Защиты от десятикилометровых булыжников человечество пока не имеет. Вряд ли она появится и в течение ближайших десятилетий. А как быть, если такой «булыжник» окажется раз в тридцать поменьше?

Предположим, что астрономы сумели разглядеть опасный предмет ранее, чем за несколько месяцев. Для предотвращения катастрофы необходимо к моменту встречи его с Землей подкорректировать его орбиту приблизительно на величину радиуса нашей планеты: 6350 километров.

Отклонение по законам кинетики

Если в астероид запущена достаточно тяжелая болванка, или импактор, удар изменит его скорость. Перемены в скорости астероида лишь на три сантиметра в час достаточно для того, чтобы уже через 10 лет отклонение его достигло 10 000 километров. При помощи современной техники вполне реально направлять к астероидам импакторы с массой в несколько тонн, ударяя со скоростью в десять километров в секунду. Этого достаточно для внесения требуемой поправки, но при условии, чтобы масса астероида не превышала миллиона тонн, а размер был не более сотни метров. Кроме того, необходимо, чтобы вся ударная энергия пошла на коррекцию орбиты, что в принципе невозможно.

Однако в настоящее время эта методика – единственная, которую удалось опробовать на практике. В 2005 году зонд «ДипИмпакт» сбросил импактор с массой в 370 килограммов на ядро кометы Темпеля-1. Произошедший на скорости встречи в десятькилометров в секунду, взрыв был эквивалентен пяти тоннам тротила. С кометы было выброшено десять тысяч тонн вещества. Образовавшийся на ней в итоге кратер имел в диаметре сотню метров. Однако эксперимент не оказал никакого влияния на траекторию кометы. Ведь ядро ее было лишком большим: 7,6 х 4,9 километра.

В AIDA уже запланировали новый эксперимент – на 2020 год. Импактор, масса которого составит три сотни килограммов, ударит со скоростью в шесть километров в секунду по 150-метровой компоненте Дидим, двойного астероида. Неподалеку окажется еще один аппарат, который будет фиксировать перемены в движении двойной системы. Ожидается, что коррекция скорости астероида составит 0,4 миллиметра в секунду. Если ученые добьются успеха, можно будет утверждать, что мы имеем технологию для отклонения некрупных астероидов в случае оповещения об угрозе за несколько десятков лет.

Ядерный взрыв

Сама фраза «ядерный взрыв» наводит нас на мысли о несокрушимой разрушительной мощи. Это совершенно верно в земных условиях. Однако в космосе отсутствует атмосфера, так что достаточно мощных ударных волн попросту не возникнет. Произошедший вблизи астероида взрыв только оплавит его, существенно не повлияв на траекторию.

Однако астероид можно разрушить ядерным взрывом, совершенным изнутри. Хотя для того, чтобы заложить бомбу на астероиде, придется вести буровые работы. А это в настоящее время находится очень далеко за гранью возможностейсовременной космонавтики. Более того, сложно предсказывать алгоритм разрушения астероида. Если некоторые его осколки продолжат движение по прежней траектории, вместо одной большой катастрофы мы получим несколько, правда, меньшего масштаба.

Поверхностные двигатели

Длительное слабое воздействие может оказаться неплохой альтернативой однократному, но сильному аналогу. На поверхности астероида установят ионные двигатели, которые способны в течение нескольких лет обеспечивать незначительную тягу. Тяга современного двигателя может оставлять 0,1 ньютона, или десяток грамм-силы. Ели он будет работать в течение года без перерыва, то стометровый астероид может ускориться на один миллиметр в секунду. Требуемую коррекцию орбиты могут обеспечить несколько подобных двигателей, которые питались бы от атомного реактора. Стоит учесть при этом, что все астероиды вращаются, а значит, устанавливать двигатели имеет смысл лишь на полюсах. В случае же направленности оси вращения в неподходящую сторону от подобной методики придется отказаться. И да, современная космонавтика решать подобную задачу пока не готова.

Тягач на гравитации

Стэнли Лав и Эдвард Лу, астронавты из космического центра NASA им. Джонсона, в 2005 году разработали идею с ионными двигателями. Они предложили связывать их с астероидом гравитационно, а не механически. С этой целью двигатели устанавливаются на тяжелом космическом аппарате, зависающем над астероидом на незначительной высоте. Аппарат с астероидом притягиваются друг к другу. Однако упасть аппарату не позволяют ионные двигатели. А значит, потихоньку «падать», а скорее, ускоряться в направлении аппарата станет астероид.

Подобное решение не только избавляет от необходимости проведения на астероиде монтажных работ, но и решает проблему его вращения. Любопытно, что ускорение связки «астероид – корабль» зависит не от массы собственно астероида, а от массы аппарата и от высоты, на которой он зависает. Просто для более массивного астероида потребуются более мощные двигатели. Гравитационный тягач в двадцать тонн сможет за год регулировать скорость двухсотметрового астероида на три – четыре миллиметра в секунду. Этих показателей хватит для того, чтобы удалить его с пути Земли за десяток лет. Для этого потребуется от десяти до двадцати ионных двигателей. Обеспечить это просто: они невелики, на современных аппаратах уже устанавливают по несколько штук.

Окрашивание

Сразу отметим, что данная методика не годится для крупных небесных тел.Данная оригинальная технология базируется на применении давления солнечного света. Именно благодаря ему и разворачиваются хвосты комет от Солнца. Это давление действует и на астероиды. Темной поверхностью свет поглощается, отдавая ей свой импульс. От светлой же он отражается, начиная давить практически вдвое сильнее. Получается, что, распылив краску на астероид,реально изменить силу светового давления, действующую на него. Для стометрового астероида окрашивание станет эквивалентом примерного одного ионного двигателя, для двухсотметрового – четверки двигателей. Но ведь подобный астероид массивнее в восемь раз, а значит, ускорение будет вдвое меньшим. В общем, не подходит эта методика крупным телам. Да и технология окрашивания в космосе еще никем не опробована. Более того, единственный имеющийся вектор давления, направленный от Солнца, корректировать невозможно.

Конус полной неопределенности

Точно определять орбиту астероида за счет наблюдений невозможно из-за погрешностей получается не линия, а искривленный расширяющийся конус, в границах которого и расположена реальная траектория. Классифицируют астероид как опасный, если в будущем Земля попадает в данный конус. В этом случае подключают мощные радары и телескопы, уточняющие орбиту, сужая конус неопределенности. Обычно после этого тревога отменяется.

По данным NASA, благодаря подобным усилиям уже к 2011 году люди смогли обнаружить 93 процента всех астероидов крупнее одного километра, сближающихся с Землей. Среди них не выявили ни одного опасного, новые же объекты обнаруживают все реже. Зато все чаще ежегодно обнаруживают астероиды с размером от сотни метров.

Американский конгресс еще в 2005 году ставил задачу выявления 90 процентов, сближающихся с нашей планетой, объектов, превышающих в размере 140 метров. Вед именно они способны причинять катастрофический ущерб. Для выполнения этого задания в Чили возводят большой обзорный телескоп LSST, диаметр которого составляет восемь метров. Его оборудуют цифровой фотокамерой с разрешением в 3,2 гигапиксел, выполняющей каждые двадцать секунд по одному снимку. Начать эксплуатировать этот телескоп планируют в 2022 году. Справиться с решением поставленной задачи он должен за десять лет.

Однако от комет нас этот телескоп уберечь не сможет. Это за астероидами мы можем наблюдать достаточно долго, тщательно готовясь к столкновению, зная о нем за десятки лет. Кометы же зачастую возникают непредсказуемо. Когда в нашу планету «целится» неизвестная комета, мы можем узнать об этом лишь за несколько месяцев – максимум за пару лет. Более того, очень сложно прогнозировать движение комет, на которое влияет получаемая от испаряющихся газов отдача. Естественно, можно пробовать взрывать ядро при помощи ядерных зарядов, но вряд ли нас ждет успех. Можно лишь, рассчитав место удара, эвакуировать людей в иное полушарие.

Как спасаться человечеству от астероида?

В наши дни все наблюдают за звездным небом, разыскивая небесные тела, способные столкнутся с нашей планетой. СМИ нередко публикуют сообщения о пролетевших комете или астероиде в нескольких тысячах километров от Земли. Сейчас в моде подсчет вероятности столкновения того или иного тела с нашей планетой. Не удивительно поэтому, что разговоры на эту тему перестали быть общими рассуждениями и фантазиями, перейдя в плоскость практическую. В нынешнем году люди даже впервые отмечают новый праздник, с 30 июня в наши календари вошел День астероида. Как раз в этот день 107 лет тому назад в Землю врезался Тунгусский метеорит.

Возникновение подобного международного праздника свидетельствует о повышенном внимании, уделяемом в настоящее время проблематике столкновения с небесными телами. Уже в течение 20 лет в НАСА существует особый отдел, работающий над методиками защиты Земли от столкновения с такими незваными гостями.

В середине весны астрономы встречались в Риме на организованной ESA (Европейским космическим агентством) конференции для обсуждения последствий столкновения нашей планеты с любым небесным телом, а также методик ухода от подобной опасности. Один из участников встречи предложил сценарий: хоть и гипотетический, но вполне реальный. К Земле на невероятной скорости несется четырехсотметровый астероид, способный вызывать разрушения поистине глобального масштаба. Ученые в течение пяти дней пытались разработать сценарий наших действий. Этот случай – пожалуй, первый, когда мировая наука предприняла попытку совершения конкретных шагов для защиты нашей планеты.

Непрерывно возрастает перечень космических объектов, считающихся потенциально опасными. Сейчас в него включили больше 150 тысяч астероидов. Но, как полагают ученые, увидеть десятки тысяч из них мы попросту не в состоянии. Многие из них скрываются за Солнцем. 12 700 астероидов (каждый двенадцатый) принято считать околоземным. Из них около тысячи превышают в диаметре 800 метров. При столкновении они способны уничтожить жизнь на Земле. Еще примерно 1600, направляясь в нашу сторону, могут при стечении определенных обстоятельств столкнуться с планетой, убив миллионы людей.

Джин Шоумейкер, покойный ныне геолог, считается пионером в исследовании последствий столкновений с астероидами. Еще в середине прошлоговека он исследовал лунные кратеры в рамках космической американской программы. Совместно с Эдвардом Чао он обнаружил коэзит. Этот вид кремния образуется в результате взрыва. Шоумейкер нашел также и комету Shoemaker-Levy 9, врезавшуюся в 1994 году в Юпитер. Это космическое внеземное столкновение было первым, которое ученые не только предсказали, но и наблюдали в режиме реального времени. Оно позволило астрономам утверждать, что подобные прогнозы можно делать и относительно Земли.

Примерно тогда же геолог Вальтер Альвареснашел слой глины, содержащей иридий, слой принадлежал по времениконцу эпохи динозавров. На Земле иридий встречается крайне редко, а вот в метеоритах его много.

В наши дни наука неплохо продвинулась вперед. Скажем, ученые полагают, что Луна образовалась вследствие столкновения Земли с планетой размером с Венеру или Марс.

Затем, когда ученые заявили, что должна существовать верная методика защиты нашей планеты от астероида, в НАСА и создали NEO. Исследователи сделали заключение, что наибольшую опасность для нас представляют астероиды с диаметром в милю, или 1,6 километра.

Первая паника на планете наблюдалась 24 декабря 2004 года. Тогда опубликовали расчеты, в соответствии с которыми 13 апреля 2029 года с Землей может столкнуться астероид с диаметром в 265 метров. Вероятность этого, на тот момент, 1:25. Астероид этот назвали в честь Апофиса, египетского бога, считающегося разрушителем. Впоследствии прогноз уточнили. Выяснилось, что угроза гораздо ниже: 1:250000.

Челябинский астероид подарил борцам с «нехорошими» телами полезные данные, опасным может оказаться даже маленький астероид, не врезавшийся в планету, а взорвавшийся в воздухе.

Десять лет назад в Штатах приняли закон, в соответствии с которым НАСА обязана отслеживать астероиды, размер которых превышает 130 метров. В программе принимает участие три телескопа: на Гавайях и в Аризоне, а также один в космосе, поменьше. Первые итоги поисковой программы уже не заставили долго себя ждать. В финале 2011 года объявили, что в скором времени нашей планете встречи с астероидами не угрожают.

Хотя пока рано успокаиваться. В каталог NEO еще не попали сотни тысяч различных небесных тел. Как считают сами ученые, в него успели внести лишь один процент от всех астероидов, диаметр которых превышает 18 метров. Конечно же, обнаружить их гораздо сложнее. Но с другой стороны, гораздо выше вероятность столкновения с Землей именно такого тела.

К катастрофе регионального масштаба может привести космический объект с размером в 135 метров. Однако и подобные, относительно крупные астероиды обнаружены еще далеко не все. Как считают в NEO, в каталоге их не более четверти.

Геологи полагают, что астероиды с диаметром от 45 до 135 метров с нашей планетой сталкиваются каждые сто – триста лет. Последствия некоторых из подобных столкновений могут быть весьма разрушительными. В НАСА сейчас работают над идеей возведения специального космического телескопа, следящего лишь за потенциально опасными объектами. Если предложение это одобрят, он начнет работать уже в 2020 году.

Однако обнаружение опасного астероида является еще не половиной, а скорее третью или даже четвертью поставленной задачи. Главное – это защита планеты от катастрофы. В настоящее время разработанытри схемы, грубо названные словами «Удар», «Ядерная» и «Тянуть».

Первая схема подразумевает направление на астероид «кинетического импактора» с целью небольшого изменения траектории.Ядерный аналог подразумевает воздействие на объект с помощью ядерного оружия. Делается это для разрушения астероида или сброса его с траектории с тем, чтобы он пролетел мимо нашей планеты, не задев ее. Этот план наиболее популярен у кинематографистов, и наименее интересен специалистам. Они считают его крайним вариантом.

Суть подхода «Тянуть» заключается в запуске на орбиту объекта космического неуправляемого корабля с массой, достаточной для того, чтобы сбить с траектории астероид. Действие его можно уподобить работе гравитационного трактора.

Главным условием всех указанных схем является подведение к космическому телу корабля. Впервые его удалось выполнить в ноябре 2014года. Тогда зонд Фила посадили на комету Чурюмова-Герасименко.

В настоящее время в НАСА склоняются к методике «Тянуть». Американские исследователи рассчитывают проверить ее в 2020 году. Именно тогда планируют предпринять попытку посадки беспилотного корабля на астероид и забора с него образцов пород. В соответствии с планом на траектории астероида корабль будет оставаться в течение трех месяцев. Ученые полагают, что этого времени хватит для того, чтобы принудить тело к смене траектории.