Когато астероидът 2005 YU55 минава близо до Земята вчера, този доста неспокоен в близост до летище много хора се чудят дали бихме могли да отклоним астероид, който се е насочил към пресечна точка със Земята в нейната орбита.
Разбира се, с течение на природните бедствия ударът на астероиди върху Земята би бил изключително лош. Дори сравнително малки космически скали могат да изтрият милиони хора от лицето на планетата, а за наистина големите астероиди - като този, който предизвика събитието Chicxulub преди 65 милиона години - е малко вероятно човечеството да оцелее. И въпреки това, при цялото си опустошение астероидите предлагат проблясък на надежда. Астероидният удар е предотвратим, като имаме предвид, че имаме време да се справим с него.
„Днес никой неизвестен астероид не е на сблъсък с Земята“, казва д-р Дейвид Морисън от програмата на НАСА за близо до Земята (NEO) в доклад преди няколко години от Проучването на космическата охрана, който търси близки преминаващи обекти. „Проучването на космическата охрана не очаква да намерим голям астероид, който да ни заплашва пряко. Ако обаче такава скала бъде открита при сблъсък, тогава предвиждаме, че ще приложим подходяща технология, за да я отклоним, преди да се удари. Астероидните въздействия са единствената естествена опасност, която по принцип можем да премахнем изцяло. "
Има няколко различни начина да промените орбиталния път на астероида, но какъв е най-добрият начин да го направите?
Първо, нека поговорим малко с какво си имаме работа. Близо до Земния обект е астероид или комета, чиято орбита навлиза в околностите на Земята - всичко, което орбитира в рамките на 195 милиона километра (120 мили мили) от орбиталната близост до Земята. Някои предмети пътуват с нас от милиони години, тъкат във и извън нашия орбитален път. В крайна сметка един от тези обекти ще бъде на грешното място в неподходящия момент и ще се отрази на Земята.
Астрономите навсякъде са наясно с проблема и има няколко проучвания, които са в ход, за да открият и катализират всички потенциални астероиди, пресичащи Земята, като Проучването на космическата охрана, които работят за откриване на всички близки до Земята астероиди с диаметър по-голям от 1 км. Скалите над този размер имат потенциал да сложат край на цивилизацията, както я познаваме, така че би било добре да знаем дали някой от тях се насочва по нашия път.
Но обекти с размери до 140 метра напречно ще причинят регионални щети и дори смърт на милиони, ако се случи да удари голям град. Тези по-малки скали също са приоритет.
Към 03 ноември 2011 г. са открити 8 421 близоземни обекти. Около 830 от тези NEO са астероиди с диаметър приблизително 1 километър или по-голям. Освен това, 1262 от тези НЕО са класифицирани като потенциално опасни астероиди, които имат потенциал да направят близки подходи към Земята, с размер, достатъчно голям, за да причинят значителни регионални щети в случай на удар.
Освен това, скорошни резултати от инфрачервения изследовател на космическото изследване на НАСА или космическия кораб WISE - който с другите проучвания е помогнал да се намерят около 90 процента от най-големите астероиди в близост до Земята - сега астрономите изчисляват, че има приблизително 19 500 средни астероиди в близост до Земята там, което означава, че по-голямата част от тези астероиди със среден размер остава да бъдат открити. Това са обекти с широчина между 100 и 1000 метра (330 и 3 300 фута).
Астрономите работят за създаването на изчерпателен списък на всяка опасна космическа скала там. Ами ако има астероид с нашето име на него? Какви действия можем да предприемем, за да го протегнем и унищожим или поне да променим траекторията му далеч от сблъсък със Земята?
Тук не говорим за сценарий на Армагедон или дълбоко въздействие; няма начин да спрем астероид, който ще ни повлияе само за няколко месеца - ние не знаем как и нямаме технологията. Но нека кажем, че имаме предупреждение от няколко десетилетия.
Как бихме могли да го спрем?
Бившият астронавт на Аполон Русти Швайкарт е разговарял с Space Magazine многократно и подчертава, че технологията, необходима за отклоняване на астероид, съществува и днес. „Тоест, не е нужно да влизаме в голяма програма за развитие на технологиите, за да отклоним повечето астероиди, които биха представлявали заплаха от въздействие“, каза той. „Въпреки това тази технология не е взета заедно в системна конструкция и не е проверена, тествана или доказана, че всъщност може да отклонява астероид. Така че, ние трябва да тестваме всичко - тествайте самата последователност, която бихме използвали за отклоняваща кампания. "
Най-добрият начин да се тества би било НАСА или може би консорциум от космически агенции да извършат действителна мисия за тестване на цялата система.
"Не с астероид, който заплашва с удар", каза Швайкар, "но с астероид, който просто си мисли за собствения си бизнес, и ние ще имаме възможността да покажем, че можем да променим леко орбитата си по контролиран начин."
Schweickart описа два вида „отклоняващи кампании“ за заплашителен астероид: a кинетично въздействие грубо би „избутал“ астероида в друга орбита (по-голяма версия на случилото се с космическия кораб Deep Impact) и гравитачен трактор или космически влекач бавно бих издърпал астероида, за да прецизира точно променящия се курс на промяна, като използва нищо повече от гравитационното привличане между двете тела. Заедно тези два метода включват пълна отклоняваща кампания, като се използва съществуващата технология.
Какви са някои други опции?
Раздуйте го с ядки
Всяка холивудска история, занимаваща се с астероиди, винаги включва опаковане на ядрени бойни глави на борда на космически кораб и след това излитане, за да взриви астероида. Бум! Проблема решен? Не точно. Науката в тези филми е подвеждаща в най-добрия случай и вероятно просто е грешна.
Плюс това, както подчертава Schweickart, това вероятно е наистина лоша идея. Той вярва, че там е проблемът с създаването на много по-малки и също толкова смъртоносни парчета скала чрез издухване на голям астероид (а това всъщност може да увеличи разрушителната му сила.) Но в доклад, публикуван от Националния съвет за научни изследвания през 2010 г., учените признават че ядрените експлозии са единственото актуално и практическо средство за справяне с големи NEO (диаметри по-големи от 1 километър) или като резервна за по-малки, ако други методи не са успешни.
Има една допълнителна правна уловка. Член IV от Договор за принципите, уреждащи дейността на държавите по проучването и използването на космическото пространство, включително Луната и други небесни тела забранява на държавите да използват ядрени ядра в космоса. Конвенционалните взривни вещества са позволени, но те просто не са толкова ефективни. Но Швейкарт се притеснява, че НАСА може да бъде отворена за манипулация, за да предложи разпространението на ядрени оръжия в космическото пространство под прикритието на международната „безопасност“.
* Актуализация: Това каза, че друг план за смекчаване също включва ядрено оръжие и се призовава Ядрена аблация, Това би включвало детониране на ядрената зона в непосредствена близост до астероид и радиацията изпарява повърхността й, генерирайки експлозивна тяга и промяна на скоростта в отговор.
В своя доклад за семинара на NEO за 2007 г. Анализът и оценката на програмата на НАСА определи, че такъв подход би бил 100 пъти по-ефективен от кинетичния удар.
Използвайте слънчево платно
За по-елегантна идея, а не да я раздухва, физикът Грегъри Матлоф е проучил концепцията за използване на слънчева фотонна тяга с две платна, която използва концентрирана слънчева енергия. Едно от платната, голямо параболично колекторно платно, непрекъснато щеше да се сблъсква със слънцето и да насочва отразена слънчева светлина върху по-малко подвижно второ тласкащо платно, което да излъчва концентрирана слънчева светлина върху повърхността на астероид. На теория лъчът би изпарил област на повърхността, за да създаде аерожет от материали, който би послужил като задвижваща система за промяна на траекторията на NEO.
Вържете ги
Още през 2009 г. Дейвид Френч, докторски кандидат по аерокосмическо инженерство в държавния университет в Северна Каролина, имаше идеята да прикрепи баласт към астероид с тетер. Правейки това, Франс обяснява: „вие променяте центъра на масата на обекта, ефективно променяйки орбитата на обекта и го оставяйки да премине покрай Земята, вместо да въздействате върху него.“
Огледални пчели
Друга по-елегантна техника също използва концентрирана светлина за леко придвижване на астероид. Този проект, който е спонсориран от Планетарното общество, се нарича „Огледални пчели“. Това използва много малки космически кораби - всеки носи огледало - рояк около опасен астероид. Космическият кораб можеше точно да наклони огледалата си, за да фокусира слънчевата светлина върху мъничко място на астероида, изпарявайки скалата и метала и създавайки струя струя от супер нагряващи се газове и отломки. Алтернативно, сателитите могат да съдържат мощни лазери, изпомпвани от слънчева светлина, а лазерите могат да бъдат използвани за изпаряване на скалата. Астероидът щеше да се превърне в гориво за собствената си ракета - и бавно астероидът щеше да премине в нова траектория.
Лазери
Друга интересна техника от университета в Алабама в Хънтсвил ще включва поставяне на лазерна система в космоса или в бъдеща Лунна база. Когато бъде открит потенциален астероид, пресичащ Земята, лазерът ще го насочи и ще стреля за дълъг период от време. Малко количество материал ще бъде съборено от повърхността на астероида, което ще отклони леко орбитата му. За дълъг период от време корекцията на астероидния курс ще се добави, превръщайки директен удар в почти пропускане.
Пластмасова опаковка
Една изключително изобретателна концепция включва използването на сателит за увиване на астероид с панделки от светлоотразителни листове Mylar. Покриването само на половината от астероида би променило повърхността му от тъпа към отразяваща, възможно е достатъчно, за да може слънчевото налягане да промени траекторията на астероида.
Масови шофьори
Тази идея включва използването на множество ландшафти за рандеву и прикачване към заплашителен астероид, пробиване на повърхността му и изхвърляне на малки количества от астероидния материал далеч с голяма скорост с помощта на масово задвижване (релсов пистолет или електромагнитен изстрелвател). Ефектът, ако се прилага за период от седмици или месеци, в крайна сметка би променил хелиоцентричната скорост на целевия астероид и по този начин ще промени най-близкия му подход към Земята.
Други идеи включват прикрепване на обикновен ракетен двигател към астероида; боядисване на астероид, за да го направи по-тъмен или по-светъл, така че той да абсорбира и да излъчва повече или по-малко слънчева светлина, като влияе върху неговото въртене и евентуално орбитата му; и пастирен йонен лъч.
Гражданската защита (евакуация, подслон на място, осигуряване на аварийна инфраструктура) е рентабилна мярка за смекчаване на последиците за спасяване на живота от най-малките събития на NEO и също така би била необходима част от смекчаването при по-големи събития.
Ключът към отклоняването на опасен астероид е да ги намерите рано, за да може да се изработи план. Швейкарт каза, че вземането на решения за това как да се смекчи заплахата, след като космическата скала, която вече е на път, е твърде късно и че всички решения за това какво ще се направи и как трябва да бъдат взети сега. „Истинският проблем тук е постигането на международно сътрудничество, така че можем - по координиран начин - да решаваме какво да правим и да действаме, преди да е станало твърде късно“, каза той. „Ако отложим и спорим за това, ще спорим пътя си до мястото, където е твърде късно, и ще приемем удара.“
За повече информация прочетете доклада на Асоциацията на космическите изследователи (председателстван от Schweickart): Астероидните заплахи: Призив за глобален отговор.
Доклад на Националния съвет за научни изследвания: Защита на планетата Земя: Проучвания на околоземни обекти и стратегии за намаляване на опасностите. Окончателен доклад.
Фрейзър Кейн допринесе изключително за тази статия.
