Лазер может уберечь Землю от столкновения с астероидом

Исследователи из Университета Стратклайда (Шотландия) разрабатывают методику отклонения астероидов от расчётной траектории при помощи лазерного луча, меняющего их альбедо, а с ней и силу воздействия на них эффекта Ярковского. Похоже, этот подход может быть значительно надёжнее и эффективнее рассмотренных до сих пор теоретических моделей.

Мы уже писали о том, что американские исследователи намерены посыпать астероиды краской, чтобы воздействующее на них световое давление менялось, и они отклонялись от расчётной траектории в случае, если таковая ведёт их к Земле. Тема, прямо скажем, острая: орбиты астероидов всё время слегка меняются под действием уймы факторов, в том числе неизвестных нам (например, точное альбедо большинства астероидов остаётся загадкой). Поэтому мы не знаем, какой астероид в ближайшие десятилетия может угрожать планете.

Однако у технологии посыпания астероида краской есть проблема, и довольно существенная. Космические аппараты часто выходят из строя, так и не выполнив своей миссии, а длительность цикла отправки к астероиду зонда с краской и распылителем может не оставить человечеству времени для второй попытки. Между тем мы в состоянии создать средства, которые могут изменить отражательную способность опасного для Земли небесного тела более надёжно.

Как и лазер, сбивающий ракету, лазерная установка, отклоняющая астероиды, не обязательно должна нанести космическому объекту большие повреждения: достаточно разогреть точку контакта луча до такой степени, что поверхностный слой испарится, и само это испарение создаст импульс, отклоняющий тело от первоначальной траектории. Во-первых, при этом на астероид будет воздействовать реактивный импульс, противоположный направлению испарения грунта из точки контакта. Во-вторых, отражательная способность астероида после такого сеанса лазерного иглоукалывания (бывает и такое, да) однозначно станет другой, причём даже рассчитывать её не надо: любое изменение альбедо приведёт к изменению траектории полёта.

Д-р Массимилиано Базиль с факультета машиностроения и авиационно-космической техники Университета Стратклайда отмечает: «Наш подход рассчитан на небольшие КА, способные летать в плотных формациях по орбите вокруг астероида, чтобы обстреливать его лазерными импульсами с малых расстояний». Почему КА должно быть много? Для увеличения надёжности всей системы: даже если один из аппаратов выйдет из строя, другие закончат миссию. Масштабируемость тоже важна: модульные стандартные аппараты можно будет в бóльших количествах развёртывать против огромных астероидов и в меньших — против малых небесных тел. Самое главное: стандартный аппарат такого рода будет питаться от солнечных батарей и преобразовывать их энергию в энергию лазерного луча. Естественно, фотоэлементы одного зонда не смогут запитать мегаваттный лазер, а вот множество «пчёл» с лазером способны решить астероидную проблему. Близкое расстояние, по мнению исследователя, важно потому, что по мере испарения вещества с поверхности астероида лазерный луч будет рассеиваться в поднятой им же пыли. Точку прицеливания надо будет перенести, а сделать это с орбиты Земли значительно сложнее, поскольку будет непонятно, достаточно ли выросло рассеивание луча, чтобы начать перенос.

Использовавшийся в опытах 90-ваттный полупроводниковый лазер с водяным охлаждением даёт длительные импульсы, что позволяет подвергнуть фотоабляции значительные по толщине слои поверхности.

Эксперименты с 90-ваттным лазером, проведённые в лаборатории, показали, что фотоабляция действительно эффективна в вакууме, и при необходимости метод можно использовать для борьбы с астероидной опасностью. Сейчас учёные просчитывают эффективность применения аппаратов такого рода для уничтожения (путём сведения с орбиты) космического мусора, количество которого на низких околоземных орбитах стремительно растёт в последние годы.

Подготовлено по материалам Университета Стратклайда.

www