От «булыжников» 10-километрового размера у человечества нет защиты сейчас, и вряд ли она появится в ближайшие десятилетия . Но что, если «булыжник» будет поменьше, раз в тридцать хотя бы?

Фото №1 - Смерть на подлете — 2: технологии спасения

Кинетическое отклонение. Выстрел тяжелой болванкой. Простая доступная технология годится только для малых астероидов

Предположим, астрономы смогли увидеть опасный объект не за несколько месяцев, а пораньше. Чтобы предотвратить катастрофу, нужно к моменту встречи с планетой скорректировать его орбиту примерно на величину радиуса Земли — 6350 км.

Кинетическое отклонение

Если запустить в астероид тяжелую болванку (импактор), то удар повлияет на его скорость. Достаточно изменить скорость астероида всего на 3 см/с, чтобы через 10 лет отклонение достигло 10 000 км. Современная техника позволяет направить к астероиду импактор массой в несколько тонн и ударить со скоростью 10 км/с. Этого хватит, чтобы внести нужную поправку, при условии, что масса астероида не больше миллиона тонн, а размер не превышает 100 метров, да и то если вся энергия удара пойдет на коррекцию орбиты, что недостижимо.

Однако пока это единственный метод, опробованный на практике. Зонд «Дип Импакт» в 2005 году сбросил на ядро кометы Темпеля-1 импактор массой 370 кг. На скорости встречи 10 км/с произошел взрыв, эквивалентный пяти тоннам тротила. С кометы было выброшено 10 000 тонн вещества. На ней образовался кратер диаметром 100 м. На траекторию кометы эксперимент не повлиял — ядро ее слишком велико (7,6 х 4,9 км).

Новый подобный эксперимент AIDA запланирован на 2022 год. Импактор массой 300 кг со скоростью 6 км/с ударит по 150-метровой компоненте двойного астероида Дидим. Рядом будет находиться другой аппарат, фиксирующий изменения в движении двойной системы. Ожидаемая коррекция скорости астероида — 0,4 мм/с. В случае успеха можно будет сказать, что у нас есть технология отклонения небольших астероидов, если знать об угрозе за несколько десятилетий.

Ядерный взрыв

Фото №2 - Смерть на подлете — 2: технологии спасения
Ядерный взрыв. Поможет далеко не всегда. На поверхности астероида бесполезен, заряд нужно закладывать внутрь

Словосочетание «ядерный взрыв» ассоциируется у нас с небывалой разрушительной мощью. И это верно, но в земных условиях, ведь в космосе нет атмосферы, и потому не возникнет мощных ударных волн. Взрыв возле астероида лишь оплавит его поверхность, не изменив существенно траекторию.

Можно, однако, разрушить астероид ядерным взрывом изнутри. Но для закладки бомбы на астероиде надо вести буровые работы, а это пока находится далеко за пределами возможностей космонавтики. Кроме того, трудно предсказать, как будет разрушаться астероид. Если часть осколков продолжит двигаться по прежней траектории, можно вместо одной катастрофы получить несколько, хотя и меньшего масштаба.

Двигатели на поверхности

Фото №3 - Смерть на подлете — 2: технологии спасения
Двигатели на поверхности. Сложное решение. Двигатели можно ставить только на полюсах астероида

Альтернатива однократному сильному воздействию — длительное слабое. На поверхности астероида устанавливаются ионные двигатели, способные годами обеспечивать небольшую тягу. Современный двигатель с тягой 0,1 ньютона (10 грамм-силы), работая непрерывно в течение года, может ускорить стометровый астероид на 1 мм/с. Несколько таких двигателей, питаемых от атомного реактора, обеспечат нужную коррекцию орбиты. Правда, все астероиды вращаются, и поэтому ставить двигатели имеет смысл только на полюсах. Но если ось вращения направлена в неподходящую сторону, от этого метода придется отказаться. Ну и конечно, космонавтика пока не готова к решению подобной задачи.

Фото №4 - Смерть на подлете — 2: технологии спасения


Нажмите для увеличения

Гравитационный тягач. Удачное реализуемое решение. Двигатели устанавливаются не на сам  астероид, а рядом

Гравитационный тягач

В 2005 году астронавты Эдвард Лу и Стэнли Лав из космического центра NASA им. Джонсона развили идею с ионными двигателями. Они предложили связать их с астероидом не механически, а гравитационно. Для этого двигатели ставятся на тяжелом космическом аппарате, который зависает на небольшой высоте над астероидом. Астероид и аппарат притягиваются друг к другу, но ионные двигатели не дают аппарату упасть. И постепенно «падать», а точнее ускоряться в сторону аппарата, начинает астероид. Такое решение избавляет от необходимости монтажных работ на астероиде и снимает проблему с его вращением. Интересно, что ускорение связки «корабль — астероид» зависит только от массы аппарата и высоты, на которой он висит, но не от массы самого астероида. Просто чем массивнее астероид, тем мощнее нужны двигатели. Двадцатитонный гравитационный тягач может менять скорость 200-метрового астероида на 3-4 мм/с в год — вполне достаточно, чтобы за 10 лет убрать его с пути Земли. Для этого понадобится 10-20 ионных двигателей, что не проблема: они небольшие и на современных аппаратах их ставят по несколько штук.

Покраска

Фото №5 - Смерть на подлете — 2: технологии спасения
Покраска. Только краска, и никаких двигателей. Для крупных небесных тел этот метод не подходит

Этот оригинальный метод основан на использовании давления солнечного света. Именно за счет него разворачиваются от Солнца хвосты комет. Действует это давление и на астероиды. Если поверхность темная, свет поглощается и отдает ей свой импульс, а если светлая, то отражается и давит почти вдвое сильнее. Это значит, что, распылив на астероид краску, можно поменять действующую на него силу светового давления. Для 100-метрового астероида окраска примерно эквивалентна одному ионному двигателю, для 200-метрового — четырем двигателям. Но поскольку такой астероид в восемь раз массивнее, ускорение получается вдвое меньше. В общем, для крупных тел этот метод не годится, да и технологию окраски в космосе никто пока не опробовал. Кроме того, вектор давления только один (от Солнца), и изменить его невозможно.

Конус неопределенности

Наблюдения не позволяют определить орбиту астероида точно. Из-за погрешностей это не линия, а расширяющийся искривленный конус, внутри которого лежит реальная траектория. Если в будущем в этот конус попадает Земля, астероид классифицируется как опасный. Тогда подключаются большие телескопы и радары, которые уточняют орбиту и сужают конус неопределенности. Как правило, после этого тревога снимается.

Фото №6 - Смерть на подлете — 2: технологии спасения
Диаметр воронки: 70 км

По оценкам NASA , благодаря данным усилиям еще к 2011 году было обнаружено 93 % всех сближающихся с Землей астероидов крупнее 1 км. Опасных среди них не оказалось, а новые объекты обнаруживаются все реже. Зато астероидов размером от 100 метров каждый год открывается все больше. В 2005 году конгресс США поставил задачу выявить 90 % сближающихся с Землей объектов размером свыше 140 метров, то есть способных причинить катастрофический ущерб. Выполнить это задание должен строящийся в Чили Большой обзорный телескоп LSST диаметром 8 метров. Он будет снабжен цифровой фотокамерой с разрешением 3,2 гигапиксела, делающей по одному снимку каждые 20 секунд. Ввод телескопа в строй — 2022 год. Поставленную задачу он должен решить за 10 лет.

Фото №7 - Смерть на подлете — 2: технологии спасения
Диаметр воронки: 1,2 км

Однако этот телескоп не убережет нас от комет. За астероидами можно долго наблюдать и, зная день столкновения за десятки лет, подготовиться к нему. Многие кометы появляются непредсказуемо. Если неизвестная комета «целится» в Землю, мы узнаем об этом за несколько месяцев, в лучшем случае за пару лет. К тому же прогнозировать движение комет трудно, так как на них влияет отдача от испаряющихся газов. Конечно, можно попытаться взорвать ядро ядерными зарядами, но вряд ли результат окажется успешным. Останется лишь рассчитать место удара и эвакуировать людей в другое полушарие.

Фото: SPL / Legion-media (x5), Alamy / Legion-media, Diomedia

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 8, август 2015