Husk, vi gjorde for nylig latter med overskrifterne, at en flok asteroider, der er frygtelig farlige for vores planet, flyver mod os! Latter latter, men hvis du seriøst dykker ned i disse oplysninger, viser det sig at alt ikke er så rosenrødt som vi gerne vil.
Ingen bestrider det faktum, at en virkelig farlig asteroide kan ændre sin bane og begynde at true Jorden. Og hvad skal jeg gøre? Når alt kommer til alt, vil vi ikke engang bemærke det i tide. Her blev en blok med en diameter på 620 meter bemærket kun 20 dage før ankomst. Nå, bemærkede du, og hvad er det næste? Efter at have læst alle mulige muligheder får du dig selv i tankerne om, at noget utroligt fantastisk som filmen "Asteroid" bliver foreslået, men ingen har nogen idé om, hvor længe, af hvem og hvordan den vil blive implementeret. Yderligere bliver det værre. Få mennesker forestiller sig konsekvenserne af disse forslag, fordi ingen har prøvet noget, og alle arbejder med ordene "sandsynligvis" og "måske".
I virkeligheden har vi ret begrænsede muligheder, for eksempel:
I teorien kan anti-missilforsvarssystemer (ABM) såsom A-135 / A-235-missiler, der forsvarede Moskva, opdage og angribe en lille asteroide i en højde af 850 kilometer. Nogle af disse missiler har nukleare sprænghoveder til transatmosfæriske områder. I teorien er selv et svagt sprænghoved nok til at indlede ødelæggelsen af et legeme som Chelyabinsk eller Tunguska meteoritten. Hvis det opløses i fragmenter mindre end ti meter, vil hver af dem brænde højt i atmosfæren. Og den resulterende eksplosionsbølge vil ikke engang være i stand til at slå vinduerne ud i boliger.
Dog er det særegne ved meteoroider og asteroider, der falder til jorden fra rummet, at de fleste af dem bevæger sig med hastigheder på 17-74 kilometer i sekundet. Dette er 2-9 gange hurtigere end A-135 / A-235 interceptor missiler. Det er umuligt at forudsige nøjagtigt banen på et asymmetrisk legeme og en uklar masse på forhånd. Derfor er selv de bedste anti-missil missiler fra jordboere ikke i stand til at ramme "Chelyabinsk" eller "Tungus". Desuden er dette problem uundgåeligt: kemikaliedrevne raketter kan fysisk ikke levere hastigheder på 70 kilometer i sekundet eller højere. Derudover er sandsynligheden for, at en asteroide falder nøjagtigt på Moskva, minimal, og andre store byer i verden er ikke beskyttet selv af et sådant system. Alt dette gør standardmissilforsvarssystemet meget ineffektivt til at håndtere rumtrusler.
Kroppe mindre end hundrede meter i diameter er generelt meget vanskelige at få øje på, før de begynder at falde til jorden. De er små, normalt med en mørk farve, hvilket gør dem vanskelige at se på baggrund af den sorte dybde af rummet. Det fungerer ikke at sende et rumfartøj til dem på forhånd for at ændre deres bane. Hvis en sådan himmellegeme kan ses, vil det ske i sidste øjeblik, hvor der næsten ikke er tid tilbage til at reagere. Så, asteroiden i august (2016) blev bemærket kun tyve timer før tilgangen. Det er klart, at han "sigter" mere præcist - og der ville ikke være noget, der stoppede den himmelske gæst. Konklusion: Vi har brug for nogle andre midler til "tæt kamp", der gør det muligt at opfange mål mange gange hurtigere end vores bedste ballistiske missiler.
Salgsfremmende video:
Fra og med 2016 vil vi kunne se de fleste kroppe over 120 meter i diameter. Det var i 2016, at det var planlagt at tage Mauna Loa-teleskopet i brug i Hawaii. Det bliver det andet i University of Hawaiis Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS). Men allerede før introduktionen havde ATLAS allerede set sin første jord-asteroide med en diameter på mindre end 150 meter.
Selv en tidligere opdaget asteroide, der er hundreder af meter i størrelse, vil imidlertid ikke være i stand til hurtigt at "implementere" på en sådan måde, at den undgår kollision med Jorden. Problemet her er, at dets kinetiske energi er så høj, at et standard termonukleært sprænghoved simpelthen ikke kan give en eksplosion ved stød. En kontaktstrejke ved en kollisionshastighed på mere end 300 meter pr. Sekund vil fysisk knuse elementerne i et atomstridshoved, selv før det har tid til at eksplodere: når alt kommer til alt, tager mekanismerne, der sikrer eksplosionen, tid til at fungere. Derudover vil det ifølge beregningerne fra specialister fra NASA, selvom sprænghovedet mirakuløst eksploderer (rammer asteroiden "bagfra" på et indhentningsforløb) næppe ændre noget. Et objekt hundreder af meter i diameter har en sådan overfladekrumning, at mere end 90 procent af energien fra en termonuklear eksplosion simpelthen vil spredes ud i rummet,men vil ikke gå til korrektion af asteroidens bane.
Der er en metode til at overvinde asteroide krumningsbeskyttelse og hastighedsbeskyttelse. Efter Chelyabinsk-legemets fald præsenterede NASA konceptet med Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV). Dette er et tandem-anti-asteroidesystem, hvor hovedet er et ikke-nukleart blindemne. Ved korrigering af asteroidens bane rammer den først og med en hastighed på ca. ti kilometer i sekundet og efterlader en lille tragt. Det er i denne tragt, at den anden del af HAIV er planlagt til at blive sendt - et sprænghoved med et udbytte på 300 kiloton til to megaton. Præcis i det øjeblik, hvor den anden del af HAIV kommer ind i tragten, men endnu ikke har rørt ved dens bund, vil ladningen detonere, og hovedparten af dens energi overføres til offerets asteroide.
Her er mere om apofyse, og når den kolliderer med jorden
Forskere fra Tomsk State University har for nylig arbejdet på en lignende tilgang til at håndtere mellemstore asteroider på Skif supercomputeren. De simulerede detonationen af en asteroide af Apophis-typen med et atomatisk sprænghoved fra megaton. På samme tid var det muligt at finde ud af, at det optimale øjeblik for detonation vil være det, når asteroiden passerer i en vis afstand fra planeten, selv før den sidste tilgang til planeten. I dette tilfælde vil det eksploderede affald fortsætte sin vej væk fra Jorden. Følgelig vil faren for et meteorregn fra fragmenter fra en himmellegeme blive reduceret til nul. Og dette er vigtigt: Efter en nuklear eksplosion af den krævede (megaton) magt vil affaldet fra asteroiden bære mere strålingstrussel end Tjernobyl.
Ved første øjekast lukker HAIV eller dets analoger alle problemerne. Kroppe mindre end 300 meter væk efter et sådant dobbelt slag vil falde i stykker. Kun omkring en tusindedel af deres masse kommer ind i Jordens atmosfære. Større kroppe, især metalasteroider, giver ikke op så let. Men selv i dem vil fordampning af stof fra tragten give en betydelig impuls, der væsentligt ændrer den oprindelige bane. Ifølge beregninger skulle et sådant anti-asteroid "skud" koste 0,5-1,5 milliarder dollars - ren bagatel, mindre end prisen for en rover eller B-2 bombefly.
Et problem er, at det er urimeligt at stole på et våben, der aldrig er blevet testet i det mindste på et teststed. Og NASA modtager i øjeblikket cirka en fyrtreds af amerikanske militærudgifter årligt. Med en sådan beskeden rationering er agenturet simpelthen ikke i stand til at afsætte hundreder af millioner til test af HAIV. Men selv hvis sådanne tests blev udført, ville der være ringe mening fra dem. Den samme ATLAS lover at advare om den gennemsnitlige størrelse af asteroiden om en måned eller endda et par uger. Det er umuligt at opbygge HAIV fra bunden i en sådan tid, og det er for dyrt for NASAs beskedne budget at holde det på vagt efter amerikanske standarder.
Ved første øjekast ser udsigterne til menneskeheden i kampen mod store asteroider - især over en kilometer - meget bedre ud end i små og mellemstore. Kilometerobjekter kan i de fleste tilfælde ses i allerede anvendte teleskoper, herunder rum. Selvfølgelig ikke altid: i 2009 blev der opdaget asteroider i nærheden af jorden med en diameter på 2-3 kilometer. Det faktum, at sådanne opdagelser stadig finder sted, betyder, at sandsynligheden for pludselig at opdage en stor krop, der nærmer sig vores planet, er endda på det nuværende niveau for udvikling af astronomi. Det er dog ganske indlysende, at sådanne genstande falder hvert år, og i en overskuelig fremtid forbliver de muligvis slet ikke.
Selv vores land spiller trods manglen på allokeret statsfinansiering til at søge efter asteroide trusler en vigtig rolle i at spore dem. I 2012 oprettede gruppen af Vladimir Lipunov fra Moscow State University et globalt netværk af MASTER-robotteleskoper, der dækkede både en række indenlandske og udenlandske instrumenter. I 2014 åbnede MASTER-netværket UR116 med fire hundrede meter 2014, der potentielt er i stand til at kollidere med vores planet i overskuelig fremtid.
Store asteroider har dog deres egne ubehagelige egenskaber. Antag, at vi lærte, at 55 km 765 Amic med en potentielt ustabil bane er på vej mod Jorden. Det er muligt at "behandle" det med en tandem HAIV med et termonukleært sprænghoved, men dette vil skabe unødvendige risici. Hvad hvis vi dermed fremkalder tabet af en af dens løse dele af asteroiden? Derudover har store kroppe af denne art satellitter - de er selv ikke så små. En eksplosion i nærheden er i stand til at fremkalde en skarp ændring i satellitens bane, som kan føre den forstyrrede krop overalt - og til vores planet også.
Lad os give et eksempel. Det førnævnte MASTER-teleskopnetværk for halvandet år siden opdagede 2014 UR116 mindre end 13 millioner kilometer fra Jorden. Havde han på vej mod planeten selv med en moderat hastighed på 17 kilometer i sekundet - og på mindre end ti dage, ville deres stier have krydset. Med en rendezvoushastighed på 70 kilometer i sekundet ville det have været et spørgsmål om dage. Hvis en termonuklear eksplosion splinter af en række affald fra en krop på flere kilometer, kan en af dem let glide væk fra vores opmærksomhed. Og når det vises i teleskopets synsfelt et par millioner kilometer fra os, vil det være for sent at starte produktionen af en anden HAIV-opfanger.
Bestemt med store kroppe, hvis kollision med, som du kender på forhånd, kan du interagere mere sikkert og uden en eksplosion. Så Yarkovsky-effekten ændrer konstant kredsløb for næsten alle asteroider og uden fare for deres dramatiske ødelæggelse eller tab af satellitter. Effekten er, at den del af asteroiden, der opvarmes af solen, uundgåeligt falder i den uoplyste natzone under dens rotation. Der afgiver det varme til rummet gennem infrarød stråling. Fotoner af sidstnævnte giver en impuls til asteroiden i den modsatte retning.
Det antages, at effekten er let at bruge til at aflede store "dinosaurmordere" fra en farlig bane til tilgang til Jorden. Det er nok at sende en lille sonde til asteroiden med en robot med en ballon af hvid maling. Sprøjtning på en stor overflade, kan du opnå en skarp ændring i Yarkovsky-effekten, der virker på kroppen. Således udsender en hvid overflade for eksempel fotoner mindre aktivt, hvilket svækker effekten af effekten og ændrer retningen af asteroidens bevægelse.
Det kan synes, at effekten under alle omstændigheder er for lille til at påvirke noget. For eksempel er det for en asteroide Golevka med en masse på 210 millioner tons cirka 0,3 Newton. Hvad kan en sådan "kraft" ændre sig i forhold til et himmellegeme? Mærkeligt nok vil effekten i mange år være ret alvorlig. Fra 1991 til 2003 afviger Golevkas bane fra den beregnede med 15 kilometer på grund af det.
Der er andre måder at langsomt fjerne en stor krop fra en farlig bane. På asteroiden kan du installere et solsejl fra en film eller kaste et kulfibernet over det (begge muligheder blev udarbejdet af NASA). I begge tilfælde vil lysstrålen fra solens stråler på himmellegemet stige, hvilket betyder, at den gradvist bevæger sig i retning fra solen og undgår kollision med os.
At sende en sonde med maling, sejl eller net ville betyde en langtrækkende rummission, der ville koste langt mere end at lancere en tandem HAIV. Men denne mulighed er meget sikrere: den vil ikke skabe uforudsigelige ændringer i kredsløb om en fyret stor asteroide. Følgelig vil det ikke true adskillelsen af store fragmenter fra den, der er i stand til at falde til jorden i fremtiden.
Det er let at se, at et sådant forsvar mod en stor asteroide har sine svage punkter. I dag har ingen en færdig raket med en robotmaler; det vil tage mange år at forberede den til flyvning. Derudover går der undertiden pladsføler. Hvis enheden "glitches" på en fjern komet eller asteroide, som den japanske Hayabusa på Itokawa asteroiden i 2005, er der muligvis simpelthen ikke tid tilbage til et andet forsøg på at male på en kosmisk skala. Er der ikke mere pålidelige metoder, der udelukker usikker termonuklear bombardement og afsendelse af ikke altid pålidelige sonder? Der er, men de er igen meget utrolige fantastiske, og det er uforståeligt, når det kan realiseres.
I vestlige lande forværres situationen af, at ingen administration planlægger rumprogrammer i mere end et par år. Alle er med rette bange for, at den nye administration ved overførsel af magt straks vil lukke de dyre programmer fra sine forgængere. Så der er ingen mening i at starte dem. I stater som Kina er alt formelt bedre. Planlægningshorisonten skubbes langt ind i fremtiden der. I praksis har de imidlertid hverken teknologiske (økonomiske) eller økonomiske (Rusland) muligheder for at implementere tandemsystemer som HAIV eller orbitale laserarrays som DE-STAR.
Og hvad med USA? Og sidste år besluttede USA at uafhængigt oprette et antimeteoritforsvar. Jamen selvfølgelig! De vil være som "Captain America" for at forsvare jorden fra fjenden selv! Nå, som i Hollywood-film, husker du. Resultatet bliver "zilch", men det vigtigste er at højlydt erklære dig selv.
Alt dette betyder, at de ovennævnte projekter kun begynder deres implementering efter en multi-megaton eksplosion af en ubemærket krop over et tætbefolket område. En sådan begivenhed - som generelt skal ske før eller senere - vil helt sikkert medføre menneskelige tab.
Først derefter kan vi med tillid afvente politiske sanktioner for opførelsen af anti-asteroide forsvarssystemer både i Vesten og muligvis i Rusland.
Nå, i nettoresultatet - hvis noget, er vi færdige. Ret?