Попереджений, значить озброєний: як NASA планує збивати небезпечні астероїди

NASA оголосило про розробку нової системи планетарного захисту: вчені пропонують «збити» астероїд тараном, змінивши його траєкторію.

Небезпека з космосу — одна з головних загроз для людства: зіткнення з астероїдом діаметром 300 метрів порівнянно з вибухом атомної бомби.

Розмови про те, що Земля фактично беззахисна перед можливою астероїдної загрозою, піднімаються вже давно. Хтось говорить про те, що небезпека сильно перебільшена, адже тільки в 2016 році була зареєстрована перша за 200 років смерть людини від падіння метеорита, яку, втім, спростували в NASA, а хтось — що ми досі не можемо точно передбачити падіння небесних тіл на поверхню Землі. Підтвердження — знаменитий Челябінський метеорит, який наробив багато шуму і приніс величезні збитки. І ми не можемо не тільки пророкувати, але і тим більше запобігати, інформує Ukr.Media.

В рамках вирішення першої проблеми вчені вважають за необхідне вводити в експлуатацію нові обсерваторії — як космічні, так і наземні. Одним з прикладів може служити Мобільна астрономічна система телескопів-роботів (МАЙСТЕР), створена на базі Московського державного університету. Головна мета проекту — отримання актуальної інформації всього видимого неба протягом однієї ночі. Крім пошуку темної матерії, нових екзопланет і відкриття малих тіл Сонячної системи, дані допоможуть відслідковувати і потенційно небезпечні астероїди, що рухаються до планеті. У NASA також є свої обсерваторії, мета яких — виявлення потенційно небезпечних об'єктів для Землі. Одним з головних таких центрів вважається обсерваторія Аресібо (Arecibo), яка розташована в Пуерто-Ріко на висоті 497 метрів над рівнем моря і має один з найбільших у світі радіотелескопів, що використовують лише одну апертуру.

Разом з тим жоден із сучасних радарів не має достатньої потужності, щоб охопити настільки обширний простір навіть відносно близько до Землі і забезпечити повернення сигналу для виявлення невідомих навколоземних об'єктів. За допомогою оптичних телескопів легше виявити світло від Сонця, яке відображається об'єктом, а наземний радар може застосовуватися для більш точного відстеження і визначення орбіт об'єктів, виявлених цими телескопами, їхніх фізичних характеристик і динаміки тіла при наближенні до Землі.

Загроза Апофіса

Радарні спостереження можуть скорегувати наші дані про стан астероїда з декількох тисяч кілометрів, які забезпечуються оптичними спостереженнями, до декількох метрів. Ризик впливу, створюваний потенційно небезпечним астероїдом, можна відносно швидко вирішити за допомогою радіолокаційних спостережень, в той час як, користуючись лише оптичними спостереженнями, ми можемо не підозрювати про його стан багато років.

Саме так було у випадку з астероїдом (99942) Апофіс, який виявили в 2004 році. Спочатку передбачалося, що в квітні 2029-го він може зіткнутися з Землею, проте радіолокаційні спостереження, проведені обсерваторією Аресібо в 2005 році, практично виключили таку можливість. Після того як астероїд 9 січня 2013 року зблизився із Землею на відстань майже в 14,5 мільйона кілометрів, що менше десятої частини відстані до Сонця, вчені з'ясували, що обсяг і маса цього астероїда на 75 відсотків більші, ніж передбачалося.

Дослідження показують, що найкращий спосіб захиститися від астероїда, змінюючи його траєкторію, залежить від кожного конкретного сценарію. Вибір методу пом'якшення впливу залежить від орбіти об'єкта, його складу, відносної швидкості, а також від імовірності впливу і передбачуваного місця удару. Деякі навколоземні об'єкти можуть мати таку орбіту, з якої вельми непросто працювати, якщо не виявити їх за кілька десятиліть. Інші астероїди — по суті, скупчення дрібних уламків, з-за чого важко скоригувати їхню траєкторію, не знищивши їх. Деякі об'єкти занадто малі або крихкі щоб досягти поверхні Землі: як, наприклад, метеорит, що зруйнувався над Челябінськом у 2013 році. Вони вимагають швидше оперативного реагування на надзвичайні ситуації. Тому кожен конкретний випадок передбачає особливі заходи планетарного захисту.

Планетарний захист — термін, що використовується астрономами для опису всіх можливостей, необхідних для виявлення та попередження про ймовірні зіткнення астероїдів або комет з Землею, а потім для їхнього запобігання або пом'якшення наслідків. Необхідно точно охарактеризувати ці об'єкти, визначивши траєкторії їхньої орбіти, розмір, форму, масу, склад, динаміку обертання та інші параметри. Ці дані допоможуть фахівцям визначити ступінь небезпеки потенційного впливу.

Гра в дартс

З проектами активного впливу на потенційно небезпечні астероїди, які могли б заздалегідь мінімізувати збиток від удару, все трохи складніше. Пропонувалися різні ідеї: від відправки до астероїда компактного ядерного або традиційного хімічного заряду з метою його руйнування до використання гравітаційного буксиру і ракетних двигунів, здатних відхилити курс астероїда від Землі. Однак більшість цих задумів поки не пішли далі теоретичних розробок: ці проекти дуже дорогі і мають досить багато спірних моментів — аж до неврегульованості питання використання ядерних зарядів в космічному просторі. Однак у NASA придумали ще один спосіб активного впливу на загрозливий для Землі об'єкт.

Мова йде про космічну місію Double Asteroid Redirection Test (DART) — це перша реальна спроба активного впливу на астероїд. Мета — розробити способи захисту планети від ударів об'єктів з космосу. Проект створюється спільно з Лабораторією прикладної фізики Університету Джонса Хопкінса при підтримці центрів NASA: Лабораторії реактивного руху (JPL), Центру космічних польотів Годдарда (GSFC) і Космічного центру Джонсона (JSC).

«У нас є безліч наукових місій, націлених на розуміння минулого Сонячної системи і її формування. Проект з планетарного захисту ж відноситься до теперішньої Сонячної системи і наших найближчих безпосередніх планів та дій. Щоб здійснити задумане і фізично підкоригувати траєкторію об'єкта, потрібно багато часу в запасі. Ідея кінетичного тарана — звичайно, зовсім не те, що показано у фільмі «Армагеддон», де люди заметушилися в останній момент і врятували Землю. Нам потрібно буде подбати про це за 10 і навіть 20 років до удару: злегка штовхнути астероїд, щоб він спокійно пролетів повз і не зачепив планету», — пояснює планетолог Ненсі Чабот (Nancy Chabot) з Лабораторії прикладної фізики Університету Джонса Хопкінса.

Метою місії DART обрана подвійна система астероїдів, яка отримала ім'я (65803) Didymos, що з грецької перекладається як «близнюк». Didymos A розміром у 780 метрів, а його «молодший брат» Didymos B — всього 160 метрів. Він і стане головною метою місії. Систему Didymos ретельно вивчали з 2003 року: первинне тіло являє собою скелястий об'єкт S-типу, склад якого аналогічний складу багатьох астероїдів, а склад Didymos B поки не відомий. Сам подвійний астероїд не представляє небезпеки для Землі: у 2003-му він пролетів на відстані більше семи мільйонів кілометрів, а в наступний раз наблизиться до нашої планети в 2123 році. Проте ця місія допоможе вченим отримати важливу інформацію, яка в майбутньому буде безцінна для захисту від небезпечних об'єктів.

Збити і простежити

Підготовка до запуску космічного корабля DART почнеться в кінці грудня 2020 року і триватиме до травня 2021-го. Запуск планують провести у червні 2022 року, а на початку жовтня космічний таран зіткнеться з об'єктом на відстані 11 мільйонів кілометрів від Землі.

Передбачається, що DART використовує бортову автономну систему прицілювання, щоб націлитися на Didymos B, а потім встромитися в астероїд на швидкості шість кілометрів на секунду — це приблизно в дев'ять разів швидше кулі. Наземні обсерваторії зможуть зафіксувати цей вплив і зміну орбіти Didymos B, що дозволить вченим краще визначити можливості кінетичного впливу в якості стратегії пом'якшення астероїдів. Техніка кінетичного удару працює, змінюючи швидкість загрозливого астероїда на невелику частку від його загальної швидкості, але роблячи це задовго до передбаченого удару, щоб цей невеликий поштовх згодом підсумовувався з великим зміщенням траєкторії астероїда.

При цьому важливою частиною місії буде спостереження за астероїдом як до, так і після удару. Стежити за ним буде невеликий штучний супутник Light Italian Cubesat, який Італійське космічне агентство запустить одночасно з DART. Європейська місія Hera, в свою чергу, досягне подвійного астероїда до 2026-го і зафіксує розміри та особливості руйнування, які зробив DART.

Незважаючи на те, що Didymos не загрожує нашій планеті, людству важливо навчитися запобігати зіткненню з потенційно небезпечними космічними тілами, адже якщо ми плануємо і далі жити на Землі, дбаючи про клімат і збереження її ресурсів, то повинні подумати і про зовнішні загрози, які здатні миттєво поставити хрест на всьому живому.

джерело

Оставить ответ

Вы можете использовать эти HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>