Оригинальная система для измельчения астероидов может стать единственным шансом Земли в случае катастрофы

Взгляд на ночное небо может вызвать чувство удивления по поводу места человечества во Вселенной. Но это не все, что оно может вызвать.

Если вы знаете об астероидных ударах, подобных тому, который уничтожил динозавров, то даже мимолетный метеорит может сбить с толку ваше приятное чувство удивления.

А что если?

К счастью, для некоторых ученых и инженеров планетарная защита находится в центре внимания. Один из таких ученых - профессор Филипп Любин из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

Любин разрабатывает свою идею под названием PI-Terminal Defense for Humanity. PI означает Pulverize It, и Любин считает, что раздробить приближающийся ударный элемент на мелкие кусочки - наш лучший способ защитить себя от астероида в кратчайшие сроки.

Любин представил свою идею планетарной обороны PI на конференции "Планетарная оборона 2021". Его идея стала лауреатом первой фазы программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). NIAC направлена на продвижение и поддержку дальновидных идей, которые могут изменить будущие миссии НАСА.

В НАСА действует Координационный офис по планетарной обороне (PDCO), и идея Любина о планетарной обороне соответствует мандату этого офиса.

Угроза астероидного удара реальна. Массивный астероид, подобный тому, который уничтожил динозавров, погубит нашу цивилизацию. Мы сталкивались с более мелкими угрозами, такими как Тунгусское событие и Челябинский метеорит, но можем ли мы рассчитывать на удачу, чтобы избежать разрушительных ударов? Это было бы неразумно.

Пока что человечество избежало масштабных катастроф, которые постигли предыдущих жильцов, но рассчитывать на "удачу" - плохая стратегия в долгосрочной перспективе", - сказал Филипп Любин в 2021 году.

НАСА занято поиском и каталогизацией астероидов, представляющих угрозу для Земли. Но это только первый шаг. Мы должны разработать способы защиты Земли от катастрофического столкновения.

Большая часть размышлений о смягчении последствий столкновения с астероидами сосредоточена на длительных сроках. Если мы будем знать на месяцы или годы вперед, когда астероид столкнется с Землей, мы сможем послать кинетическую ударную установку, чтобы перенаправить астероид. При достаточном запасе времени даже небольшой кинетический импактор может перенаправить большой астероид в сторону от нас.

Но что, если времени мало? Что если мы узнаем об этом слишком поздно? Что, если мы запустили кинетический ударный механизм, но он промахнулся или как-то не сработал? Вот тут-то и может пригодиться идея ПИ Любина.

Основная идея PI заключается в том, чтобы раздробить астероид на более мелкие обломки, которые затем сгорят в атмосфере Земли.

В статье для NIAC от 18 февраля 2022 года Любин писал:

"В сценариях короткого перехвата, фрагменты астероида максимальным диаметром ~10 метров [около 33 футов] позволяют атмосфере Земли действовать как "свалка лучей", где фрагменты либо сгорают в атмосфере, либо разрываются в воздухе, при этом основной канал энергии идет в пространственно и временно некоррелированные ударные волны".

Идея PI заключается в разработке ударного устройства, которое будет не только кинетическим, но и взрывным. Ударное устройство будет оснащено проникающими стержнями для пробивания астероида. Некоторые стержни будут заполнены взрывчаткой, и в результате взрыва болид будет раздроблен на мелкие куски диаметром не более 15 метров.

Эти куски образуют облако обломков. В зависимости от размера болида, размера устройства и расстояния от Земли в момент взрыва, часть обломков может упасть на Землю. Но большая его часть будет уничтожена в результате трения о земную атмосферу.

"Эффективность подхода зависит от времени до перехвата и размера астероида, но позволяет эффективно защищаться от астероидов в классе диаметром несколько сотен метров и может практически устранить угрозу массового уничтожения, вызванную этими угрозами", - объясняет Любин.

По словам Лубина, система PI может находиться на орбите вокруг Земли или даже размещаться на лунной базе.

"По сравнению с другими сценариями снижения угроз, этот подход представляет собой чрезвычайно экономически эффективный, проверяемый и развертываемый подход с логичной дорожной картой разработки и тестирования. Предварительное развертывание системы на орбите или лунной базе позволяет при необходимости быстро реагировать на ситуацию в течение менее чем одного дня", - сказал Любин.

"Большое преимущество этого подхода заключается в том, что он позволяет осуществлять терминальную защиту в случае короткого времени предупреждения и смягчать расстояние до цели, когда орбитальное отклонение не представляется возможным", - сказал Любин. "Даже перехват на таком близком расстоянии, как Луна, с временем перехвата за несколько часов до столкновения, является жизнеспособным".

У Луны есть несколько неотъемлемых преимуществ. Во-первых, у нее нет атмосферы, поэтому в качестве базы для наблюдения за астероидной средой вблизи Земли она позволит "обнаружить приближающиеся астероиды с помощью дальнобойного оптического/ИК LIDAR". Луна также имеет меньшую скорость убегания, чем Земля, что упрощает и удешевляет запуск.

Запуск большого взрывного ударного устройства с Земли со временем также становится все более осуществимым. Тяжелые ракеты-носители, такие как Falcon Heavy компании SpaceX, Space Launch System НАСА и другие, предвещают новую эру мощных ракетных технологий.

Любин говорит, что системе PI нужно всего пять часов до столкновения, чтобы уничтожить астероид размером с объект Тунгусского события.

Этот объект, вероятно, был около 50 метров в диаметре и взорвался с силой около 10 мегатонн. Он повалил миллионы деревьев в отдаленной части Сибири. Если бы объект такого размера взорвался над одним из наших городов, это было бы разрушительно.

Челябинский метеор выбил стекла в зданиях и нанес травмы, а его диаметр составлял всего около 20 метров.

Эта система может также работать, когда речь идет о массивных астероидах, таких как Апофис. Апофис пройдет рядом с Землей в 2029 году, но не столкнется с ней. Однако если он пройдет через так называемую "гравитационную замочную скважину" во время пролета в 2029 году, его можно будет подтолкнуть настолько, что он сможет ударить Землю во время последующего пролета.

Диаметр Апофиса составляет около 370 метров, а его мощность - около четырех гигатонн. Любин заявил, что его система PI может успешно уничтожить астероиды размером с Апофис за 10 дней до столкновения.

Будет интересно посмотреть, как дальше Любин будет развивать свою идею защиты астероидов Pulverize It. НАСА запустило миссию Double Asteroid Redirection Test в ноябре 2021 года. DART направляется к двойной астероидной системе Дидимос и его меньшему спутнику Диморфосу, который вращается вокруг Дидимоса.

Диморфос не находится на траектории к Земле. DART является исключительно тестовой миссией, и столкновение с Диморфосом приведет к небольшому изменению траектории двойной астероидной системы. НАСА будет наблюдать за системой после столкновения, чтобы определить, была ли миссия успешной.

Но нет причин, по которым мы не можем разрабатывать несколько систем смягчения столкновения с астероидами параллельно. Возможно, это наиболее разумный путь.

По мере того, как мы будем все лучше и лучше находить все астероиды, угрожающие Земле, мы будем более подготовлены к перехвату астероидов с опережающим временем. Но ни одна система не является надежной.

Было бы разумно, если бы человечество разработало другую систему, которая могла бы быстро запускаться и применяться в кратчайшие сроки. Тогда мы сможем посмотреть на небо и расслабиться.