• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15.01.2019
Редакция Naked Science
3 467

В девять раз быстрее пули: как NASA планирует сбивать опасные астероиды

3.7

Опасность из космоса — одна из главных угроз для человечества: столкновение с астероидом диаметром в 300 метров соизмеримо с взрывом атомной бомбы. В связи с этим NASA объявило о разработке новой системы планетарной защиты: ученые предлагают «сбить» астероид тараном, изменив его траекторию.

Уничтожение астероида
©Wikipedia

Предупрежден, значит вооружен

Разговоры о том, что Земля фактически беззащитна перед возможной астероидной угрозой, поднимаются уже давно. Кто-то говорит о том, что опасность сильно преувеличена, ведь только в 2016 году была зарегистрирована первая за 200 лет смерть человека от падения метеорита, которую, впрочем, опровергли в NASA, а кто-то — что мы до сих пор не можем точно предсказывать падение небесных тел на поверхность Земли. Подтверждение — знаменитый Челябинский метеорит, наделавший много шуму и принесший огромные убытки. И мы не можем не только предсказывать, но и тем более предотвращать.

В рамках решения первой проблемы ученые считают необходимым вводить в эксплуатацию новые обсерватории — как космические, так и наземные. Одним из примеров может служить Мобильная астрономическая система телескопов-роботов (МАСТЕР), созданная на базе Московского государственного университета. Главная цель проекта — получение актуальной информации всего видимого неба в течение одной ночи. Помимо поиска темной материи, новых экзопланет и открытия малых тел Солнечной системы, данные помогут отслеживать и потенциально опасные астероиды, движущиеся к планете. У NASA также есть свои обсерватории, цель которых — обнаружение потенциально опасных объектов для Земли. Одним из главных таких центров считается обсерватория Аресибо (Arecibo), расположенная в Пуэрто-Рико, на высоте 497 метров над уровнем моря, и имеющая один из крупнейших в мире радиотелескопов, использующих лишь одну апертуру. 

Вместе с тем ни один из современных радаров не имеет достаточной мощности, чтобы охватить столь обширное пространство даже относительно близко к Земле и обеспечить возвращение сигнала для обнаружения неизвестных околоземных объектов. С помощью оптических телескопов легче обнаружить свет от Солнца, который отражается объектом, а наземный радар может применяться для более точного отслеживания и определения орбит объектов, обнаруженных этими телескопами, их физических характеристик и динамики тела при приближении к Земле.

Радиотелескоп Аресибо / © NAIC Угроза Апофиса

Радарные наблюдения могут скорректировать наши данные о положении астероида с нескольких тысяч километров, обеспечиваемых оптическими наблюдениями, до нескольких метров. Риск воздействия, создаваемый потенциально опасным астероидом, можно относительно быстро разрешить с помощью радиолокационных наблюдений, в то время как, пользуясь лишь оптическими наблюдениями, мы можем не подозревать о его положении многие годы.

Именно так было в случае с астероидом (99942) Апофис, который обнаружили в 2004 году. Первоначально предполагалось, что в апреле 2029-го он может столкнуться с Землей, однако радиолокационные наблюдения, проведенные обсерваторией Аресибо в 2005 году, практически исключили такую ​​возможность. После того как астероид 9 января 2013 года сблизился с Землей на расстояние почти в 14,5 миллиона километров, что меньше десятой части расстояния до Солнца, ученые выяснили, что объем и масса этого астероида на 75 процентов больше, чем предполагалось.

Астероид Апофис почти не заметен на радарных снимках / © NASA

Исследования показывают, что лучший способ защититься от астероида, изменяя его траекторию, зависит от каждого конкретного сценария. Выбор метода смягчения воздействия зависит от орбиты объекта, его состава, относительной скорости, а также от вероятности воздействия и предполагаемого места удара. Некоторые околоземные объекты могут иметь такую орбиту, с которой весьма непросто работать, если не обнаружить их за несколько десятилетий. Другие астероиды — по сути, скопление мелких обломков, из-за чего трудно скорректировать их траекторию, не уничтожив их. Некоторые объекты слишком малы или хрупки, чтобы достичь поверхности Земли: как, например, метеорит, разрушившийся над Челябинском в 2013 году. Они требуют скорее оперативного реагирования на чрезвычайные ситуации. Поэтому каждый конкретный случай предполагает особые меры планетарной защиты.  

Робот-телескоп МАСТЕР на Канарских островах / © Владимир Липунов

Планетарная защита — термин, используемый астрономами для описания всех возможностей, необходимых для обнаружения и предупреждения о вероятных столкновениях астероидов или комет с Землей, а затем либо для их предотвращения, либо смягчения последствий. Необходимо точно охарактеризовать эти объекты, определив траектории их орбиты, размер, форму, массу, состав, динамику вращения и другие параметры. Эти данные помогут специалистам определить степень опасности потенциального воздействия.

Игра в дартс

С проектами активного воздействия на потенциально опасные астероиды, которые могли бы заранее минимизировать ущерб от их удара, все чуть сложнее. Предлагались разные идеи: от отправки к астероиду компактного ядерного или традиционного химического заряда с целью его разрушения до использования гравитационного буксира и ракетных двигателей, способных отклонить курс астероида от Земли. Однако большинство этих задумок пока не ушли дальше теоретических разработок: эти проекты слишком дорогостоящие и имеют довольно много спорных моментов — вплоть до неурегулированности вопроса использования ядерных зарядов в космическом пространстве. Однако в NASA придумали еще один способ активного воздействия на угрожающий Земле объект.

Схема космического аппарата DART. Камера DRACO (Didymos Reconnaissance & Asteroid Camera for OpNav) основана на инструменте визуализации высокого разрешения LORRI, которую использует аппарат New Horizons. На левом изображении также показана антенна радиальной линейной матрицы со свернутыми солнечными батареями, а на правом –более четкое изображение ионного двигателя NEXT-C / © NASA

Речь идет о космической миссии Double Asteroid Redirection Test (DART) — это первая реальная попытка активного воздействия на астероид. Цель — разработать способы защиты планеты от ударов объектов из космоса. Проект создается совместно с Лабораторией прикладной физики Университета Джонса Хопкинса при поддержке центров NASA: Лаборатории реактивного движения (JPL), Центра космических полетов Годдарда (GSFC) и Космического центра Джонсона (JSC).  

«У нас есть множество научных миссий, нацеленных на понимание прошлого Солнечной системы и ее формирования. Проект по планетарной защите же относится к настоящему Солнечной системы и нашим ближайшим непосредственным планам и действиям. Чтобы осуществить задуманное и физически подкорректировать траекторию объекта, потребуется много времени в запасе. Идея кинетического тарана — конечно, совсем не то, что показано в фильме «Армагеддон», где люди всполошились в последний момент и спасли Землю. Нам нужно будет позаботиться об этом за 10 и даже 20 лет до удара: слегка толкнуть астероид, чтобы он спокойно пролетел мимо и не задел планету», — объясняет планетолог Нэнси Чабот (Nancy Chabot) из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса.

Четырнадцать радиолокационных изображений Аресибо околоземного астероида (65803) Didymos и его спутника, сделанные 23, 24 и 26 ноября 2003 года. Данные фотометрической кривой света показывают, что Didymos является бинарной системой, и на радиолокационных изображениях отчетливо видно вторичное тело / © NASA

Целью миссии DART выбрана двойная система астероидов, которая получила имя (65803) Didymos, что с греческого переводится как «близнец». Didymos A размером в 780 метров, а его «младший брат» Didymos B — всего 160 метров. Он и станет главной целью миссии. Систему Didymos тщательно изучали с 2003 года: первичное тело представляет собой скалистый объект S-типа, состав которого аналогичен составу многих астероидов, а состав Didymos B пока не известен. Сам двойной астероид не представляет опасности для Земли: в 2003-м он пролетел на расстоянии более семи миллионов километров, а в следующий раз приблизится к нашей планете в 2123 году. Однако эта миссия поможет ученым получить важную информацию, которая в будущем будет бесценна для защиты от опасных объектов.

Сбить и проследить

Подготовка к запуску космического корабля DART начнется в конце декабря 2020 года и продлится до мая 2021-го. Запуск планируют провести в июне 2022 года, а в начале октября космический таран столкнется с объектом на расстоянии 11 миллионов километров от Земли.   Околоземный астероид (185851) 2000 DP107 во многом считается аналогом Didymos.

Предполагается, что DART использует бортовую автономную систему прицеливания, чтобы нацелиться на Didymos B, а затем вонзится в астероид на скорости шесть километров в секунду — это примерно в девять раз быстрее пули. Наземные обсерватории смогут зафиксировать это воздействие и изменение орбиты Didymos B, что позволит ученым лучше определить возможности кинетического воздействия в качестве стратегии смягчения астероидов. Техника кинетического удара работает, изменяя скорость угрожающего астероида на небольшую долю от его общей скорости, но делая это задолго до предсказанного удара, чтобы этот небольшой толчок со временем суммировался с большим смещением траектории астероида.

Схема миссии DART.
Большой и малый астероид имеет диаметр около 850 метров и 300 метров соответственно, а расстояние между ними – примерно 2,7 км / © NASA

При этом важной частью миссии будет наблюдение за астероидом как до, так и после удара. Следить за ним будет небольшой искусственный спутник Light Italian Cubesat, который Итальянское космическое агентство запустит одновременно с DART. Европейская миссия Hera, в свою очередь, достигнет двойного астероида к 2026-му и зафиксирует размеры и особенности разрушения, которые сделал DART.

Несмотря на то что Didymos не угрожает нашей планете, человечеству важно научиться предотвращать столкновения с потенциально опасными космическими телами, ведь если мы планируем и дальше жить на Земле, заботясь о климате и сохранности ее ресурсов, то должны подумать и о внешних угрозах, которые способны в одночасье поставить крест на всем живом.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
3 часа назад
Сергей Васильев

Несмотря на тусклое Солнце, атмосфера Юпитера раскаляется до сотен градусов благодаря не стихающим полярным сияниям. Волны аномальной жары быстро уносят тепло дальше к экватору.

10 часов назад
Анна Новиковская

У бумажных ос, как и у некоторых других общественных насекомых, есть рабочие особи и царица, чья единственная задача — принесение потомства. Если удалить царицу из гнезда, одна из оставшихся ос займет освободившееся место, но почему же тогда в присутствии царицы осы не «бунтуют» и не пытаются занять ее место? Ответ оказался удивительно простым.

2 часа назад
Анатолий Глянцев

Солнце несравнимо ближе к нам, чем любая другая звезда. До него всего восемь световых минут, тогда как до Проксимы Центавра — четыре с лишним световых года. Казалось бы, уж о Солнце-то мы должны знать все и даже больше. Однако не тут-то было. Naked Science рассказывает о загадках, которые все еще таит дневное светило.

23 сентября
Алиса Гаджиева

Ученые обнаружили, что древняя медная промышленность Израильского царства была организована так, что в итоге в ее центре не осталось ни растений, ни самой промышленности.

23 сентября
Анна Новиковская

За последние 50 лет на Аляске образовалось несколько новых термокарстовых озер, чья поверхность пузырится, выделяя в атмосферу метан — мощный парниковый газ. Поскольку такие озера образовались в результате таяния вечной мерзлоты, в ближайшем будущем их может стать еще больше.

23 сентября
Александр Березин

В инфопространство «утекло» нечто очень похожее на документ стратегического исследовательского центра RAND, адресованный в том числе ЦРУ. Автор этого документа утверждает, что конфликт на Украине полезен для Штатов, поскольку позволяет им «раздеть» своих экономических конкурентов — Германию и Францию, — попутно перекачав капитал из еврозоны в США. Действительно ли Вашингтону выгодны крупные финансово-экономические потери еврозоны, связанные с российско-украинским конфликтом? И если это так, то что это значит для России?

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

3 сентября
Алиса Гаджиева

В «Кратких сообщениях Института археологии» опубликована статья Михаила Казанского и Анны Мастыковой, в которой авторы обобщили все известное из самых разных источников (от позднеантичных авторов до материалов археологических раскопок) о народе акациры. В результате они не только узнали, где те жили во время Великого переселения народов, но и предположили, как это племя нашло общий язык с соседями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: