Об опасности астероидов, сближающихся с Землей, и о проектах по борьбе с этой угрозой рассказал ИА Красная Весна ведущий конструктор ракетно-космической техники Андрей Кузьмин.
Андрей Кузмин работал в отделе перспективных компоновок в ОКБ «Салют», ГКНПЦ им. М. В. Хруничева в Москве, где занимался научно-исследовательскими работами в области предстоящих космических пилотируемых миссий в космосе, в том числе и полетов на Луну. Он занимался обеспечением безопасности полетов и защитой космического корабля от опасных явлений в космосе: от радиации, от астероидно-кометной опасности и других опасных факторов в космическом полете.
ИА Красная Весна: В последнее время ученые всего мира все больше и больше озабочены возможной угрозой падения на Землю опасных астероидов. Почему ученые только сейчас стали уделять такое внимание этой проблеме?
Андрей Кузьмин: Астрономы не одно столетие наблюдают в телескопы астероиды. Созданы несколько наблюдательных систем объединенных телескопов для астероидов. Эти телескопы направлены с двух точек наблюдения на одну точку пространства, на ту, в которой летит опасный астероид. На основе статистических данных рассчитали, что вероятность удара гектометрового астероида (диаметром около 100 метров) в Землю — не более 1 раз в 100 лет.
Сравнительно недавно NASA заявляло, что они нашли уже больше 90% астероидов размером с километр и наблюдают за их полетами, а значит, беспокоится незачем! Но в последнее время вблизи Земли пролетели несколько сравнительно крупных и опасных астероидов, что нарушило все расчеты астрономов.
Метеорит, упавший в Челябинске в 2013 году и пролетавший на очень близкой дистанции к Земле астероид 2012 DA14 утвердили ученых в мысли о неправильности оценок астероидно-кометной безопасности. И сейчас уже появилась информация в интернете, что нужно ждать удара астероида в Землю 1 раз в 25 лет.
ИА Красная Весна: С чем связана сложность определения траектории астероида? Как можно понять, опасен ли астероид для Земли или нет?
Андрей Кузьмин: Засветка от Солнца при преломлении солнечных лучей в атмосфере Земли мешает обнаружению опасных астероидов. Кроме того, из-за сравнительно маленького размера Земли орбиты приближающихся астероидов не могут быть вычислены точно, а только в некотором приближении, формируя так называемую «трубку траекторий сближения с Землей».
Поэтому нужно выводить в космос на разнесенные орбиты телескопы, которые будут работать в инфракрасном диапазоне (грубо говоря, это излучение тепла, которое излучается астероидом при освещении Солнцем), так как отражательная способность астероидов, сближающихся с Землей, в видимом спектре мала. Перспективно смотрятся и проекты размещения таких телескопов на поверхности Луны в зоне «вечного затенения», в кратерах на полюсах Луны.
Например, в корпорации «Роскосмос» планируется создание Российской научной базы, которая будет возведена вблизи южного полюса естественного спутника Земли. На научной лунной базе планируется разместить аппаратуру для изучения дальнего космоса и специальные телескопы для отслеживания угрожающих столкновением с Землей астероидов и комет.
Эти телескопы, вместе со спутниками, находящимися в точках либрации системы Солнце — Земля, потом войдут в глобальную систему мониторинга астероидно-кометной опасности, которая будет наблюдать за потенциально опасными объектами на фоне Солнца и в глубине космоса.
На ней будет размещаться аппаратура для изучения дальнего космоса, в том числе специальные телескопы, которые смогут отслеживать потенциально опасные для землян астероиды и кометы. Это позволит увеличить эффективность системы обнаружения опасных для планеты астероидов и комет. Данная технология обнаружения астероидов сможет гарантировать безопасность жителей Земли, поскольку полученная информация с телескопов не будет искажена атмосферой планеты.
Стоит заметить, что ранее в Роскосмосе заявили о разработке новой подпрограммы для изменения траектории астероидов и комет. Возможно, данные проекты будут работать в паре, что значительно повысит их эффективность, заявил исполнительный директор госкорпорации «Роскосмос» по перспективным проектам и науке Александр Блошенко.
ИА Красная Весна: Что такое астероидно-кометная опастность?
Андрей Кузьмин: Астероидно-кометная опасность — это научный термин опасного фактора космического пространства, который складывается из наблюдений и оценки опасности приближающихся к Земле астероидов и комет. Из-за поглощения атмосферой Земли света от астероида и ограниченности определения точности орбиты астероида, приближающегося к Земле, астрономы не могут сказать определенно: врежется какой-либо астероид в Землю или пролетит мимо.
Ученые рассчитывают только вероятность падения какого-либо астероида. А вероятность — это неопределенная величина. На самом деле постоянно идет пополнение опасных астероидов из-за гравитационных воздействий планет и взаимосоударений в Главном астероидном поясе.
Также постоянно обнаруживаются кометы, которые могут мигрировать к Земле из занептунных областей пространства: пояса Койпера, облаков Хиллса и Оорта. Ежегодно открываются около десятка комет, а тысячи, вероятно, остаются необнаруженными. Кроме всего перечисленного, существует реальная угроза от пролета новых астероидов и комет из-за Солнца, и ни один из предложенных проектов не способен парировать эту опасность из-за малого времени обнаружения.
Так же высказался и Дон Еоманс (DonYeomans), руководитель программы NASA, посвященной поиску и изучению околоземных объектов (Near Earth Object Program) в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory — JPL) в Пасадене (США, штат Калифорния). Он добавил: «Гораздо вероятнее то, что мы будем атакованы каким-нибудь объектом, о котором пока еще ничего не известно».
То есть даже при развитых системах наблюдения не гарантируется безопасность от астероидов, сближающихся с Землей!
ИА Красная Весна: Какие сейчас имеются способы предотвращения столкновения нашей планеты с астероидом?
Андрей Кузьмин: Уже существуют проекты парирования кометно-астероидной опасности, как в мире, так и у нас. Например, изменение траектории астероида путем сообщения ему дополнительной скорости двигателями реактивной тяги космического аппарата; рассеяние пылевого облака на пути движения астероида, окраска части поверхности астероида с целью изменения его отражательной способности и получения дополнительного импульса и др. НПО им. Лавочкина и КБ им. Макеева предложили ударный автоматический КА.
Если рассматривать по эффективности, то предложенные проекты годятся только для теоретического обсуждения и отдельных экспериментов, так как реализуемость их под вопросом. Поскольку существуют технические трудности, такие как закрепление двигательных установок на поверхности астероида (кометы) с переменной плотностью, погашение вращательного момента, разработка устройств забора приповерхностного слоя, использующегося в качестве рабочего тела в двигателях.
Также, использование малой энергетики воздействия на астероиды, сближающиеся с Землей, неоднозначно отклонит астероид из-за гравитационных возмущений планет, около которых он пролетает.
К сожалению, проекты стрельбы болванками по астероиду также нельзя считать полноценными для парирования кометно-астероидной опасности, поскольку энергетика воздействия существенно ниже требуемой, а ограничение времени в точности нацеливания приводит к тому, что львиная доля энергии будет израсходована на ускорение или замедление вращения астероида вокруг центра масс.
И это мнение уже подтверждено экспериментом NASA. При ударном способе воздействия на приближающиеся астероиды ударник имеет ограниченные размеры в пределах метра. Поэтому энергия такого ударника не рассеивается на всю массу астероида, а выбивает из его поверхности осколки приповерхностного слоя.
Кроме того, вектор приложения сил никогда не проходит через центр тяжести, вследствие чего часть кинетической энергии ударника переходит во вращательное движение астероида. Существуют оценки экспертов, что при высокоскоростном столкновении болванка-снаряд только проделает сквозное отверстие в пористом теле кометы и не решит своей основной задачи по отклонению ее орбиты.
Кроме того, все предложенные способы парирования астероидно-кометной опасности методом столкновения увеличивают порождение космического метеоритного потока.
Для проверки возможности отклонения опасной кометы методом удара был проведен эксперимент в NASA в 2005 году, когда 370-килограммовый зонд, отделившийся от КА Дип Импакт, врезался в комету Темпеля. Мощность удара была оценена в 5 тонн тротилового эквивалента, а диаметр образовавшегося кратера составил около 150 м. (см. en: Tempel 1#NExT mission). По предварительным оценкам ученых, этого удара было недостаточно, чтобы кардинально изменить траекторию кометы.
Вывод. Исходя из вышеизложенного материала по парированию астероидно-кометной опасности методом кинетического удара и других перечисленных методов, заключаем, что перечисленные способы не только неприменимы, но и опасны своими непредсказуемыми последствиями.
ИА Красная Весна: Как вы считаете, в каком направлении надо работать, чтобы создать систему, способную защитить от астероидов?
Андрей Кузьмин: Необходимо применять систему защиты, основанную на других принципах воздействия. Из-за ограниченности по времени на парирование астероидов, приближающихся к Земле, необходимо использование энергии, которая сравнима с кинетической энергией астероида.
Сейчас изучаются различные варианты. Существуют даже проекты с ядерными зарядами для уничтожения астероидов, проект космического пояса безопастности с зарядами на основе термоядерной энергии. Подобные проекты сейчас невозможны к испытаниям, поскольку современная законодательная база не позволяет выводить в космос ядерные устройства.
Астероидно-кометная опастность гораздо сложнее других проблем, обсуждаемых на Земле, и потребует от нашей цивилизации непростого решения.