Физики предлагают новый способ защиты Земли от космических ударов

14.10.2024

Небольшие космические скитальцы регулярно падают на поверхность Земли. Крупные астероиды, пока что, огибали наш дом по широкой дуге, но ученые не перестают готовиться к развитию наихудшего сценария.

В феврале 2013 года наблюдатели всего мира обратили внимание на астероид 2012 DA14 — космический камень диаметром около 50 метров, который собирался пролететь ближе к Земле, чем спутники, осуществляющие передачу телевизионного сигнала.

Вряд ли они осознавали, готовясь к событию, которое случится раз в несколько десятилетий, что еще один кусок небесного мусора мчится к Земле более прямым курсом. 15 февраля 2013 года Челябинский метеор, астероид диаметром примерно 19 метров взорвался над городом Челябинск, Россия, когда он вошел в атмосферу Земли под небольшим углом. В результате взрыва были выбиты окна и повреждены здания, почти две тысячи человек пострадали, хотя, к счастью, никто не погиб.

Для ученых подобные инциденты подчеркивают важность надежной планетарной защиты — обнаружения, отслеживания, определения характеристик и, в конечном итоге, защиты от потенциально опасных астероидов и комет. Такие угрожающие городу события, как Челябинск, случаются редко, примерно раз в 50–100 лет, но они потенциально разрушительны. Самым последним из этих событий был Тунгусский метеорит, взрыв в воздухе над Восточной Сибирью в 1908 году, в результате которого были снесены леса на сотни квадратных миль. Еще более редкими, но тем не менее возможными являются объекты, угрожающие массовому вымиранию, такие как ударный элемент Чиксулуб, уничтоживший динозавров около 66 миллионов лет назад, или более недавний (12800 лет назад) взрыв в воздухе, который вызвал широкое возгорание и начало "ударной зимы", называемая младшим дриасом.

Тем не менее, нельзя сбрасывать со счетов возможность крупных объектов идет слишком близко к Земле в ближайшем будущем: Апофис, 370 метров в диаметре, это должен сделать близкий проход в пятницу 13-го апреля 2029 года, в то время как ожидается, что Бенну, диаметром 490 метров, совершит аналогичный проход в 2036 году. Хотя ученые не ожидают столкновения с Землей, даже относительно небольшие изменения их орбиты могут вызвать их попадание в гравитационные карманы, называемые "замочными скважинами", которые может направить их на более прямую траекторию к Земле.

Стратегии планетарной защиты перешли от исследования лучших методов понимания угроз к усилиям по отражению потенциальных опасностей и изменению их орбит, включая стратегию, разработанную группой физиков, которая предлагала использовать лазеры для отталкивания угрожающих объектов с пути Земли.

В двух статьях по теме окончательной планетарной защиты, представленных в журнале Advances in Space Research, сопровождаемых мнением, опубликованным в Scientific American, ученые излагают более проактивный метод борьбы с опасным внеземным космическим мусором. Проект называется PI, что ласково расшифровывается как P ulverize I t  (Стереть Его В Порошок).

Источник: Alexander Cohen.
Общая визуальная концепция работы системы.

Ключом к стратегии PI является развертывание множества стержней-пенетраторов, возможно заполненных взрывчаткой, уложенных на пути астероида, чтобы "разрезать и измельчить" угрожающий объект. Стержни-пенетраторы — диаметром около 10–30 см и длиной от 1,5 до 2 метров — фрагментируют астероид или ядро ​​кометы, когда оно врезается в них на экстремальной скорости.

Принципиально важно, что вместо отклонения объекта стратегия состоит в том, чтобы позволить Земле принять удар, сказали исследователи, но сначала разобрать астероид на более мелкие части, и позволить фрагментам войти в атмосферу Земли. Затем атмосфера может поглощать энергию и превращать оставшиеся фрагменты в пыль.

Поскольку исходный астероид теперь входит в атмосферу в виде большого распределенного облака мелких фрагментов, они пространственно и временно распределяют энергию удара, которая декоррелирует взрывные волны, создаваемые каждым фрагментом. Это значительно снижает опасность от катастрофической до более «фейерверк-шоу» со светом и звуком.

Предложенный метод выгодно отличается от иных предложений тем, что вся система может быть развернута с помощью ракеты-носителя, таких как SpaceX Falcon 9, непосредственно на пути надвигающегося астероида. По расчетам физиков, более мелкие цели, такие как Челябинский метеор, можно было перехватить всего за несколько минут до столкновения с помощью гораздо меньших пусковых установок, подобных перехватчикам межконтинентальных баллистических ракет, в то время как цели, представляющие более серьезную угрозу, такие как Апофис, могли быть перехвачены всего за 10 дней до удара. По словам исследователей, такое короткое время смягчения последствий является беспрецедентным.

По словам исследователей, другая часть программы заключается в рассмотрении упреждающего подхода к защите нашей планеты. При таком подходе ту же систему можно использовать для упреждающего устранения угрожающих объектов, таких как Апофис и Бенну, для защиты будущих поколений.

Теги: