA? Och förra året beslutade USA att självständigt skapa ett anti-meteoritförsvar. Självklart! De kommer att vara som "Captain America" för att försvara jorden från fienden själva! Som i Hollywood-filmer, minns du. Resultatet blir "zilch", men det viktigaste är att högt förklara dig själv.
Allt detta innebär att ovanstående projekt kommer att börja genomföras först efter en multi-megaton-explosion av en obemärkt kropp över ett tätbefolkat område. En sådan händelse - som i allmänhet kommer att hända förr eller senare - kommer definitivt att orsaka mänskliga dödsfall.
Först därefter kan vi med säkerhet vänta på politiska sanktioner för byggandet av anti-asteroidförsvarssystem både i väst och möjligen i Ryssland.
Tja, i nettoresultatet - om något är vi färdiga. Rätt?
