Ученые рассчитали, как взорвать несущийся к Земле опасный астероид

Падение на Землю крупного астероида — событие исключительно маловероятное, но потенциально грозит человечеству гибелью. Ученые рассмотрели гипотетическую ситуацию из фильма «Не смотрите наверх» и пришли к выводу, что если политики не будут игнорировать предупреждения астрономов, удар астероида вполне можно отразить существующими средствами.

У человечества уже есть возможность спастись от крупной кометы или астероида. Статью об этом опубликовали ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

В фильме «Не смотрите наверх» показано, как ученые обнаружили комету, которая врежется в Землю через полгода. Комета в диаметр около десятка километров, и потому ее падение грозит человечеству массовым вымиранием. В фильме политики отказываются воспринимать угрозу всерьез и не верят ученым, но сюжет вызвал дискуссии: а есть ли у современных людей технологии для защиты от таких комет?

Филип Любин, автор статьи с заголовком «Посмотрите наверх», опубликованной в репозитории Arxiv.org, считает, что такая возможность уже существует. «Мы доказываем, что человечество уже перешло порог развития, необходимый для того, чтобы избежать судьбы динозавров, – говорит он. – По нашим расчетам, ослабить угрозу можно даже имеющимися технологиями и уложившись в шестимесячное окно возможностей».

Несмотря на то, что падения таких астероидов на нашу планету происходят крайне редко, раз в сто миллионов лет, такое столкновение почти разрушит цивилизацию. Крупное тело десятикилометрового диаметра при падении на Землю со скоростью около 40 километров в секунду выделит энергию, эквивалентную взрыву 300 тератонн тротила, что в 40 раз превышает мощность всего ядерного арсенала человечества. «Столько же энергии выделило импактное событие, приведшее к мел-палеогеновому вымиранию 66 миллионов лет назад, – поясняют авторы. – Подобное событие, если его не предотвратить, поставит под угрозу само существование человечества».

Помимо того, что в огромном радиусе вокруг точки падения будет разрушено абсолютно все, у столкновения будут глобальные последствия. Выброшенная пыль затенит Землю, что вызовет глобальное похолодание, причем, как показало недавнее исследование, масштабы этих климатических изменений будут зависеть не только от размера астероида, но и от места его падения.

Ученые упоминают несколько способов отклонения астероида, но, в первую очередь, сосредоточили внимание на методах с применением взрывов, «распыления».

Исследователи пришли к выводу, что самый эффективный способ распылить астероид – применить небольшие атомные бомбы, установленные в проникающие ударные устройства. Этого должно хватить, особенно после того, как у человечества вновь появятся сверхтяжелые ракеты вроде SLS или Starship.

Эти взрывы не уничтожат астероид полностью, что вовсе невозможно для тела такого размера. Вместо этого, излучение ядерного взрыва испарит часть поверхности астероида и создаст реактивную тягу. Это изменит скорость и направление полета астероида, в результате чего он уйдет с траектории столкновения. По расчетам ученых, чтобы изменить на один метр в секунду скорость тела диаметром десять километров и плотностью 2,6 грамма на кубический сантиметр, потребуется суммарная мощность в пять мегатонн.

Вариантов применения такой технологии несколько. Самый простой и базовый способ предполагает использование атомных бомб в прочной проникающей оболочке. Для этого не годятся термоядерные заряды, используемые в межконтинентальных баллистических ракетах, поскольку такие устройства не рассчитаны на огромные перегрузки при столкновении. Дело в том, что и простые атомные, и термоядерные бомбы не взрываются от удара, для детонации им требуется специальный механизм, который должен пережить столкновение.

По мнению ученых, для атаки астероида пригодятся ядерные артиллерийские боеприпасы, которые как раз приспособлены к перегрузкам. Для отклонения десятикилометрового астероида потребуется 2500 снарядов, подобных американским 155-миллиметровым W82 мощностью две килотонны. В совокупности они будут весить около ста тонн, для запуска такого груза пригодится сверхтяжелая ракета, вроде SLS или Starship, причем в указанную массу не входят системы наведения и управления. Однако всего ядерного арсенала Земли не хватит для отклонения по такой технологии астероида больше 40 километров.

Подземный ядерный взрыв/кратер Lubin et al.

Эффективность атаки можно увеличить с помощью термоядерных боеприпасов, чья мощность измеряется мегатоннами.

Поскольку создание достаточно прочного заряда может быть невыполнимой задачей, ученые предлагают проделать в астероиде дыру и взрывать термоядерные бомбы внутри нее, до контакта с поверхностью.

Однако бурение астероида, как в фильме «Армагеддон» 1998 года, невозможно, поскольку для мягкой посадки на небесное тело потребуется погасить огромную встречную скорость. Вместо этого, как считают исследователи, дыру могут проделать обычные ядерные или кинетические снаряды (болванки), летящие впереди группы термоядерных боеприпасов. При атомном взрыве в глубине астероида с некой вероятностью образуются крупные осколки, также угрожающие Земле, но если их размер будет менее ста метров, их можно отклонить неядерными методами.

В целом, отмечают авторы исследования, основная проблема не в том, чтобы доставить необходимое количество бомб. В вакууме из поражающих факторов ядерного взрыва остается лишь излучение. Чтобы с его помощью сформировать реактивную струю из материи астероида, потребуется точный расчет и совершенные средства наведения и детонации. Сейчас NASA собирается протаранить один из околоземных астероидов аппаратом DART, чтобы провести натурные испытания противоастероидной защиты. Столкновение ожидается в октябре 2022 года.

Однако обнаружение угрозы даже за шесть месяцев может быть проблемой. В 2019 году мимо Земли пролетел астероид 2019 OK диаметром около ста метров, и ученые обнаружили его лишь за сутки до максимального сближения. Он пришел из «слепого пятна» астрономов, и исследователи считают, что такой сценарий является типичным из-за особенностей небесной механики.