Iedomājieties, ka kādu dienu pasaules observatorijas visu apstiprinās kā viens: Zemei tuvojas asteroīds, sadursme ir neizbēgama. Kosmosa valstīm jāvienojas par to, kā to apturēt. Laukakmeņi, kas lido caur kosmosu, var nodarīt katastrofālu kaitējumu mūsu planētai. Tas, kas notiks tālāk, ir atkarīgs no tā, cik daudz laika asteroīds atstāj mums domāt. Neviena no iespējām nebūs viegla, var būt nepieciešami kodolieroči. Ko mēs darīsim, kad pienāks šī diena?
Lieli asteroīdi reti nokrīt. Pēdējais no tiem, kas nodarīja nopietnu kaitējumu dzīvībai, bija Tunguska meteorīts 1908. gadā. Tiek uzskatīts, ka tas bija meteorīts, kas eksplodēja 10 kilometrus virs attālā Sibīrijas reģiona.
Šāda veida krišana notiek ik pēc dažiem gadsimtiem. Bet Sibīrija ir tālu; pat mūsdienās tās iedzīvotāju skaits ir mazs un izkaisīti plašā teritorijā. Ja tas pats objekts būtu ieradies četras piecas stundas vēlāk, tas būtu nokritis uz Sanktpēterburgas un izraisījis sprādzienu, kas ir līdzvērtīgs megatonas kodolsprādzienam.
Mums bija tas gods diezgan nesen novērot šī murga scenārija samazinātu versiju. 2013. gadā Čeļabinskas meteorīts, kas sabruka 30 kilometru augstumā, sadragāja stiklu un ievainoja 1400 cilvēkus Krievijas pilsētā. Viņa izraisītais sprādziens bija līdzvērtīgs 500 kilotoniem - apmēram 30 bumbas nokrita uz Hirosimu, bet tas bija pietiekami augsts, lai būtu kārtībā. Šādi kritieni notiek diezgan bieži, vidēji trīs reizes gadā. Lielākā daļa no tām notiek virs okeāna vai nomaļās vietās, tāpēc tos nepamana. Un tomēr jautājums, kas mūs uztrauc, būs "vai šāds kritums vispār notiks un kad tas notiks?"
Valstis šo jautājumu uztver ļoti nopietni un veic pirmos soļus, lai novērstu bīstamus kritienus. Janvārī NASA izveidoja Planētas Aizsardzības koordinācijas biroju, kas darbosies kā kontaktpunkts asteroīdu novērošanai un sadarbībai ar citām kosmosa aģentūrām, kā rīkoties, ja iespējama lielu kosmosa iežu sadursme ar Zemi.
PDCO patlaban lielāko daļu pūļu pavada atklāšanai, dažādu novērošanas programmu koordinēšanai, saka Lindlijs Džonsons, NASA planētas aizsardzības virsnieks. Tā kā jūs nevarat cīnīties ar kosmosa akmeņiem, ja nezināt, kur viņi atrodas. "Mēs cenšamies jau iepriekš atrast jebko, kas varētu kļūt par draudu nākamajos gados un pat gadu desmitos," viņš saka. Tiklīdz tiek atklāts bīstams asteroīds, sākas darbs pie plāniem, kā apturēt šo konkrēto objektu.
Reklāmas video:
Vienkāršākā metode ietver sava veida planētu biljardu, kas izmanto kosmosa zondi, lai smagu priekšmetu (vai pašu zondi) sadurstu ar objektu. Tad tiek uzskatīts, ka asteroīds mainīs savu kursu un lidos garām Zemei.
Eiropas Kosmosa aģentūras un NASA kopīgai misijai nākamajos gados būs jāpārbauda šāda tehnoloģija: to sauc par Asterod Impact and Delection Assesment (Aida). Misija sastāv no diviem kosmosa kuģiem, no kuriem viens saucas Asteroid Impact Mission (Aim), kurš sāksies 2020. gada beigās, un otrais - Double Asteroid Redirection Test (Dart), kas tiks palaists 2021. gadā.
2022. gadā viņi ieradīsies ar dubultā asteroīdu 65803 Didymos, kas lido kopā ar savu pavadoni Didimonu. Didimoss ir 780 metru šķērsgriezumā, bet Didimons - 170 metru šķērsgriezumā. Jaunākais apgriežas vecākajam ik pēc 11,9 stundām, un viņi atrodas tuvu viens otram - tikai 1100 metru attālumā. Kosmosa kuģis Aim tiksies ar asteroīdu un izpētīs tā sastāvu. Tiklīdz Dārts ieradīsies, viņš ietriecas Didimūnā, un Mērķis izpētīs sekas jaunākā klints orbītā. Misijas mērķis ir noskaidrot, kā jūs varat novirzīt asteroīdu, lai nepakļautu to bīstamai trajektorijai. Tas faktiski ir sākumpunkts misijas plānošanā.
Lai saprastu šādas misijas solījumu, slavenais Arizonas krāteris ASV Arizonas štatā, iespējams, tika izveidots ar objektu, kas ir trīs reizes mazāks par Didimonu, un tā diametrs ir 1,18 kilometri. Didymos lieluma klints, kas Zemei sasniedz ātrumu 125 metri sekundē, izraisīs sprādzienu, kas līdzvērtīgs diviem megatoniem; ar to pietiek, lai iznīcinātu pilsētu. Un tas ir minimālais ātrums. Pie maksimālā ātruma (aptuveni 186 metri sekundē) tas izstumj četrus megatonus enerģijas - tas ir aptuveni četri miljoni tonnu TNT.
"Mēs vēlamies mainīt šī satelīta orbītu," saka Patriks Mičels, Francijas Nacionālā zinātniskās izpētes centra vecākais pētnieks un viens no Aidas komandas vadītājiem, "jo satelīta orbītas ātrums ap galveno ķermeni ir tikai 19 centimetri sekundē." No Zemes var izmērīt pat nelielas izmaiņas, viņš piebilst, mainot Didimona orbitālo periodu par četrām minūtēm.
Ir arī svarīgi redzēt, vai sprādzienbīstamais elements aizdegsies. "Visi sadursmes modeļi, pie kuriem mēs strādājam, ir balstīti uz izpratni par sadursmes fiziku, kas ir pārbaudīta tikai laboratorijas mērogā pie mērķa centimetriem," saka Mišels. Vai šie modeļi darbosies uz reāliem asteroīdiem, vēl nav pilnībā skaidrs.
Džonsons piebilst, ka šī tehnoloģija ir visnobriedušākā - cilvēki jau ir parādījuši spēju sasniegt asteroīdu, jo īpaši ar Dawn misiju uz Ceres un Rosetta misiju ar komētu 67P / Churyumov-Gerasimenko.
Papildus kaujas galviņas pieejai ir arī gravitācijas pieeja - vienkārši novietojiet salīdzinoši masīvu kosmosa kuģi orbītā netālu no asteroīda un ļaujiet to savstarpējai gravitācijas pievilcībai uzmanīgi virzīt objektu uz jaunu ceļu. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka būtībā jums ir jānogādā kosmosa kuģis tikai tā mērķī. NASA ARM misija var netieši pārbaudīt šo ideju; daļa no šī plāna ir atgriezt asteroīdu Zemes tuvumā.
Tomēr laiks būs galveno šādu metožu elements; kosmosa misijas nokārtošanai ārpus Zemes orbītas būs nepieciešami labi četri gadi, un kosmosa kuģim vajadzēs papildu gadu vai divus, lai sasniegtu vēlamo asteroīdu. Ja laika pietrūkst, jums būs jāizmēģina kaut kas cits.
Kalifornijas Santa Barbaras universitātes fiziķis Kšičens Džans uzskata, ka lāzeri mums palīdzēs. Lāzers nedetonēs asteroīdu, piemēram, kādu Nāves zvaigzni, bet tas iztvaicēs nelielu tā virsmas daļu. Džana un viņa kolēģi strādāja kopā ar eksperimentālo kosmologu Filipu Ļubinu, lai Klusā okeāna astronomiskajā biedrībā iepazīstinātu ar orbitālo simulāciju komplektu.
Šis plāns var šķist neefektīvs, taču atcerieties, ka, ja sākat agri un strādājat ilgu laiku, jūs varat mainīt ķermeņa gaitu daudzu tūkstošu kilometru garumā. Džan saka, ka lāzera priekšrocība ir tā, ka lielu lāzeru var uzbūvēt Zemes orbītā, neradot lidojumu uz asteroīdu. Viena gigavata lāzers, kas darbojas mēnesi, var pārvietot 80 metru asteroīdu - tāpat kā Tunguska meteorītu - par diviem Zemes rādiusiem (12 800 kilometri). Tas ir pietiekami, lai izvairītos no sadursmes.
Vēl viena šīs idejas variācija ir nosūtīt kosmosa kuģi, kas aprīkots ar mazāk jaudīgu lāzeru, taču šajā gadījumā tam būs jāsasniedz asteroīds un jāseko tam salīdzinoši tuvu. Tā kā lāzers būs mazāks - 20 kW diapazonā -, tam būs jādarbojas daudzus gadus, lai gan Džan simulācijas rāda, ka asteroīdu dzenošs satelīts to varētu notriekt 15 gadu laikā.
Džans saka, ka starp Zemes orbītas izmantošanas priekšrocībām ir tas, ka asteroīda vai komētas pakaļdzīšanās nav tik vienkārša, kā izklausās, neskatoties uz to, ka mēs to jau esam izdarījuši. “Sākotnēji Rosetta bija paredzēts lidot uz citu komētu (46P), taču palaišanas aizkavēšanās lika sākotnējam mērķim atstāt pievilcīgu pozīciju. Bet, ja komēta nolemj doties uz Zemi, mums nebūs iespējas to mainīt uz labāku variantu. Sekot asteroīdiem ir viegli, taču tā sasniegšanai vēl nepieciešami vismaz trīs gadi.
Džonsons tomēr atzīmē vienu no lielākajām problēmām, kas saistīta ar jebkura veida lāzera izmantošanu: neviens nekad nav orbītā ienācis kilometru garu priekšmetu, nemaz nerunājot par lāzeru vai visu masīvu. “Šajā sakarā ir daudz nenobriedušu brīžu; nav pat skaidrs, kā ticami pārveidot saules enerģiju lāzera enerģijā, lai tā darbotos pietiekami ilgi."
Pastāv arī "kodolieroču iespēja". Ja esat redzējis filmu Armagedona, šī iespēja jums šķiet vienkārša, taču patiesībā tā ir daudz sarežģītāka, nekā šķiet. "Mums būs jānosūta visa infrastruktūra," saka Massimiliano Vasile no Straitclyde universitātes. Viņš piedāvā detonēt atombumbu kaut kādā attālumā no mērķa. Tāpat kā ar lāzeru, plāns ir iztvaicēt daļu virsmas, tādējādi radot vilci un mainot asteroīda orbītu. “Detonējot, jūs saņemat labumu no augstas energoefektivitātes,” viņš saka.
Kaut arī lāzeri un kodolbumbas var aiziet, kad asteroīds atrodas tuvāk, pat šajos gadījumos svarīgs būs objekta sastāvs, jo iztvaikošanas temperatūra no asteroīda līdz asteroīdam atšķirsies. Vēl viena problēma ir šķembu lidošana. Daudzi asteroīdi var būt vienkārši iežu kolekcija, kas brīvi saliecas kopā. Šāda objekta gadījumā kaujas galviņa nedarbosies. Labāks būs velkonis - tas nav atkarīgs no asteroīda sastāva.
Tomēr jebkura no šīm metodēm var saskarties ar vienu no pēdējiem šķēršļiem: politiku. 1967. gada Līgums par kosmosu aizliedz kodolieroču izmantošanu un pārbaudi kosmosā, un gigavatu lāzera ievietošana orbītā varētu dažus cilvēkus satraukt.
Džans atzīmē - ja orbītā esošā lāzera jauda tiek samazināta līdz 0,7 gigavatiem, tā izspīdēs asteroīdu tikai par 0,3 Zemes rādiusu - aptuveni 1911 kilometriem. “Mazi asteroīdi, kas var iznīcināt pilsētu, ir daudz biežāki nekā planētu iznīcinātāji. Tagad iedomājieties, ka šāds asteroīds atrodas uz trajektorijas, kas ved uz Ņujorku. Atkarībā no apstākļiem, mēģinājums un daļēji neveiksmīgs asteroīda novirzīšanās no Zemes varētu novirzīt avārijas vietu, piemēram, uz Londonu. Ja pastāv kāds kļūdas risks, eiropieši vienkārši neļaus ASV novirzīt asteroīdu."
Šādi šķēršļi parasti tiek gaidīti pēdējā brīdī. "Šajos līgumos ir nepilnības," saka Džonsons, atsaucoties uz kosmosa līgumu un kopējo testa aizlieguma līgumu. Viņi neaizliedz sākt ballistiskās raķetes, kas pārvietojas pa kosmosu un kuras var būt bruņotas ar kodolieročiem. Un, ņemot vērā nepieciešamību aizsargāt planētu, kritiķi var būt pacietīgi.
Mišela arī norāda, ka atšķirībā no citām dabas katastrofām tieši no tā mēs varam izvairīties. “Dabiskais risks tam ir ļoti zems, salīdzinot ar cunami un tamlīdzīgi. Bet šajā gadījumā mēs vismaz kaut ko varam izdarīt."
ILYA KHEL