Как отвести астероидную опасность?

Столкновение Земли с астероидом – достаточно редкое явление. Тем не менее, наша планета за время своего существования не раз подвергалась таким ударам.

С падением на поверхность крупных космических тел связывают глобальные изменения климата и вымирание многих тысяч видов живых существ. Наблюдению за астероидами посвящено несколько международных и национальных программ.

Недавно Европейское космическое агентство (ESA) объявило о сборе новых научных идей в рамках исследовательского астероидного проекта AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment, в переводе «столкновение с астероидом и оценка отклонения».

В настоящее время выявлено более 150 астероидов, представляющих потенциальную опасность для Земли при движении по своим орбитам. Такие астероиды, попадая в сферу гравитационного воздействия той или иной планеты Солнечной системы, могут заметно и непредсказуемо изменять свои орбиты. При этом не исключена возможность их появления в непосредственной близости от Земли и столкновения с ней.

Последствия такой встречи во многом зависят от размеров малого небесного тела, траектории его подлета, условий входа в атмосферу Земли. В случае крупного астероида специалисты прогнозируют сценарии катастроф регионального или даже глобального масштаба.

Так как же отвести потенциальную опасность? В настоящее время известны и обсуждаются различные варианты противоастероидной защиты, в том числе и меры активного воздействия на опасный небесный объект с целью его разрушения или увода на безопасную пролетную траекторию относительно Земли. И здесь высказывается немало предложений. Некоторые из них сформулированы лишь на уровне идей, другие - подкреплены основательными расчетами.

Один из вариантов – это использование существующего военного ракетно-ядерного потенциала. Предлагаются различные способы разрушения либо отклонения астероида за счет импульса отдачи при проведении ядерного взрыва на его поверхности. Рассчитано, что ядерный взрыв на поверхности астероида вызывает образование кратера и импульс отдачи от продуктов выброса, в результате чего астероид переходит на другую орбиту. Предлагаются и варианты ударного неядерного воздействия с помощью модуля перехвата. Но эффективность здесь во многом зависит от массы модуля.

Еще один способ связан с активным уводом опасного тела в сторону за счет реактивных сил. Так, размещенный на поверхности небесного тела аппарат-перехватчик посредством включения двигательной установки большой или малой тяги может создать уводящий импульс для перевода небесного тела на безопасную для Земли траекторию (что, надо сказать, потребует немалого количества топлива).

Есть и другие идеи, например, обеспечить отклонение опасного тела за счет сил светового давления. Это, в принципе, можно сделать с помощью солнечного паруса, установленного на его поверхности, либо путем специального окрашивания поверхности астероида с целью увеличения его отражательной способности. Но в том и другом случае необходимо значительное время на проведение такого маневра.

Высказываются и другие предложения, связанные с разрушением или отклонением опасного небесного тела. В частности - за счет направленного высокоскоростного потока частиц, лазерного или сфокусированного солнечного излучения и др.

Что касается проекта AIDA, то в рамках этой миссии планируется запуск двух автономных космических аппаратов к бинарному астероиду. Из наиболее близких к Земле объектов для реализации проекта выбран небольшой астероид 65803 Didymos. Этот двойной астероид состоит из основного 600-метрового объекта и миниатюрного астероида-спутника значительно меньших размеров и массы, что как раз весьма удобно для планируемого космического эксперимента.

Предполагается, что от научного космического аппарата при сближении с астероидом Didymos (по предварительным планам это произойдет в конце 2022 года) будет выполнен отстрел пневмокапсулы DART (Double Asteroid Redirection Test – «эксперимент по перенаправлению двойного астероида», также «dart» - англ. «дротик», «стрела»), разработанной в лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса, США.

Капсула на скорости 6,25 км/с буквально возьмет астероид-сателлит на таран и внедрится в его внутренние слои. Оснащенная специальным сверхпрочным наконечником, пневмозарядом, камерой, сенсорными датчиками, она будет проводить анализ состава пород астероида 65803 Didymos, определять физические и химические характеристики вещества астероида.

В это время второй научный аппарат AIM (Asteroid Impact Monitor – «монитор столкновения с астероидом», также «aim» - англ. «прицел»), разработанный специалистами Европейского космического агентства, будет находиться в непосредственной близости от места столкновения капсулы и отслеживать ход эксперимента.

Основной задачей этого аппарата (его масса около 300 кг) станет проведение дистанционных исследований астероида 65803 Didymos. Аппарат AIM будет проводить непосредственные наблюдения за бинарным астероидом до и после столкновения, вести запись процесса ударного внедрения капсулы в грунт небесного тела. Предполагается также дать оценку изменения параметров движения астероида – его вращения и возможного отклонения траектории в результате столкновения с пневмокапсулой. Все полученные данные будут непосредственно передаваться с борта научного аппарата для обработки и анализа на Землю.

Впоследствии полученные научные и экспериментальные результаты миссии предполагается использовать при разработке систем противоастероидной защиты.

Иллюстрации c сайта ESA

1.Миссия AIDA – два аппарата к сдвоенному астероиду.
2.Аппарат AIM – разработка ESA.