Kai vakar asteroidas 2005 YU55 važiavo arti Žemės, šis gana nerimastingai šalia skraidymo įrenginys daugeliui žmonių įdomu, ar mes sugebėtume atitraukti asteroidą, kuris savo kryptyje eina į sankryžą su Žeme.
Žinoma, artėjant stichinėms nelaimėms asteroido smūgis į Žemę būtų nepaprastai blogas. Net palyginti maži kosminiai akmenys gali nušluoti milijonus žmonių nuo planetos paviršiaus, o tikrai dideliems asteroidams - tokiems, kurie sukėlė „Chicxulub“ įvykį prieš 65 milijonus metų - mažai tikėtina, kad žmonija išgyvens. Ir vis dėlto, dėl visų jų niokojimų asteroidai suteikia žvilgsnį. Asteroido smūgio galima išvengti, nes turime laiko jį spręsti.
„Šiandien nė vienas žinomas asteroidas nėra susidūrimo su žeme maršrute“, - sakė daktaras Davidas Morrisonas iš NASA programos „Arti žemės objekto“ (NEO) programos, prieš kelerius metus iš kosmoso apsaugos tarnybos apklausos, kurioje ieškoma artimų artimųjų objektų. „Kosmoso sargybos tyrimas nesitiki rasti jokio didelio asteroido, kuris mums tiesiogiai kelia grėsmę. Jei vis dėlto tokia uola aptinkama susidūrimo metu, tada tikimės, kad taikysime tinkamą technologiją, kad ją nukreiptume prieš tai, kai jis atsitrenks. Asteroidų poveikis yra vienintelis natūralus pavojus, kurį iš esmės galime visiškai pašalinti. “
Yra keletas skirtingų būdų, kaip pakeisti asteroido orbitos kelią, tačiau koks yra geriausias būdas tai padaryti?
Pirmiausia šiek tiek pakalbėkime apie tai, su kuo mes susiduriame. Netoli Žemės esantis objektas yra asteroidas ar kometa, kurio orbita patenka į Žemės kaimynystę - viską, kas skrieja maždaug 195 milijonų kilometrų (120 milijonų mylių) atstumu nuo Žemės orbitos. Kai kurie objektai, keliaujantys su mumis milijonus metų, audžiasi į orbitos kelią ir iš jo. Galų gale vienas iš šių objektų netinkamu metu bus netinkamoje vietoje ir paveiks Žemę.
Visur astronomai žino šią problemą, todėl atliekama keletas tyrimų, skirtų aptikti ir kataloguoti visus galimus Žemę kertančius asteroidus, pavyzdžiui, „Spaceguard Survey“, siekiant atrasti visus arti esančius Žemės asteroidus, didesnius nei 1 km skersmens. Tokio dydžio uolienos gali baigtis civilizacija, kaip mes ją žinome, todėl būtų gerai žinoti, ar kuri nors iš jų eina mūsų keliu.
Bet net 140 metrų skersmens objektai padarys žalą regionams ir net milijonų žmonių mirtį, jei kas atsitrenktų į didelį miestą. Šios mažesnės uolienos taip pat yra prioritetas.
2011 m. Lapkričio 03 d. Buvo aptikti 8 421 arti Žemės esantys objektai. Apie 830 šių NEO yra asteroidai, kurių skersmuo yra maždaug 1 kilometras ar didesnis. Taip pat 1 262 iš šių NEO yra klasifikuojami kaip potencialiai pavojingi asteroidai, kurie gali artėti prie Žemės, o jų dydis yra pakankamai didelis, kad smūgio metu padarytų didelę regioninę žalą.
Be to, naujausi NASA plataus lauko infraraudonųjų spinduliuotės tyrimų tyrėjo arba WISE erdvėlaivio, kuris kartu su kitais tyrimais padėjo rasti apie 90 procentų didžiausių arti Žemės esančių asteroidų, rezultatai - astronomų vertinimu dabar yra maždaug 19 500 vidutinio dydžio asteroidų šalia Žemės. o tai reiškia, kad didžioji dalis šių vidutinio dydžio asteroidų dar turi būti atrasta. Tai yra nuo 100 iki 1 000 metrų (330–3 300 pėdų) pločio objektai.
Astronomai stengiasi sudaryti išsamų visų pavojingų kosminių uolienų sąrašą. O kas, jei ant jo yra mūsų vardas? Kokių veiksmų galime imtis, kad jį pasiektume ir sunaikintume ar bent pakeistume jo trajektoriją nuo susidūrimo su žeme?
Čia nekalbame apie „Armagedono“ ar „Deep Impact“ scenarijus; nėra galimybės sustabdyti asteroidą, kuris mums paveiks tik keletą mėnesių - mes nežinome, kaip ir neturime technologijos. Bet tarkime, mes įspėjome kelis dešimtmečius.
Kaip mes galime tai sustabdyti?
Buvęs „Apollo“ astronautas Rusty Schweickart yra ne kartą kalbėjęs su „Space Magazine“ ir pabrėžia, kad šiandien egzistuoja technologija, reikalinga asteroidui nukreipti. "Tai yra, mums nereikia įsitraukti į didelę technologijų plėtros programą, kad būtų galima nukreipti daugumą asteroidų, kurie galėtų kelti poveikio pavojų", - sakė jis. „Tačiau ta technologija nebuvo sudėta į sistemos dizainą ir nebuvo patikrinta, patikrinta ar įrodyta, kad ji iš tikrųjų galėtų nukreipti asteroidą. Taigi, mes turime išbandyti viską - išbandyti pačią seką, kurią panaudotume nukreipimo kampanijai. “
Geriausias būdas tai išbandyti būtų, jei NASA, o galbūt kosminių agentūrų konsorciumas atliktų tikrąją misiją išbandyti visą sistemą.
„Ne su asteroidu, keliančiu pavojų smūgiams, - sakė Schweickartas, - o ne su asteroidu, kuris tik rūpinasi savo verslu ir mes turėtume galimybę parodyti, kad galime šiek tiek pakeisti jo orbitą kontroliuojamu būdu“.
Schweickartas aprašė dviejų rūšių grėsmingo asteroido „nukreipimo kampanijas“: a kinetinis poveikis apytiksliai „pastumtų“ asteroidą į kitą orbitą (didesnę versiją to, kas nutiko su „Deep Impact“ erdvėlaiviu) ir sunkvežimis ar kosminis vilkikas lėtai trauktų ant asteroido, kad tiksliai nubrėžtų susidariusį pokyčių kelią, nenaudodamas nieko daugiau, kaip tik gravitacinį trauką tarp dviejų kūnų. Kartu šie du metodai sudaro visą įlinkio kampaniją, naudojant esamas technologijas.
Kokie yra keli variantai?
Susprogdinkite juo branduolius
Kiekviena Holivudo istorija, susijusi su asteroidais, visada apima branduolinių galvučių pakavimą į kosminį laivą ir tada išskrendantį susprogdinti asteroidą. Kaboom! Problema išspręsta? Ne visai. Šių filmų mokslas geriausiu atveju yra klaidinantis ir tikriausiai tiesiog neteisingas.
Be to, kaip pabrėžia Schweickartas, turbūt tai tikrai bloga idėja. Jis mano, kad kyla problema sukurti daugybę mažesnių ir lygiai taip pat mirtinų uolienų, susprogdinus didelį asteroidą (ir tai iš tikrųjų gali padidinti jo griaunamąją galią.) Tačiau 2010 m. Nacionalinės tyrimų tarybos paskelbtoje ataskaitoje mokslininkai pripažįsta kad branduoliniai sprogimai yra vienintelė dabartinė praktiška priemonė kovojant su dideliais NEO (skersmuo didesnis nei 1 kilometras) arba kaip atsarginė priemonė mažesniems, jei kiti metodai nepavyktų.
Yra dar vienas legalus laimikis. ĮBĮ IV straipsnis Sutartis dėl principų, reglamentuojančių valstybių veiklą tyrinėjant ir naudojant kosminę erdvę, įskaitant Mėnulį ir kitus dangaus kūnus draudžia šalims naudoti branduolinius ginklus kosmose. Įprastinius sprogmenis leidžiama naudoti, tačiau jie nėra tokie veiksmingi. Tačiau Schweickartas nerimauja, kad NASA gali būti atvira manipuliacijai, siekdama išplėsti kosminių branduolinių ginklų platinimą pagal tarptautinės „saugumo“ saugumą.
* Atnaujinimas: Beje, kitas švelninimo planas taip pat apima branduolinius ginklus ir yra vadinamas Branduolinė abliacija. Tai reikštų, kad kaušas turi būti detonuotas arti asteroido, o radiacija garuoja jo paviršių, sukurdama sprogstamąją jėgą ir greičio pasikeitimą.
Savo 2007 m. NEO seminaro ataskaitoje NASA programos analizė ir vertinimas nustatė, kad toks požiūris būtų 100 kartų efektyvesnis nei kinetinis smogtuvas.
Naudokite saulės burę
Norėdami sukurti elegantiškesnę idėją, o ne ją susprogdinti, fizikas Gregory Matloffas ištyrė dviejų burių saulės fotonų žadintuvo, naudojančio koncentruotą saulės energiją, naudojimo idėją. Viena iš burių, didelė parabolinė kolektorinė burė nuolatos būtų nukreipta į saulę ir nukreiptų saulės spindulius į mažesnę, judamą antrąją varomąją burę, kuri nukreiptų koncentruotos saulės spindulius į asteroido paviršių. Teoriškai sija būtų garinanti plotą paviršiuje, kad būtų sukurtas medžiagų aerojetas, kuris tarnautų kaip varomoji sistema ir pakeistų NEO trajektoriją.
Pririškite juos
Dar 2009 m. Davidas Frenchas, Šiaurės Karolinos valstijos universiteto aviacijos ir kosmoso inžinerijos doktorantas, turėjo idėją pririšti balastą prie asteroido su dirželiu. Taip elgdamasis prancūzas paaiškina: „jūs pakeisite objekto masės centrą, veiksmingai pakeisdami objekto orbitą ir leisdami jam praeiti pro Žemę, o ne paveikdami jį“.
Veidrodinės bitės
Kita elegantiškesnė technika taip pat naudoja koncentruotą šviesą, kad švelniai judėtų asteroidas. Šis projektas, kurį remia planetų draugija, vadinamas „Veidrodinės bitės“. Tam naudojamas daugybė mažų erdvėlaivių, kurių kiekvienas nešiojasi veidrodį, apsisukdamas aplink pavojingą asteroidą. Erdvėlaivis galėtų tiksliai pakreipti savo veidrodžius, kad saulės spinduliai būtų nukreipti į mažą asteroido vietą, garinant uolieną ir metalą, ir sukuriant perkaitintų dujų ir šiukšlių purkštuką. Arba kituose palydovuose galėtų būti galingi saulės spinduliuotės lazeriai, o lazeriai galėtų būti naudojami garinti uolieną. Asteroidas taptų nuosavos raketos degalais - ir lėtai asteroidas judėtų į naują trajektoriją.
Lazeriai
Kita įdomi Alabamos universiteto Huntsvilyje technika būtų lazerio sistemos patalpinimas į kosmosą arba būsimojoje Mėnulio bazėje. Aptikus potencialų Žemę kertantį asteroidą, lazeris nukreiptų į jį ir ilgą laiką šaudytų. Nedidelis kiekis medžiagos būtų nuplėštas nuo asteroido paviršiaus, kuris šiek tiek atitrauktų jo orbitą. Per ilgą laiką asteroido kurso pataisa padidės, paversdama tiesioginį smūgį artimu.
Plastiko pakuotė
Viena nepaprastai išradinga koncepcija apima palydovo naudojimą asteroidui apvynioti atspindinčių „Mylar“ lakštų juostelėmis. Uždengus tik pusę asteroido, jo paviršius pasikeis nuo nuobodaus iki atspindinčio, galbūt to pakaks, kad saulės slėgis pakeistų asteroido trajektoriją.
Mišių vairuotojai
Ši idėja apima kelių tūpimų naudojimą, kad būtų galima susirasti ir pritvirtinti prie grėsmingo asteroido, gręžti į jo paviršių ir dideliu greičiu išstumti nedidelius asteroido medžiagos kiekius, naudojant masinį važiavimo įrankį (bėgelį ar elektromagnetinį paleidiklį). Poveikis, pritaikytas per kelias savaites ar mėnesius, ilgainiui pakeis tikslinio asteroido heliocentrinį greitį ir taip pakeis artimiausią jo požiūrį į Žemę.
Kitos idėjos apima reguliaraus raketinio variklio pritvirtinimą prie asteroido; dažymas asteroidu, kad jis būtų tamsesnis ar lengvesnis, kad jis absorbuotų ir vėl spinduliuotų daugiau ar mažiau saulės spindulių, paveikdamas jo nugara ir galiausiai jo orbitą; ir piemens jonų pluoštą.
Civilinė gynyba (evakuacija, prieglobstis vietoje, neatidėliotinos infrastruktūros teikimas) yra ekonomiškai efektyvi švelninimo priemonė, skirta gyvybėms išgelbėti nuo mažiausių NEO padarinių, ir ji taip pat būtų būtina didesnių įvykių padarinių sušvelninimo dalis.
Svarbiausias pavojingo asteroido nukreipimo būdas yra jų ankstyvas suradimas, kad būtų galima sudaryti planą. Schweickartas sakė, kad jau per vėlu priimti sprendimus, kaip sumažinti grėsmę, kai kosminė uola jau yra pakeliui, ir kad visus sprendimus, kas bus padaryta ir kaip, reikia priimti dabar. „Tikroji problema yra tarptautinis bendradarbiavimas, todėl koordinuotai galime nuspręsti, ką daryti, ir veikti, kol dar nevėlu“, - sakė jis. „Jei mes atidėliosime ir ginčysimės dėl to, mes pasitiksime per kelią, kur yra per vėlu, ir imsimės įvertinimo“.
Norėdami gauti daugiau informacijos, skaitykite Tarptautinės kosmoso tyrinėtojų asociacijos (pirmininkė Schweickart) ataskaitoje: Asteroidų grėsmės: kvietimas visuotiniam reagavimui.
Nacionalinės tyrimų tarybos ataskaita: Žemės planetos gynimas: objektų, esančių šalia žemės, tyrimai ir pavojų mažinimo strategijos. Galutinė ataskaita.
Fraser Cain labai prisidėjo prie šio straipsnio.
