Atcerieties, ka mēs nesen ņirgājāmies par virsrakstiem, ka pret mums lido bariņš asteroīdu, kas ir šausmīgi bīstami mūsu planētai! Smieklu smiekli, bet, ja jūs nopietni iedziļināties šajā informācijā, tad viss izrādās ne tik rožaini, kā mēs vēlētos.
Neviens neapstrīd faktu, ka patiešām bīstams asteroīds var mainīt orbītu un sākt apdraudēt Zemi. Un ko darīt? Galu galā mēs to pat nepamanīsim laikā. Šeit bloks ar 620 metru diametru tika pamanīts tikai 20 dienas pirms ierašanās. Nu, jūs pamanījāt, un kas notiks tālāk? Izlasot visdažādākās iespējas, jūs būtībā pieķerat sevi domājam, ka tiek piedāvāts kaut kas neticami fantastisks, piemēram, filma "Asteroīds", taču nevienam nav ne jausmas, cik ilgi, kurš un kā to īstenos. Tālāk tas pasliktinās. Tikai daži cilvēki iedomājas šo priekšlikumu sekas, jo neviens neko nav mēģinājis un visi operē ar vārdiem "iespējams" un "varbūt".
Patiesībā mums ir diezgan ierobežotas iespējas, piemēram:
Teorētiski pretimissile aizsardzības (ABM) sistēmas, piemēram, A-135 / A-235 raķetes, kas aizstāvēja Maskavu, var atklāt un uzbrukt mazam asteroīdam 850 kilometru augstumā. Dažām no šīm raķetēm ir kodollādiņi transatmosfēras teritorijām. Teorētiski pat ar vāju kaujas galvu pietiek, lai sāktu tāda ķermeņa iznīcināšanu kā Čeļabinskas vai Tunguskas meteorīts. Ja tas sadalās fragmentos, kas ir mazāki par desmit metriem, katrs no tiem degs augstu atmosfērā. Un radušais sprādziena vilnis pat nespēs izsist logus dzīvojamās ēkās.
Tomēr meteoroidu un asteroīdu, kas no kosmosa nokrīt uz Zemes, īpatnība ir tā, ka lielākā daļa no tiem pārvietojas ar ātrumu 17-74 kilometri sekundē. Tas ir 2–9 reizes ātrāk nekā pārtvērējraķetes A-135 / A-235. Iepriekš nav iespējams precīzi paredzēt asimetriska ķermeņa trajektoriju un neskaidru masu. Tāpēc pat labākās zemnieku pretraķešu raķetes nespēj trāpīt "Čeļabinskā" vai "Tungus". Turklāt šī problēma ir neizbēgama: raķetes ar ķīmiskām vielām fiziski nespēj nodrošināt ātrumu 70 kilometri sekundē vai lielāku. Turklāt varbūtība, ka asteroīds precīzi nokritīs uz Maskavu, ir minimāla, un citas pasaules lielās pilsētas pat šāda sistēma neaizsargā. Tas viss padara standarta pretraķešu aizsardzības sistēmu ļoti neefektīvu cīņā pret kosmosa draudiem.
Ķermeņus, kuru diametrs nepārsniedz simtu metru, parasti ir ļoti grūti pamanīt, pirms tie sāk krist uz Zemes. Tie ir mazi, parasti tumšas krāsas, tāpēc tos ir grūti saskatīt uz kosmosa melno dziļumu fona. Nederēs iepriekš nosūtīt viņiem kosmosa kuģi, lai mainītu viņu trajektoriju. Ja šādu debess ķermeni var redzēt, tas tiks izdarīts pēdējā brīdī, kad reaģēt gandrīz neatliek laika. Tātad augusta (2016) asteroīds tika pamanīts tikai divdesmit stundas pirms tuvošanās. Ir skaidrs, ka viņš precīzāk “tēmē” - un nekas vairs neapturētu debesu viesi. Secinājums: mums ir vajadzīgi daži citi “tuvcīņas” līdzekļi, kas ļauj pārtvert mērķus daudzas reizes ātrāk nekā mūsu labākās ballistiskās raķetes.
Reklāmas video:
Sākot ar 2016. gadu, mēs varēsim redzēt lielāko daļu ķermeņu, kuru diametrs pārsniedz 120 metrus. Tieši 2016. gadā bija paredzēts nodot Mauna Loa teleskopu Havaju salās. Tas būs otrais Havaju universitātes Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS). Tomēr jau pirms ieviešanas ATLAS jau bija redzējis savu pirmo Zemes tuvumā esošo asteroīdu, kura diametrs ir mazāks par 150 metriem.
Tomēr pat iepriekš atklātu simtiem metru lielu asteroīdu nevar ātri "izvietot" tā, lai tas izvairītos no sadursmes ar Zemi. Šeit problēma ir tā, ka tā kinētiskā enerģija ir tik liela, ka standarta kodoltermiskā kaujas galviņa vienkārši nevar izraisīt triecienu. Kontakta trieciens ar sadursmes ātrumu, kas pārsniedz 300 metrus sekundē, fiziski sasmalcina kodollādiņa elementus pat pirms tam, kad tam ir laiks eksplodēt: galu galā mehānismiem, kas nodrošina sprādzienu, ir vajadzīgs laiks. Turklāt, pēc NASA speciālistu aprēķiniem, pat ja kaujas galviņa brīnumainā kārtā uzsprāgst (sitot asteroīdu "no aizmugures", uzķeršanās kursā), tas gandrīz neko nemainīs. Simtiem metru diametra objektam ir tāds virsmas izliekums, ka vairāk nekā 90 procenti no kodolenerģijas sprādziena enerģijas vienkārši izkliedēsies kosmosā,bet neiet uz asteroīda orbītas korekciju.
Pastāv metode asteroīdu izliekuma aizsardzības un ātruma aizsardzības pārvarēšanai. Pēc Čeļabinskas ķermeņa krišanas NASA iepazīstināja ar hipervelocitātes asteroīdu pārtveršanas transportlīdzekļa (HAIV) koncepciju. Šī ir tandēma anti-asteroīdu sistēma, kurā galva ir sagatave, kas nav kodols. Koriģējot asteroīda orbītu, tas vispirms to trāpīs un ar ātrumu aptuveni desmit kilometri sekundē, atstājot aiz sevis nelielu krāteri. Tieši šajā piltuvē ir paredzēts nosūtīt HAIV otro daļu - kaujas galvu ar 300 kilotonu ražu līdz diviem megatoniem. Tieši tajā brīdī, kad HAIV otrā daļa nonāk piltuvē, bet vēl nav pieskāries tās apakšai, lādiņš uzsprāgs, un lielākā enerģijas daļa tiks nodota cietušajam asteroīdam.
Šeit ir vairāk par Apophysis un kad tas sadursies ar Zemi
Tomskas Valsts universitātes pētnieki nesen ir izstrādājuši līdzīgu pieeju, kā rīkoties ar vidēja lieluma asteroīdiem Skif superdatorā. Viņi simulēja Apophis tipa asteroīda detonāciju ar megatonu kodola galviņu. Tajā pašā laikā bija iespējams uzzināt, ka optimālais detonācijas moments būs tas, kad asteroīds iet garām zināmā attālumā no planētas pat pirms pēdējās pieejas planētai. Šajā gadījumā eksplodējušie gruveši turpinās ceļu prom no Zemes. Attiecīgi meteorītu plūsmas bīstamība no debess ķermeņa fragmentiem tiks samazināta līdz nullei. Un tas ir svarīgi: pēc vajadzīgās (megatonu) jaudas kodolsprādziena asteroīda gruveši radīs lielākus radiācijas draudus nekā Černobiļa.
No pirmā acu uzmetiena HAIV vai tā analogi novērsīs visas problēmas. Ķermeņi, kas atrodas mazāk nekā 300 metru attālumā, pēc šāda dubultā sitiena kritīs gabalos. Tikai aptuveni tūkstošdaļa no to masas nonāks Zemes atmosfērā. Lielāki ķermeņi, īpaši metāla asteroīdi, tik viegli nepadosies. Bet pat tajos vielas iztvaikošana no piltuves dos ievērojamu impulsu, ievērojami mainot sākotnējo orbītu. Saskaņā ar aprēķiniem vienam šādam anti-asteroīda "šāvienam" vajadzētu maksāt 0,5-1,5 miljardus dolāru - tīri sīkumi, mazāk nekā viena rovera vai B-2 bumbvedēja izmaksas.
Viena problēma ir tā, ka ir nepamatoti paļauties uz ieroci, kas vismaz nekad nav izmēģināts vismaz izmēģinājuma vietā. Un NASA pašlaik saņem apmēram vienu četrdesmito daļu ASV militāro izdevumu gadā. Ar tik pieticīgu normēšanu aģentūra vienkārši nespēj piešķirt simtiem miljonu HAIV testēšanai. Bet, pat ja šādi testi tiktu veikti, no tiem nebūtu lielas jēgas. Tas pats ATLAS sola brīdināt par asteroīda vidējo izmēru mēnesī vai pat pāris nedēļās. Šādā laikā nav iespējams izveidot HAIV no nulles, un pēc amerikāņu standartiem tas ir ļoti dārgs NASA pieticīgajam budžetam.
Cilvēces izredzes cīņā pret lieliem asteroīdiem - it īpaši kilometra garumā - no pirmā acu uzmetiena izskatās daudz labākas nekā maziem un vidējiem. Kilometru objektus vairumā gadījumu var redzēt, izmantojot jau izvietotos teleskopus, ieskaitot kosmosa. Protams, ne vienmēr: 2009. gadā tika atklāti Zemes tuvumā esošie asteroīdi, kuru diametrs bija 2-3 kilometri. Tas, ka šādi atklājumi joprojām notiek, nozīmē, ka varbūtība pēkšņi atklāt lielu ķermeni, kas tuvojas mūsu planētai, ir pat pašreizējā astronomijas attīstības līmenī. Tomēr ir pilnīgi acīmredzami, ka šādu objektu ar katru gadu samazinās un pārskatāmā nākotnē tie var nemaz nepalikt.
Pat mūsu valstij, neraugoties uz piešķirto valdības finansējuma trūkumu asteroīdu draudu meklēšanai, ir nozīmīga loma to izsekošanā. Vladimira Lipunova grupa no Maskavas Valsts universitātes 2012. gadā izveidoja globālu MASTER robotu teleskopu tīklu, aptverot gan vairākus vietējos, gan ārvalstu instrumentus. 2014. gadā MASTER tīkls atvēra četrsimt metru 2014. gada UR116, kas jau tuvākajā nākotnē potenciāli spēj sadurties ar mūsu planētu.
Tomēr lieliem asteroīdiem ir savas nepatīkamās īpašības. Pieņemsim, ka mēs uzzinājām, ka septiņdesmit kilometru garais Amic ar potenciāli nestabilu orbītu virzās uz Zemi. Ir iespējams to "apstrādāt" ar tandēmu HAIV ar kodoltermisko kaujas galviņu, taču tas radīs nevajadzīgus riskus. Ko darīt, ja to darot, mēs provocējam asteroīda zaudēt vienu no tā vaļīgajām daļām? Turklāt lieliem šāda veida ķermeņiem ir satelīti - tie paši nav tik mazi. Tuvumā esošais sprādziens spēj izraisīt asas izmaiņas satelīta orbītā, kas var novest traucēto ķermeni jebkur - un arī uz mūsu planētu.
Minēsim vienu piemēru. Iepriekš minētais MASTER teleskopu tīkls pirms pusotra gada atklāja 2014. gada UR116 mazāk nekā 13 miljonu kilometru attālumā no Zemes. Ja viņš būtu devies uz planētu pat ar mērenu ātrumu 17 kilometri sekundē - un mazāk nekā desmit dienās viņu ceļi būtu šķērsojuši. Ar satikšanās ātrumu 70 kilometri sekundē tas būtu bijis dienu jautājums. Ja termokodolsprādziens atdalās no vairāku kilometru ķermeņa gružu sērijas, viens no tiem var viegli paslīdēt prom no mūsu uzmanības. Un, kad tas parādīsies teleskopu redzes laukā dažu miljonu kilometru attālumā no mums, būs par vēlu sākt ražot citu HAIV pārtvērēju.
Protams, ar lieliem ķermeņiem, kuru sadursme ir iepriekš zināma, jūs varat mijiedarboties drošāk un bez sprādziena. Tātad, Jarkovska efekts pastāvīgi maina gandrīz visu asteroīdu orbītu un nerada draudus to dramatiskai iznīcināšanai vai satelītu zaudēšanai. Rezultāts ir tāds, ka Saules sildītā asteroīda daļa tās rotācijas laikā neizbēgami nokļūst neapgaismotā nakts zonā. Tur tas caur infrasarkano starojumu izstaro siltumu kosmosā. Pēdējo fotoni dod impulsu asteroīdam pretējā virzienā.
Tiek uzskatīts, ka šo efektu ir viegli izmantot, lai novirzītu lielos "dinozauru slepkavas" no bīstamas trajektorijas, kā tuvoties Zemei. Pietiek ar nelielu zondes nosūtīšanu asteroīdam, kurš nes robotu, ar baltu krāsu balonu. Izsmidzinot to uz lielas virsmas, jūs varat panākt asas izmaiņas Jarkovska efektā, kas iedarbojas uz ķermeni. Tādējādi balta virsma, piemēram, mazāk aktīvi izstaro fotonus, vājinot efekta spēku un mainot asteroīda kustības virzienu.
Var šķist, ka efekts jebkurā gadījumā ir pārāk mazs, lai kaut ko ietekmētu. Piemēram, asteroīdam Golevka, kura masa ir 210 miljoni tonnu, tas ir aptuveni 0,3 ņūtoni. Ko šāds "spēks" var mainīt attiecībā pret debess ķermeni? Dīvainā kārtā daudzus gadus ietekme būs diezgan nopietna. No 1991. līdz 2003. gadam Goļevkas trajektorija tās dēļ novirzījās no aprēķinātās par 15 kilometriem.
Ir arī citi veidi, kā lēnām noņemt lielu ķermeni no bīstamas orbītas. Uz asteroīda jūs varat uzstādīt saules buru no plēves vai pārmest tam oglekļa šķiedras tīklu (abas iespējas izstrādāja NASA). Abos gadījumos saules staru gaismas spiediens uz debess ķermeni palielināsies, kas nozīmē, ka tas pamazām virzīsies virzienā no Saules, izvairoties no sadursmes ar mums.
Zondes nosūtīšana ar krāsu, buru vai tīklu nozīmētu kosmosa misiju lielā attālumā, kas maksātu daudz vairāk nekā tandēma HAIV palaišana. Bet šī iespēja ir daudz drošāka: tā neradīs neparedzamas izmaiņas atlaista liela asteroīda orbītā. Attiecīgi tas neapdraudēs lielu fragmentu atdalīšanu no tā, kas nākotnē varētu nokrist uz Zemes.
Ir viegli redzēt, ka šādai aizsardzībai pret lielu asteroīdu ir vājās vietas. Mūsdienās nevienam nav pabeigta raķete ar robotu gleznotāju; tās sagatavošana lidojumam prasīs daudzus gadus. Turklāt dažreiz kosmiskās zondes saplīst. Ja ierīce "aizskrien" tālā komētā vai asteroīdā, piemēram, japāniete Hayabusa uz asteroīda Itokawa 2005. gadā, otrajam mēģinājumam gleznot kosmiskā mērogā, iespējams, neatliks laika. Vai nav drošāku metožu, kas izslēdz nedrošu kodolieroču bombardēšanu un ne vienmēr uzticamu zondu sūtīšanu? Ir, bet tie atkal ir ļoti neticami fantastiski, un tas ir nesaprotami, kad ir realizējami.
Rietumu valstīs situāciju pasliktina fakts, ka neviena administrācija neplāno kosmosa programmas ilgāk par dažiem gadiem. Visi pamatoti baidās, ka pēc varas nodošanas jaunā administrācija nekavējoties slēgs priekšgājēju dārgās programmas. Tāpēc nav jēgas tos sākt. Tādās valstīs kā ĶTR viss formāli ir labāk. Plānošanas horizonts tur tiek virzīts tālu nākotnē. Tomēr praksē viņiem nav ne tehnoloģisku (Ķīna), ne finansiālu iespēju (Krievija), lai izvietotu tandēma sistēmas, piemēram, HAIV, vai orbitālās lāzeru blokus, piemēram, DE-STAR.
Un kā ar ASV? Un pagājušajā gadā ASV nolēma patstāvīgi izveidot anti-meteorīta aizsardzību. Nu, protams! Viņi būs kā "Kapteinis Amerika", lai paši aizstāvētu Zemi no ienaidnieka! Nu, tāpat kā Holivudas filmās, jūs atceraties. Rezultāts būs "zilch", bet galvenais ir skaļi deklarēties.
Tas viss nozīmē, ka iepriekš minētie projekti tiks sākti tikai pēc nepamanīta ķermeņa vairāku megatonu sprādziena blīvi apdzīvotā vietā. Šāds notikums - kas parasti notiks agrāk vai vēlāk - noteikti izraisīs cilvēku zaudējumus.
Tikai pēc tam mēs varam droši gaidīt politiskās sankcijas par anti-asteroīdu aizsardzības sistēmu izveidi gan Rietumos, gan, iespējams, arī Krievijā.
Nu tīrajā rezultātā - ja kas, tad esam galā. Taisnība?