Как остановить крупный астероид, если он движется прямо к Земле? Согласно новому исследованию китайских специалистов, наиболее эффективным решением может стать ядерный подрыв в заранее пробуренной полости внутри космического тела — при условии, что человечество получит достаточное время на подготовку миссии.
В Солнечной системе существуют миллионы астероидов, однако лишь ничтожная их часть потенциально может представлять опасность для нашей планеты. NASA и другие космические агентства постоянно наблюдают за небом и продолжают открывать новые околоземные объекты, но на сегодняшний день ни один из них не представляет непосредственной угрозы. Например, астероид Апофис, который ранее считался потенциально опасным во время сближения с Землёй в 2068 году, теперь окончательно исключен из списка объектов риска на обозримое будущее.
Тем не менее история знает немало случаев столкновения Земли с космическими телами. Даже относительно небольшой Челябинский метеороид, взорвавшийся над Россией в 2013 году, нанес значительный материальный ущерб ударной волной. Авторы новой работы напоминают, что астрономы регулярно фиксируют астероиды диаметром в десятки метров и более, пролетающие в непосредственной близости от нашей планеты.
Если предположить, что астероид диаметром более 100 метров уже находится на траектории столкновения с Землей, то традиционные способы защиты — например, кинетический удар или длительное отклонение орбиты за счет слабого внешнего воздействия — могут оказаться недостаточно эффективными. К такому выводу пришли авторы рецензируемой статьи, опубликованной в журнале Space: Science and Technology.
«Традиционные методы кинетического воздействия или долговременного изменения траектории обладают ограниченным энергетическим потенциалом и не способны обеспечить эффективное отклонение астероида при крайне ограниченном времени на подготовку», — отметили исследователи.
Хотя NASA уже продемонстрировало работоспособность метода кинетического удара в ходе миссии DART в 2022 году, когда удалось изменить орбиту небольшого спутника астероида Диморф, ученые подчеркивают, что тот эксперимент проводился в уникальных условиях и не гарантирует успеха при отражении реальной угрозы.
Исследовательская группа под руководством Сяовэя Вана из Китайской академии технологий ракет-носителей рассмотрела два возможных сценария применения ядерного заряда.
Первый предполагает сравнительно простую схему. Космический аппарат сталкивается с поверхностью астероида, образуя неглубокий кратер, после чего в нем подрывается ядерное устройство.
Второй вариант значительно сложнее. Сначала специальный пенетратор пробивает глубокую полость внутри астероида, а затем в нее доставляется и подрывается ядерный заряд. Такой способ получил название «предварительное заглубление с последующим подрывом».
Ученые смоделировали оба сценария, учитывая характеристики ракеты-носителя, скорость ударного аппарата и изменение скорости самого астероида после взрыва. Испытания проводились на виртуальной базе потенциально опасных астероидов при различных сроках предупреждения — от одного года до двадцати лет.
Расчеты показали, что при наличии достаточного времени наиболее результативным оказывается именно глубокий подземный подрыв.
«Метод предварительного заглубления позволяет самостоятельно выбрать оптимальную точку создания полости и выполнить взрыв внутри астероида, благодаря чему энергия передаётся объекту значительно эффективнее», — отмечают авторы исследования.
По их оценкам, такой способ способен полностью разрушить астероиды диаметром около 100 метров. Если же речь идет об объекте размером до одного километра, то внутренний ядерный взрыв сможет изменить его скорость примерно на один метр в секунду, чего при заблаговременном обнаружении достаточно, чтобы всего за два месяца сместить траекторию полёта и избежать столкновения с Землей.
Вариант с неглубоким кратером имеет лишь одно существенное преимущество — его можно реализовать быстрее. Однако у него есть серьезные недостатки: место удара выбирается практически случайно, энергия передается астероиду менее эффективно, а требования к прочности ядерного устройства и точности момента его подрыва становятся чрезвычайно высокими.
Авторы подчеркнули, что реальные операции по защите Земли потребуют учитывать множество дополнительных факторов. Большое значение имеет внутреннее строение астероида. Если он представляет собой так называемую «груду щебня» — совокупность слабо связанных между собой обломков, — то подход к его разрушению будет существенно отличаться от воздействия на монолитное каменное тело. Кроме того, необходимо заранее оценить, не станут ли образовавшиеся после взрыва фрагменты сами представлять опасность для Земли. Не менее сложной задачей остается безопасная доставка ядерного заряда в космос и его использование в рамках международного права. Эти вопросы подробно не рассматривались в опубликованном пресс-релизе, однако исследователи предложили рекомендации по выбору метода защиты.
Если времени остается совсем мало и необходимо срочно реагировать на угрозу столкновения особенно крупного астероида, предпочтение следует отдать более простой схеме с поверхностным подрывом. Если же объект обнаружен заранее и имеется несколько лет на подготовку миссии, наиболее эффективным решением станет глубокий ядерный подрыв внутри астероида.
По информации https://naked-science.ru/community/1200925
Обозрение "Terra & Comp".
