Предотвращение столкновения с астероидом

Впечатление художника от крупного ударного события. Столкновение Земли с астероидом диаметром в несколько километров высвободило бы столько же энергии, сколько одновременный взрыв нескольких миллионов ядерных зарядов.

Предотвращение столкновения с астероидом включает в себя ряд методов, с помощью которых можно отклонить объекты, сближающиеся с Землей (ОСЗ), для предотвращения событий разрушительного воздействия . Достаточно сильное столкновение астероида или других ОСЗ может вызвать, в зависимости от места его падения, массивное цунами или множественные огненные бури , а также зимнее столкновение, вызванное эффектом блокировки солнечного света из-за размещения большого количества измельченной каменной пыли и другого мусора в стратосферы .

Столкновение 66 миллионов лет назад между Землей и объектом шириной приблизительно 10 километров (6 миль), как полагают, привело к кратеру Чиксулуб и событию вымирания мелового и палеогенового периода, которое , по общему мнению, стало причиной исчезновения большинства динозавров .

Хотя вероятность крупного столкновения в ближайшем будущем невелика, есть уверенность, что оно произойдет в конечном итоге, если не будут приняты защитные меры. Астрономические события, такие как столкновение Шумейкера-Леви 9 с Юпитером и Челябинский метеор 2013 года , наряду с растущим числом объектов в Таблице рисков Sentry Risk Table , вновь привлекли внимание к таким угрозам.

В 2016 году ученый НАСА предупредил, что Земля не готова к такому событию. ^[1] В апреле 2018 года Фонд B612 сообщил: «Мы на 100 процентов уверены, что нас ударит [разрушительный астероид], но мы не на 100 процентов уверены, когда». ^{[2] [3]} Также в 2018 году физик Стивен Хокинг в своей последней книге « Краткие ответы на большие вопросы» назвал столкновение с астероидом самой большой угрозой для планеты. ^{[4] [5] [6]} Было описано несколько способов избежать столкновения с астероидом. ^[7] Тем не менее, в марте 2019 года ученые сообщили, что астероиды могут бытьуничтожить гораздо труднее, чем думали раньше. ^{[8] [9]} Кроме того, астероид может снова собрать себя под действием силы тяжести после разрушения. ^[10]

Усилия отклонения [ править ]

Согласно заключениям экспертов Конгресса США в 2013 году, НАСА потребуется как минимум пять лет подготовки, прежде чем можно будет запустить миссию по перехвату астероида. ^[11] В июне 2018 года Национальный совет по науке и технологиям США предупредил, что Америка не готова к столкновению с астероидом, и разработал и опубликовал « Национальный план действий по обеспечению готовности к сближающимся с Землей объектам », чтобы лучше подготовиться. ^{[12] [13] [14] [15]}

Большинство усилий по отклонению для большого объекта требуют от года до десятилетий предупреждения, что дает время для подготовки и выполнения проекта предотвращения столкновений, поскольку до сих пор не было разработано никакого известного аппаратного обеспечения планетарной защиты. Было подсчитано, что для успешного отклонения тела по траектории прямого столкновения необходимо изменение скорости всего на 3,5 / t × 10 ^-2 м · с ^-1 (где t - количество лет до возможного столкновения). Кроме того, при определенных обстоятельствах требуются гораздо меньшие изменения скорости. ^[16] Например, было подсчитано, что существует высокая вероятность того, что 99942 Апофиса пролетят над Землей в 2029 году с 10 ⁻⁴вероятность прохождения «замочной скважины» и возвращения по траектории удара в 2035 или 2036 году. Затем было определено, что отклонение от этой потенциальной траектории возврата за несколько лет до поворота может быть достигнуто с изменением скорости на порядок 10 ⁻⁶  мс ⁻¹ . ^[17]

Столкновение с Землей астероидом длиной 10 километров (6,2 мили) исторически вызывало событие уровня вымирания из-за катастрофического повреждения биосферы . Также существует угроза попадания комет внутрь Солнечной системы. Скорость удара долгопериодической кометы, вероятно, будет в несколько раз больше, чем у околоземного астероида , что сделает ее удар гораздо более разрушительным; кроме того, время предупреждения вряд ли превысит несколько месяцев. ^[18] Удары от объектов размером до 50 метров (160 футов) в диаметре, которые встречаются гораздо чаще, исторически являются чрезвычайно разрушительными на региональном уровне (см. Кратер Барринджера ).

Прежде чем решить, какая стратегия подходит, полезно также выяснить материальный состав объекта. Такие миссии, как зонд Deep Impact 2005 года , предоставили ценную информацию о том, чего ожидать.

REP. СТЮАРТ: ... способны ли мы технологически запустить что-то, что могло бы перехватить [астероид]? ... ДР. А'ХАРН: Нет. Если бы у нас уже были планы космических кораблей, это заняло бы год ... Я имею в виду типичную небольшую миссию ... требуется четыре года с момента утверждения до начала запуска ...

-  Член палаты представителей Крис Стюарт (справа, штат Юта) и доктор Майкл Ф. А'Хирн , 10 апреля 2013 г., Конгресс США ^[11]

История правительственных мандатов [ править ]

Усилия по прогнозированию столкновения с астероидом были сосредоточены на методе съемки. Семинар по перехвату сближающихся с Землей объектов, спонсируемый НАСА в 1992 году, организованный Лос-Аламосской национальной лабораторией, оценил проблемы, связанные с перехватом небесных объектов, которые могут поразить Землю. ^[19] В отчете для НАСА от 1992 года ^[20] было рекомендовано скоординированное исследование Spaceguard Survey для обнаружения, проверки и проведения последующих наблюдений за астероидами, пересекающими Землю. Ожидалось, что в ходе этого обзора будет обнаружено 90% этих объектов размером более одного километра в течение 25 лет. Три года спустя еще один отчет НАСА ^[21] рекомендовали поисковые исследования, которые позволили бы обнаружить 60–70% короткопериодических сближающихся с Землей объектов размером более одного километра в течение десяти лет и получить 90% полноты в течение еще пяти лет.

В 1998 году НАСА официально поставило цель найти и каталогизировать к 2008 году 90% всех околоземных объектов (ОСЗ) диаметром 1 км и более, которые могут представлять опасность столкновения с Землей. Метрика диаметра 1 км была выбрана после того, как обширное исследование показало, что удар объекта размером менее 1 км может вызвать значительный локальный или региональный ущерб, но вряд ли вызовет всемирную катастрофу. ^[20] Удар объекта, диаметр которого намного превышает 1 км, вполне может привести к всемирному ущербу, вплоть до исчезновения человека.. Обязательства НАСА привели к финансированию ряда усилий по поиску ОСЗ, в результате которых к 2008 г. был достигнут значительный прогресс в достижении цели 90%. Однако открытие в 2009 г. нескольких ОСЗ диаметром примерно 2–3 км (например, 2009 CR ₂ , 2009 HC ₈₂ , 2009 KJ , 2009 MS и 2009 OG ) продемонстрировали, что еще предстоит обнаружить крупные объекты.

Представитель Соединенных Штатов Джордж Э. Браун-младший (штат Калифорния) был процитирован как выразивший свою поддержку проектов планетарной защиты в Air & Space Power Chronicles , сказав: «Если когда-нибудь в будущем мы обнаружим заранее, что астероид, который является достаточно большой, чтобы вызвать массовое вымирание, которое поразит Землю, а затем мы изменим курс этого астероида так, чтобы он не поразил нас, это будет одним из самых важных достижений во всей истории человечества ». ^[22]

Из-за давней приверженности конгрессмена Брауна защите планет в его честь был назван законопроект Палаты представителей США HR 1022: Закон Джорджа Э. Брауна-младшего об исследованиях объектов, сближающихся с Землей. Этот законопроект, «предусматривающий программу исследования объектов, сближающихся с Землей, для обнаружения, отслеживания, каталогизации и характеристики некоторых астероидов и комет, сближающихся с Землей» был внесен в марте 2005 г. республиканцем Даной Рорабахер (R-CA). ^[23] В конечном итоге он был включен в S.1281, Закон о санкционировании НАСА 2005 г. , принятый Конгрессом 22 декабря 2005 г., впоследствии подписанный президентом и частично гласящий:

Конгресс США заявил, что общее благополучие и безопасность Соединенных Штатов требуют, чтобы уникальная компетенция НАСА была направлена ​​на обнаружение, отслеживание, каталогизацию и характеризацию околоземных астероидов и комет, чтобы обеспечить предупреждение и смягчение потенциальной опасности. таких околоземных объектов к Земле. Администратор НАСА должен спланировать, разработать и внедрить программу исследования сближающихся с Землей объектов для обнаружения, отслеживания, каталогизации и характеристики физических характеристик сближающихся с Землей объектов, равных или превышающих 140 метров в диаметре, с целью оценки угрозы такие околоземные объекты к Земле.Целью программы Обзора должно быть достижение 90% завершения своего каталога объектов, сближающихся с Землей (на основе статистически предсказанных популяций объектов, сближающихся с Землей) в течение 15 лет после даты вступления в силу настоящего Закона. Администратор НАСА должен передать Конгрессу не позднее, чем через 1 год после даты вступления в силу настоящего Закона первоначальный отчет, содержащий следующее: (А) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА может использовать для выполнения программы Обзора, включая наземные: базируемые и космические альтернативы с техническими описаниями. (B) Рекомендуемый вариант и предлагаемый бюджет для выполнения программы обследования в соответствии с рекомендуемым вариантом. (C) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА могло бы использовать для отклонения объекта от вероятного курса столкновения с Землей.Администратор НАСА должен передать Конгрессу не позднее, чем через 1 год после даты вступления в силу настоящего Закона первоначальный отчет, содержащий следующее: (А) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА может использовать для выполнения программы Обзора, включая наземные: базируемые и космические альтернативы с техническими описаниями. (B) Рекомендуемый вариант и предлагаемый бюджет для выполнения программы обследования в соответствии с рекомендуемым вариантом. (C) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА могло бы использовать для отклонения объекта от вероятного курса столкновения с Землей.Администратор НАСА должен передать Конгрессу не позднее, чем через 1 год после даты вступления в силу настоящего Закона первоначальный отчет, содержащий следующее: (А) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА может использовать для выполнения программы Обзора, включая наземные: базируемые и космические альтернативы с техническими описаниями. (B) Рекомендуемый вариант и предлагаемый бюджет для выполнения программы обследования в соответствии с рекомендуемым вариантом. (C) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА могло бы использовать для отклонения объекта от вероятного курса столкновения с Землей.включая альтернативы наземного и космического базирования с техническими описаниями. (B) Рекомендуемый вариант и предлагаемый бюджет для выполнения программы обследования в соответствии с рекомендуемым вариантом. (C) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА могло бы использовать для отклонения объекта от вероятного курса столкновения с Землей.включая альтернативы наземного и космического базирования с техническими описаниями. (B) Рекомендуемый вариант и предлагаемый бюджет для выполнения программы обследования в соответствии с рекомендуемым вариантом. (C) Анализ возможных альтернатив, которые НАСА могло бы использовать для отклонения объекта от вероятного курса столкновения с Землей.

Результатом этой директивы стал отчет, представленный Конгрессу в начале марта 2007 года. Это было исследование анализа альтернатив (AoA), проведенное отделом анализа и оценки программ НАСА (PA&E) при поддержке внешних консультантов, Aerospace Corporation, NASA Langley Research. Center (LaRC) и SAIC (среди прочих).

См. Также Улучшение прогнозирования ударов .

Текущие проекты [ править ]

Центр малых планет в Кембридже, штат Массачусетс , каталогизирует орбиты астероидов и комет с 1947 года. Недавно к нему добавились исследования, специализирующиеся на обнаружении околоземных объектов (ОСЗ), многие из которых (по состоянию на начало 2007 года) финансируются НАСА. Офис программы по объектам, сближающимся с Землей, в рамках программы Spaceguard Один из самых известных - LINEAR , начатый в 1996 году. К 2004 году LINEAR обнаруживал десятки тысяч объектов каждый год, и на его долю приходилось 65% всех обнаружений новых астероидов. ^[24] LINEAR использует два однометровых телескопа и один полуметровый телескоп, базирующиеся в Нью-Мексико. ^[25]

Sky Survey Catalina (CSS) проводится на Steward Observatory «s Каталина станции , расположенной рядом с Тусоне, штат Аризона , в Соединенных Штатах. В нем используются два телескопа: 1,5-метровый (60-дюймовый) телескоп f / 2 на пике горы Леммон и 68-см (27-дюймовый) телескоп Шмидта f / 1,7 возле горы Бигелоу (оба в Тусоне, штат Аризона). площадь). В 2005 году CSS стал самым плодотворным исследованием ОСЗ, превзойдя Линкольн по исследованию околоземных астероидов (LINEAR) по общему количеству ОСЗ и потенциально опасных астероидов, обнаруживаемых ежегодно с тех пор. CSS обнаружила 310 ОСЗ в 2005 г., 396 - в 2006 г., 466 - в 2007 г. и в 2008 г. - 564 ОСЗ. ^[26]

Spacewatch , использующий 90-сантиметровый телескоп, расположенный в обсерватории Китт-Пик в Аризоне, оснащенный автоматическим наведением, визуализацией и анализирующим оборудованием для поиска злоумышленников в небе, был создан в 1980 году Томом Герелсом и Робертом С. Макмилланом из Луны и планетарной лабораторией Университета Аризоны в Тусоне, которой в настоящее время управляет Макмиллан. В рамках проекта Spacewatch был приобретен 1,8-метровый телескоп, также расположенный на Китт-Пике, для поиска ОСЗ, и был предоставлен старый 90-сантиметровый телескоп с улучшенной электронной системой формирования изображений с гораздо большим разрешением, улучшив его возможности поиска. ^[27]

Другие программы отслеживания сближающихся с Землей объектов включают слежение за околоземными астероидами (NEAT), поиск околоземных объектов обсерватории Лоуэлла (LONEOS), обсерваторию околоземных объектов Campo Imperatore (CINEOS), Японскую ассоциацию космических стражей и обследование астероидов Asiago-DLR. . ^[28] Pan-STARRS завершила строительство телескопа в 2010 году, и сейчас он ведет активные наблюдения.

Действующая в настоящее время система последнего оповещения об астероидных столкновениях с землей часто проводит сканирование неба с целью обнаружения на более поздних стадиях столкновения на орбите астероида. Это было бы слишком поздно для отклонения, но все же успело бы эвакуироваться и подготовиться к пострадавшему региону Земли.

Еще один проект, при поддержке Европейского Союза , является NEOShield , ^[29] , который анализирует реалистичные варианты для предотвращения столкновения ОСЗ с Землей. Их цель - предоставить проекты тестовых миссий для реалистичных концепций смягчения последствий ОСЗ. В проекте особое внимание уделяется двум аспектам. ^[29]

1. Первый - это сосредоточение внимания на технологическом развитии основных методов и инструментов, необходимых для наведения, навигации и управления (GNC) в непосредственной близости от астероидов и комет. Это, например, позволит поражать такие тела космическим аппаратом с высокоскоростным кинетическим ударником и наблюдать за ними до, во время и после попытки смягчения последствий, например, для определения орбиты и мониторинга.
2. Второй посвящен уточнению характеристик объектов, сближающихся с Землей (NEO). Кроме того, NEOShield-2 будет проводить астрономические наблюдения за ОСЗ, чтобы улучшить понимание их физических свойств, уделяя особое внимание меньшим размерам, вызывающим наибольшую озабоченность в целях смягчения последствий, и определять дополнительные объекты, подходящие для миссий по физическим характеристикам и демонстрации отклонения ОСЗ. ^[30]

« Spaceguard » это имя для этих слабо связанных программ, некоторые из которых получают финансирование НАСА , чтобы удовлетворить требование Конгресса США , чтобы обнаружить 90% околоземные астероиды над диаметром 1 км к 2008 году ^[31] В 2003 годе исследования НАСА о последующем Программа -on предлагает потратить 250–450 миллионов долларов США на обнаружение к 2028 году 90% всех сближающихся с Землей астероидов размером 140 метров и более ^[32].

NEODyS - это онлайн-база данных известных ОСЗ.

Миссия Стража [ править ]

B612 Foundation является частным некоммерческим фондом со штабом - квартирой в Соединенных Штатах, посвященной защиту Земли от астероидов ударов . Его возглавляют в основном ученые, бывшие астронавты и инженеры из Института перспективных исследований , Юго-Западного исследовательского института , Стэнфордского университета , НАСА и космической отрасли .

Как неправительственная организация, она провела два направления связанных исследований, чтобы помочь обнаружить ОСЗ, которые однажды могут столкнуться с Землей, и найти технологические средства, позволяющие изменить их путь и избежать таких столкновений. Цель фонда заключается в разработке и построить финансируемым из частных источников астероид ознакомительной космический телескоп , Страж , который должен быть запущен в 2017-2018 гг. Инфракрасный телескоп Sentinel, когда-то находящийся на орбите, аналогичной орбите Венеры , поможет идентифицировать угрожающие ОСЗ, каталогизируя 90% из них диаметром более 140 метров (460 футов), а также исследуя более мелкие объекты Солнечной системы. ^{[33] [34] [35]}

Данные, собранные Sentinel, помогут идентифицировать астероиды и другие ОСЗ, которые представляют риск столкновения с Землей, путем передачи в научные сети обмена данными, включая НАСА и академические учреждения, такие как Центр малых планет. ^{[34] [35] [36]} Фонд также предлагает отклонение астероидов от потенциально опасных ОСЗ с помощью гравитационных тракторов для отклонения их траекторий от Земли, ^{[37] [38]} концепция, совместно изобретенная генеральным директором организации, физиком. и бывший астронавт НАСА Эд Лу . ^[39]

Перспективные проекты [ править ]

Orbit @ home намеревается предоставить распределенные вычислительные ресурсы для оптимизации стратегии поиска. 16 февраля 2013 года проект был остановлен из-за отсутствия грантового финансирования. ^[40] Однако 23 июля 2013 года проект orbit @ home был выбран для финансирования программой НАСА по наблюдению за объектами, сближающимися с Землей, и должен был возобновить работу где-то в начале 2014 года. ^[41] По состоянию на 13 июля 2018 года проект является в автономном режиме согласно его веб-сайту. ^[42]

Ожидается, что Большой синоптический обзорный телескоп , который в настоящее время находится в стадии строительства, выполнит комплексную съемку с высоким разрешением, начиная с начала 2020-х годов.

Обнаружение из космоса [ править ]

8 ноября 2007 года в комитете по науке и технике в сегодня подкомитет по космосу и аэронавтике провел слушание , чтобы исследовать состояние программы обследования объектов околоземного НАСА. Перспектива использования Wide-field Infrared Survey Explorer была предложена представителями НАСА. ^[43]

WISE исследовал небо в инфракрасном диапазоне с очень высокой чувствительностью. Астероиды, поглощающие солнечное излучение, можно наблюдать в инфракрасном диапазоне. Он использовался для обнаружения ОСЗ, а также для выполнения своих научных задач. Прогнозируется, что WISE сможет обнаружить 400 ОСЗ (примерно два процента от оценочной популяции ОСЗ, представляющих интерес) в течение одногодичной миссии.

NEOSSat , спутник наблюдения за околоземными объектами, представляет собой микроспутник, запущенный в феврале 2013 года Канадским космическим агентством (CSA) и предназначенный для поиска ОСЗ в космосе. ^{[44] [45]} Кроме того, сближающийся с Землей объект WISE (NEOWISE) , расширение миссии WISE , началось в сентябре 2013 года (в рамках второго расширения миссии) для поиска астероидов и комет, близких к орбите Земли . ^{[46] [47]}

Deep Impact [ править ]

Исследование, опубликованное в выпуске журнала Nature от 26 марта 2009 г. , описывает, как ученым удалось идентифицировать астероид в космосе до того, как он вошел в атмосферу Земли, что позволило компьютерам определить область его происхождения в Солнечной системе, а также предсказать время прибытия. и местонахождение на Земле его разрушенных уцелевших частей. Астероид диаметром четыре метра, названный 2008 TC 3 , был впервые замечен автоматическим телескопом Catalina Sky Survey 6 октября 2008 года. Расчеты правильно предсказали, что он упадет через 19 часов после открытия в Нубийскую пустыню на севере Судана. ^[48]

Был идентифицирован ряд потенциальных угроз, таких как 99942 Apophis (ранее известный под своим предварительным обозначением 2004 MN ₄ ), который в 2004 году временно имел вероятность воздействия около 3% на 2029 год. Дополнительные наблюдения снизили эту вероятность до нуля. . ^[49]

Схема расчета вероятности удара [ править ]

Этот раздел в значительной степени или полностью основан на одном источнике . Соответствующее обсуждение можно найти на странице обсуждения . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на дополнительные источники. Найти источники:  «Предотвращение столкновения с астероидом»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( декабрь 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Эллипсы на диаграмме справа показывают прогнозируемое положение примерного астероида при ближайшем сближении с Землей. Сначала, всего за несколько наблюдений за астероидами, эллипс ошибки очень большой и включает в себя Землю. Дальнейшие наблюдения уменьшат эллипс ошибок, но он все еще включает Землю. Это увеличивает прогнозируемую вероятность столкновения, поскольку Земля теперь покрывает большую часть области ошибки. Наконец, еще больше наблюдений (часто радиолокационные наблюдения или открытие предыдущего наблюдения того же астероида на архивных изображениях) сокращают эллипс, показывая, что Земля находится за пределами области ошибки, и вероятность столкновения близка к нулю. ^[50]

Для астероидов, которые фактически находятся на пути к столкновению с Землей, прогнозируемая вероятность столкновения продолжает расти по мере того, как проводится больше наблюдений. Подобная картина затрудняет различие между астероидами, которые подойдут только близко к Земле, и теми, которые действительно столкнутся с ней. Это, в свою очередь, затрудняет принятие решения о том, когда подавать сигнал тревоги, поскольку для получения большей уверенности требуется время, что сокращает время, доступное для реагирования на прогнозируемое воздействие. Однако слишком раннее поднятие тревоги может вызвать ложную тревогу и создать эффект Мальчика, который плакал, Волка, если астероид на самом деле не пройдет мимо Земли.

Стратегии предотвращения столкновений [ править ]

Различные методы предотвращения столкновений имеют разные компромиссы в отношении таких показателей, как общая производительность, стоимость, риски сбоев, операции и готовность технологий. ^[51] Существуют различные методы изменения курса астероида / кометы. ^[52] Их можно различать по различным типам атрибутов, таким как тип смягчения (отклонение или фрагментация), источник энергии (кинетический, электромагнитный, гравитационный, солнечный / тепловой или ядерный) и стратегия подхода (перехват, ^{[53] [54]} рандеву или удаленная станция).

Стратегии делятся на два основных набора: фрагментация и задерживать. ^{[52] [55]} Фрагментация сосредотачивается на обезвреживании ударника, разбивая его на части и разбрасывая осколки так, что они не попадают в Землю или становятся достаточно маленькими для сгорания в атмосфере. Задержка использует тот факт, что и Земля, и ударник находятся на орбите. Удар происходит, когда оба достигают одной и той же точки в космосе в одно и то же время, или, вернее, когда какая-то точка на поверхности Земли пересекает орбиту ударника, когда ударник прибывает. С Землиимеет диаметр около 12 750 км и движется на расстоянии ок. На своей орбите со скоростью 30 км в секунду он преодолевает расстояние в один диаметр планеты примерно за 425 секунд, или чуть более семи минут. Задержка или опережение прибытия ударника на время такой величины может, в зависимости от точной геометрии удара, привести к тому, что ударник пройдет мимо Земли. ^[56]

Стратегии предотвращения столкновений также можно рассматривать как прямые или косвенные, а также по тому, насколько быстро они передают энергию объекту. Прямые методы, такие как ядерные взрывчатые вещества или кинетические ударные элементы, быстро перехватывают путь болида. Предпочтительны прямые методы, поскольку они обычно менее затратны по времени и деньгам. Их эффект может быть немедленным, что позволяет сэкономить драгоценное время. Эти методы будут работать для угроз с кратковременным и долгим уведомлением и наиболее эффективны против твердых объектов, которые можно толкнуть напрямую, но в случае кинетических ударных элементов они не очень эффективны против больших рыхлых груд щебня. Косвенные методы, такие как гравитационные тракторы , установка ракет или массовые водители, намного медленнее. Они требуют подъезда к объекту, изменения курса до 180 градусов длякосмическое рандеву , а затем потребуется гораздо больше времени, чтобы изменить траекторию астероида ровно настолько, чтобы он пропустил Землю. ^{[ необходима цитата ]}

Считается, что многие ОСЗ представляют собой "летающие груды обломков ", которые лишь слабо удерживаются вместе гравитацией, и попытка отклонения кинетического ударника типичного размера космического корабля может просто разбить объект или разбить его на части без достаточной корректировки его курса. ^[57] Если астероид разобьется на фрагменты, любой фрагмент размером более 35 метров не сгорит в атмосфере и сам может столкнуться с Землей. Отслеживание тысяч осколков, похожих на картечь, которые могут образоваться в результате такого взрыва, было бы очень сложной задачей, хотя фрагментация была бы предпочтительнее, чем бездействие, позволяя первоначально более крупному обломочному телу, которое аналогично выстрелу и восковой пули , удариться Земля.

В симуляциях Cielo, проведенных в 2011–2012 годах, в которых скорость и количество доставки энергии были достаточно высокими и соответствовали размеру груды обломков, например, после индивидуального ядерного взрыва, результаты показали, что любые фрагменты астероида, созданные после импульса энергоинформационной поставляется, не будет представлять угрозу повторной связывающей ( в том числе и для тех , с формой астероида Итокава ) , но вместо этого быстро достичь скорости отрыва от своего родительского тела (что для Итокава составляет около 0,2 м / с) и , следовательно , движение вне траектории столкновения с землей. ^{[58] [59] [60]}

Ядерное взрывное устройство [ править ]

Инициирование ядерного взрывного устройства над , на или немного ниже поверхности угрожающего небесного тела является потенциальным вариантом отклонения, при этом оптимальная высота взрыва зависит от состава и размера объекта. ^{[65] [66] [67]} Не требуется испарение всего ОСЗ, чтобы уменьшить угрозу столкновения. В случае угрозы приближения от «груды щебня» зазор или высота детонации над конфигурацией поверхности были предложены как средство предотвращения потенциального разрушения груды щебня. ^[68] Энергичные нейтроны и мягкое рентгеновское излучение.высвобождаемые детонацией, которые не проникают в материю, ^[69] преобразуются в тепловое тепло при встрече с веществом поверхности объекта, аблятивно испаряя все участки поверхности объекта, открытые для прямой видимости, на небольшую глубину, ^[68] поворачивая поверхность материал, который он нагревает до выброса , и, аналогично выбросу из выхлопа химического ракетного двигателя , изменяя скорость, или "подталкивая", объект сбивается с курса в результате реакции, следуя третьему закону Ньютона , при этом выброс идет в одну сторону, а объект продвигается в другом. ^{[68] [70]}В зависимости от энергии взрывного устройства, результирующий эффект выхлопа ракеты , созданный высокой скоростью выброса испаренной массы астероида в сочетании с небольшим уменьшением массы объекта, приведет к достаточному изменению орбиты объекта, чтобы он промахнулся. Земля. ^{[58] [70]}

Была предложена сверхскоростная миссия по смягчению последствий астероидов для экстренного реагирования (HAMMER). ^[71]

Противостояние [ править ]

Если объект очень большой, но по-прежнему представляет собой кучу плохо скрепленных обломков, решение состоит в том, чтобы взорвать одно или несколько ядерных взрывных устройств рядом с астероидом на высоте 20 метров (66 футов) или больше. над его поверхностью, ^{[ цитата необходима ],} чтобы не сломать потенциально слабо удерживаемый объект. При условии, что эта стратегия противостояния была реализована достаточно заблаговременно, сила от достаточного количества ядерных взрывов изменила бы траекторию объекта настолько, чтобы избежать столкновения, согласно компьютерному моделированию и экспериментальным данным от метеоритов, подвергшихся тепловому рентгеновскому излучению. импульсы Z-машины . ^[72]

В 1967 году аспирантам под руководством профессора Пола Сандорфа из Массачусетского технологического института было поручено разработать метод предотвращения гипотетического 18-месячного столкновения с Землей астероидом 1566 Икар шириной 1,4 км , объектом, который регулярно сближается с Землей, иногда на 16 лунных расстояний . ^[73] Чтобы выполнить задачу в установленные сроки и с ограниченными материальными знаниями о составе астероида, была разработана система переменного противостояния. Это могло бы использовать несколько модифицированных Saturn Vракеты, отправленные на курсы перехвата, и создание нескольких ядерных взрывных устройств в диапазоне энергий 100 мегатонн - по совпадению, такое же, как максимальная мощность советской Царь-бомбы была бы, если бы использовалась урановая трамбовка, - поскольку каждый полезная нагрузка ракетного корабля . ^{[74] [75]} Исследование дизайна было позже опубликовано как проект «Икар» ^[76], который послужил источником вдохновения для фильма 1979 года « Метеор» . ^{[75] [77] [78]}

Анализ НАСА альтернатив отклонения, проведенный в 2007 году, показал:

По оценкам, ядерные противостоящие взрывы в 10–100 раз более эффективны, чем неядерные альтернативы, проанализированные в этом исследовании. Другие методы, связанные с использованием ядерных взрывчатых веществ на поверхности или под землей, могут быть более эффективными, но они сопряжены с повышенным риском разрушения целевой ОСЗ. Они также несут более высокие риски разработки и эксплуатации. ^[79]

В том же году НАСА выпустило исследование, в котором предполагалось, что астероид Апофис (диаметром около 300 метров или 1000 футов) имеет гораздо меньшую плотность груды щебня (1500 кг / м ³ или 100 фунтов / куб футов) и, следовательно, меньшая масса, чем сейчас известно, и в исследовании предполагается, что он будет на траектории столкновения с Землей в 2029 году. В этих гипотетических условиях в отчете определяется, что «космического корабля Cradle» будет достаточно для отклонения это от удара Земли. Этот концептуальный космический корабль содержит шесть пакетов физики B83 , каждый из которых рассчитан на максимальную мощность 1,2 мегатонны ^[70], собранных вместе и поднятых транспортным средством Ares V где-то в 2020-х годах, причем каждый B83 будет взорван.взорваться над поверхностью астероида на высоте 100 метров или 330 футов («1/3 диаметра объекта» в качестве противостояния), один за другим, с часовыми интервалами между каждым взрывом. Результаты этого исследования показали, что однократное использование этого варианта «может отклонять ОСЗ [100–500 метров или 330–1640 футов в диаметре] за два года до столкновения, а также более крупные ОСЗ с предупреждением не менее чем за пять лет». ^{[70] [80]} Авторы считают эти показатели эффективности «консервативными», и учитывались только тепловые рентгеновские лучи устройств B83, а нагрев нейтронами не учитывался для простоты расчетов. ^{[80] [81]}

Использование поверхности и недр [ править ]

В 2011 году директор Исследовательского центра отклонения астероидов в Университете штата Айова доктор Бонг Ви (ранее публиковавший исследования кинетического отклонения ударного элемента ^[57] ) начал изучать стратегии, которые могли бы иметь дело с 50-500-метровыми лучами. диаметром (200–1600 футов), когда время падения на Землю составляло менее одного года. Он пришел к выводу, что для обеспечения необходимой энергии ядерный взрыв или другое событие, которое может дать такую ​​же мощность, являются единственными методами, которые могут работать против очень большого астероида в эти временные рамки.

Эта работа привела к созданию концептуальной сверхскоростной машины перехвата астероидов (HAIV), которая сочетает в себе кинетический ударный элемент для создания начального кратера для последующей подповерхностной ядерной детонации внутри этого начального кратера, что обеспечит высокую степень эффективности при взрыве. преобразование ядерной энергии, которая высвобождается при взрыве, в энергию движения астероида. ^[83]

Аналогичное предложение могло бы использовать ядерное устройство с поверхностным детонированием вместо кинетического ударного элемента для создания первоначального кратера, а затем использовать кратер в качестве сопла ракеты для направления последующих ядерных взрывов.

На конференции NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) 2014 года Ви и его коллеги заявили, что «у нас есть решение, используя нашу базовую концепцию, чтобы иметь возможность смягчить угрозу столкновения с астероидом с любым диапазоном предупреждений». Например, согласно их компьютерным моделям, с временем предупреждения 30 дней, астероид шириной 300 метров (1000 футов) будет нейтрализован ^{[ неопределенно ]} с помощью одного HAIV с массой менее 0,1% от массы разрушенного объекта. потенциально поражающий Землю, что для сравнения было бы более чем приемлемым. ^{[ требуется дальнейшее объяснение ] [84] [85]}

В 2015 году, Wie сотрудничал с датским проектом Астероид обороны по чрезвычайным ситуациям (EADP), ^[86] , который в конечном счете намеревается краудсорсинга достаточно средств для проектирования, сборки и хранения HAIV космических аппаратов неядерного как планетарного страхования. Для угрожающих столкновений астероидов, слишком больших и / или слишком близких к Земле, чтобы их можно было эффективно отклонить с помощью неядерного подхода HAIV, предназначены ядерные взрывные устройства (с мощностью 5% взрывчатого вещества, чем те, которые используются для стратегии противостояния). заменяются под международным контролем, когда возникают условия, в которых это необходимо. ^[87]

Возможность отклонения кометы [ править ]

После столкновения кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером в 1994 году Эдвард Теллер предложил коллективу бывших американских и российских разработчиков оружия времен холодной войны на семинаре по планетарной защите в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) в 1995 году , что они совместно разработают проект. ядерное взрывное устройство мощностью в одну гигатонну , что эквивалентно кинетической энергии астероида диаметром в один километр (0,62 мили). ^{[88] [89] [90]} Теоретическое устройство на одну гигатонну будет весить около 25–30 тонн, достаточно легкого, чтобы его можно было поднять на « Энергии».ракета. Его можно использовать для мгновенного испарения астероида длиной один километр (0,62 мили), отклонения траектории астероидов класса событий вымирания (более 10 километров или 6,2 мили в диаметре) в короткие сроки за несколько месяцев. С уведомлением за один год и в месте перехвата не ближе Юпитера он также может иметь дело с еще более редкими короткопериодическими кометами, которые могут выйти из пояса Койпера и пройти мимо земной орбиты в течение двух лет. ^{[ требуется уточнение ]} Для комет этого класса с максимальным расчетным диаметром 100 километров (62 мили) Харон служил гипотетической угрозой. ^{[88] [89] [90]}

В 2013 году соответствующие национальные лаборатории США и России подписали соглашение, которое включает намерение сотрудничать в области защиты от астероидов. ^[91]

Настоящая возможность [ править ]

В отчете GAO за апрель 2014 г. отмечается, что NNSA сохраняет предварительно подготовленные подсборки (CSA - ядерные вторичные ступени) в неопределенном состоянии в ожидании правительственной оценки их использования на высшем уровне для защиты планеты от астероидов » ^[92]. В своем бюджете на 2015 финансовый год По запросу, NNSA отметило, что разборка компонента B53 мощностью девять мегатонн была "отложена", что привело некоторых наблюдателей к выводу, что это могут быть СВБ с боеголовками, сохраняемые для потенциальных целей планетарной защиты. ^{[93] [ провал проверки ]}

Закон [ править ]

Использование ядерных взрывных устройств - это международная проблема, и ее необходимо будет решить ^{[ по мнению кого? ]} Комитетом ООН по использованию космического пространства в мирных целях . Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний 1996 года технически запрещает ядерное оружие в космосе. Однако маловероятно, что ядерное взрывное устройство, взорвавшееся для взрыва только при перехвате с угрожающим небесным объектом ^[94] с единственной целью предотвратить столкновение этого небесного тела с Землей, будет рассматриваться как немирное использование космоса. , или что взрывное устройство, направленное для смягчения воздействия на Землю, явно предназначенное для предотвращения причинения вреда жизни, подпадет под классификацию "оружие ». ^[95]

Кинетическое воздействие [ править ]

Удар массивного объекта, такого как космический корабль или даже другой объект, сближающийся с Землей, - еще одно возможное решение предстоящего столкновения с ОСЗ. Объект с большой массой, близкий к Земле, может быть отправлен на встречу с астероидом, сбив его с курса.

Когда астероид все еще находится далеко от Земли, средство отклонения астероида состоит в том, чтобы напрямую изменить его импульс , столкнув космический корабль с астероидом.

Анализ НАСА альтернатив отклонения, проведенный в 2007 году, показал:

Неядерные кинетические ударные элементы являются наиболее зрелым подходом и могут использоваться в некоторых сценариях отклонения / уменьшения воздействия, особенно для ОСЗ, которые состоят из одного небольшого твердого тела. ^[79]

Европейское космическое агентство (ESA) изучает эскизный проект двух космических полетов на \ 2020, под названием AIDA (бывший Дон Кихот ), а если полет, они были бы первой намеренной астероид прогиба миссия. Группа Advanced Concepts Team ЕКА также теоретически продемонстрировала, что отклонение 99942 Апофиса может быть достигнуто путем отправки простого космического корабля ^{[ когда? ]} весом менее одной тонны для удара о астероид. В ходе исследования компромисса один из ведущих исследователей ^{[ кто? ]} утверждал, что стратегия, называемая «кинетическое отклонение ударного элемента», была более эффективной, чем другие. ^{[сомнительный - обсудить ]}

Миссия Европейского Союза NEOShield-2 ^[103] также в первую очередь изучает метод смягчения последствий кинетического удара. Принцип метода смягчения воздействия кинетического ударного элемента заключается в том, что ОСЗ или астероид отклоняется после удара космического корабля-ударника. Используется принцип передачи импульса, поскольку ударный элемент врезается в NEO с очень высокой скоростью 10 км / с (36 000 км / ч; 22 000 миль / ч) или более. Импульс ударника передается ОСЗ, вызывая изменение скорости и, следовательно, заставляя его немного отклоняться от своего курса. ^[104]

По состоянию на середину 2018 года миссия AIDA была частично утверждена. Космический аппарат с кинетическим ударным механизмом ( DART ) НАСА вошел в фазу C (подробное определение). Цель состоит в том, чтобы столкнуться с 180-метровым астероидным спутником околоземного астероида 65803 Didymos по прозвищу Didymoon.. Удар произойдет в октябре 2022 года, когда Дидимос будет относительно близко к Земле, что позволит наземным телескопам и планетарным радарам наблюдать за событием. Результатом удара будет изменение орбитальной скорости и, следовательно, орбитального периода Дидимуна на достаточно большую величину, чтобы ее можно было измерить с Земли. Это впервые покажет, что можно изменить орбиту небольшого 200-метрового (660 футов) астероида примерно на размер, который, скорее всего, потребует активного смягчения последствий в будущем. Вторая часть миссии AIDA - космический корабль ESA HERA - вступил в фазу B (предварительное определение) и требует одобрения стран-членов ESA в октябре 2019 года. В случае одобрения он достигнет системы Didymos в 2024 году и измерит массу Didymoon.и точный эффект удара по этому телу, что позволяет лучше экстраполировать миссию AIDA на другие цели.

Гравитационный трактор астероидов [ править ]

Другой альтернативой взрывному отклонению является медленное перемещение астероида с течением времени. Небольшая, но постоянная сила тяги накапливается, чтобы значительно отклонить объект от своего курса. Эдвард Т. Лу и Стэнли Г. Лав предложили использовать массивный беспилотный космический корабль, парящий над астероидом, чтобы гравитационно вывести астероид на безопасную орбиту. Хотя оба объекта гравитационно притягиваются друг к другу, космический корабль может противодействовать силе, действующей на астероид, например, с помощью ионного двигателя малой тяги , поэтому в конечном итоге астероид ускоряется по направлению к космическому кораблю и, таким образом, слегка отклоняется от его орбиты. Хотя этот метод медленный, он имеет то преимущество, что работает независимо от состава астероида или скорости его вращения;астероиды из груды обломков было бы трудно отклонить с помощью ядерных взрывов, в то время как толкающее устройство было бы трудно или неэффективно установить на быстро вращающемся астероиде. Гравитационному трактору, вероятно, придется провести несколько лет рядом с астероидом, чтобы быть эффективным.

Анализ НАСА альтернатив отклонения, проведенный в 2007 году, показал:

Методы смягчения последствий «медленного проталкивания» являются самыми дорогими, имеют самый низкий уровень технической готовности, а их способность как перемещаться к опасному ОСЗ, так и отклонять ее от направления будет ограничена, если продолжительность миссии не может составлять от многих лет до десятилетий. ^[79]

Ионно-лучевой пастырь [ править ]

Другой «бесконтактный» способ отклонения астероидов был предложен К. Бомбарделли и Дж. Пелаэсом из Технического университета Мадрида . Метод предполагает использование ионного двигателя малой расходимости, направленного на астероид с близлежащего парящего космического корабля. Импульс, передаваемый ионами, достигающими поверхности астероида, создает медленную, но непрерывную силу, которая может отклонять астероид так же, как гравитационный трактор, но с более легким космическим кораблем.

Сосредоточенная солнечная энергия [ править ]

Х. Дж. Мелош и И. В. Немчинов предложили отклонить астероид или комету, сфокусировав солнечную энергию на ее поверхность, чтобы создать тягу в результате испарения материала. ^[105] Этот метод сначала потребует строительства космической станции с системой больших собирающих вогнутых зеркал, подобных тем, которые используются в солнечных печах .

Снижение воздействия на орбиту с помощью высококонцентрированного солнечного света можно масштабировать для достижения заданного отклонения в течение года даже для тела, представляющего глобальную угрозу, без длительного времени предупреждения. ^{[105] [106]}

Такая поспешная стратегия может стать актуальной в случае позднего обнаружения потенциальной опасности, а также, при необходимости, при предоставлении возможности для некоторых дополнительных действий. Обычные вогнутые отражатели практически неприменимы к высококонцентрирующей геометрии в случае гигантской затеняющей космической цели, которая расположена перед зеркальной поверхностью. Это в первую очередь из-за резкого разброса фокусных точек зеркал на мишени из-за оптической аберрации.когда оптическая ось не совмещена с Солнцем. С другой стороны, размещение любого коллектора на расстоянии от цели, намного превышающем ее размер, не дает необходимого уровня концентрации (и, следовательно, температуры) из-за естественного расхождения солнечных лучей. Такие принципиальные ограничения неизбежно присутствуют в любом месте относительно астероида одного или многих незатененных отражающих вперед коллекторов. Кроме того, в случае использования вторичных зеркал, аналогичных тем, которые используются в телескопах Кассегрена , они будут подвержены тепловому повреждению из-за частично сконцентрированного солнечного света от главного зеркала.

Для снятия указанных ограничений В.П. Васильев предложил применить альтернативную конструкцию зеркального коллектора - кольцевой концентратор. ^[106] Этот тип коллектора имеет нижнюю сторону линзоподобного положения его фокальной области, что позволяет избежать затенения коллектора мишенью и сводит к минимуму риск его покрытия из-за выбрасываемого мусора. При концентрации солнечного света ~ 5 × 10 ³ раза поверхностное излучение около 4-5 МВт / м ² приводит к толчковому эффекту ~ 10 ³ Н. Интенсивная абляцияПоверхность вращающегося астероида под фокусным пятном приведет к появлению глубокого «каньона», который может способствовать формированию выходящего газового потока в струйный. Этого может быть достаточно, чтобы отклонить астероид размером 0,5 км в течение нескольких месяцев и без дополнительного периода предупреждения, только при использовании коллекторного коллектора размером ~ 0,5 диаметра астероида. Для такого быстрого отклонения более крупных ОСЗ, 1,3–2,2 км, требуемые размеры коллектора сопоставимы с диаметром цели. В случае более длительного времени предупреждения требуемый размер коллектора может быть значительно уменьшен.

Массовый драйвер [ править ]

Водитель массы является (автоматизированной) системой на астероид , чтобы извлечь материал в пространстве , таким образом , давая объект медленного устойчивого толчок и снижение его массы. Массовый драйвер разработан для работы как система с очень низким удельным импульсом , которая обычно использует много топлива, но очень мало энергии.

Идея состоит в том, что при использовании местного материала в качестве топлива количество топлива не так важно, как количество энергии, которое, вероятно, будет ограничено.

Обычный ракетный двигатель [ править ]

Присоединение любого двигательного устройства космического корабля будет иметь аналогичный эффект толчка, возможно, вынудив астероид выйти на траекторию, которая унесет его от Земли. Космический ракетный двигатель, способный передавать импульс 10 ⁶ Н · с (например, прибавление 1 км / с к транспортному средству массой 1000 кг), будет оказывать относительно небольшое влияние на относительно небольшой астероид, имеющий массу примерно в миллион раз больше. В официальной статье Чепмена, Дурды и Голда ^{[107] для} расчета отклонений используются существующие химические ракеты, доставленные к астероиду.

В таких ракетных двигателях прямого действия обычно предлагается использовать высокоэффективные силовые установки космических аппаратов с электрическим приводом , такие как ионные двигатели или VASIMR .

Лазерная абляция астероидов [ править ]

Подобно эффектам ядерного устройства, считается возможным сфокусировать достаточную лазерную энергию на поверхности астероида, чтобы вызвать мгновенное испарение / абляцию для создания либо в импульсе, либо для уноса массы астероида. Эта концепция, называемая лазерной абляцией астероидов, была сформулирована в официальном документе SpaceCast 2020 ^[108] 1995 года «Подготовка к планетарной защите» ^[109] и в официальном документе ВВС 2025 года ^[110] 1996 года «Планетарная защита: катастрофическое медицинское страхование планеты Земля». ". ^[111] Ранние публикации включают концепцию "ORION" Р. Р. Фиппса от 1996 г., монографию полковника Джонатана В. Кэмпбелла 2000 г. "Использование лазеров в космосе: лазерное удаление орбитального мусора и отклонение астероидов",^[112]и концепция НАСА 2005 г. Система защиты комет от астероидов (CAPS). ^[113] Обычно такие системы требуют значительного количества энергии, например, от космического спутника на солнечной энергии .

Другое предложение - это предложение Филиппа Любина DE-STAR ^[114] .

• Проект DE-STAR ^[115], предложенный исследователями из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, представляет собой концепцию модульной лазерной решетки с питанием от солнечной энергии 1 мкм и длиной волны в ближнем инфракрасном диапазоне. Конструкция предполагает, что в конечном итоге массив должен иметь квадратный размер примерно 1 км, а модульная конструкция означает, что его можно запускать поэтапно и собирать в космосе. На начальных этапах своего существования в виде небольшой группы он мог бы иметь дело с меньшими целями, помогать зондам солнечного паруса, а также был бы полезен для очистки космического мусора .

Другие предложения [ править ]

• Обертывание астероида листом световозвращающего пластика, например алюминизированной полиэтиленовой пленкой, в качестве солнечного паруса.
• «Покраска» или напыление объекта диоксидом титана (белый) для изменения его траектории за счет увеличения давления отраженного излучения или сажей (черный) для изменения его траектории с помощью эффекта Ярковского .
• Ученый-планетолог Юджин Шумейкер в 1996 году предложил ^[116] отклонить потенциальный ударный элемент, выпуская облако пара на пути объекта, надеясь, что оно мягко замедлит его. Ник Сабо в 1990 году набросал ^[117] аналогичную идею: «торможение кометным воздушным движением», нацеливание кометы или ледяной конструкции на астероид с последующим испарением льда ядерной взрывчаткой с образованием временной атмосферы на пути астероида.
• Связанный массив экскаваторов ^{[118] [119]} несколько однотонных плоских тракторов, способных копать и изгонять массу почвы астероидов в виде связного массива фонтанов, скоординированная фонтанная деятельность может двигаться и отклоняться в течение многих лет.
• Прикрепление к астероиду троса и балластной массы для изменения его траектории путем изменения его центра масс. ^[120]
• Сжатие магнитного потока для магнитного торможения и / или захвата объектов, которые содержат высокий процент метеорного железа, путем развертывания широкой катушки провода на его орбитальном пути, и когда он проходит, индуктивность создает электромагнитный соленоид, который должен генерироваться. ^{[121] [122]}

Проблемы технологии отклонения [ править ]

Карл Саган в своей книге Pale Blue Dot , выразил озабоченность по поводу отклонения технологии, отметив , что любой метод , способный отклонять ударник вдали от Земли также можно злоупотреблять , чтобы отвлечь неугрожающие органы по отношению к планете. Учитывая историю геноцида политических лидеров и возможность бюрократического затенения истинных целей любого такого проекта для большинства его научных участников, он оценил, что Земля подвергается большему риску от антропогенного воздействия, чем от естественного. Вместо этого Саган предложил разработать технологию отклонения только в реальной чрезвычайной ситуации.

Все технологии отклонения при доставке с низким энергопотреблением обладают неотъемлемой способностью к точному управлению и управлению, что позволяет добавлять только необходимое количество энергии для управления астероидом, изначально предназначенным для простого сближения с конкретной земной целью.

По словам бывшего астронавта НАСА Расти Швейкарта , метод гравитационного трактора вызывает споры, потому что в процессе изменения траектории астероида точка на Земле, в которую он, скорее всего, может попасть, будет медленно перемещаться по разным странам. Таким образом, угроза для всей планеты будет сведена к минимуму за счет безопасности отдельных государств. По мнению Швейкарта, выбор способа «перетаскивания» астероида был бы трудным дипломатическим решением. ^[123]

Анализ неопределенности, связанной с ядерным отклонением, показывает, что способность защищать планету не подразумевает способности нацеливаться на нее. Ядерного взрыва, который изменяет скорость астероида на 10 метров в секунду (плюс-минус 20%), будет достаточно, чтобы вытолкнуть его с орбиты, падающей на Землю. Однако, если бы неопределенность изменения скорости составляла более нескольких процентов, не было бы шанса направить астероид к конкретной цели.

Хронология планетарной защиты [ править ]

• В своей книге 1964 года « Острова в космосе» Дэндридж М. Коул и Дональд У. Кокс отметили опасности столкновений с планетоидами, как естественных, так и тех, которые могут быть вызваны враждебными намерениями. Они выступали за каталогизацию малых планет и разработку технологий для приземления, отклонения или даже захвата планетоидов. ^[125]
• В 1967 году студенты факультета аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института выполнили проектное исследование «Проект Икар» миссии по предотвращению гипотетического столкновения с Землей астероидом 1566 Икар. ^[75] Дизайн-проект был позже опубликован в книге MIT Press ^[76] и получил широкую огласку, впервые сделав столкновение с астероидом достоянием общественности. ^[74]
• В 1980-х годах НАСА изучило свидетельства прошлых ударов по планете Земля и риск того, что это произойдет на нынешнем уровне цивилизации. Это привело к созданию программы, которая отображает объекты в Солнечной системе, которые пересекают орбиту Земли и достаточно велики, чтобы нанести серьезный ущерб в случае удара.
• В 1990-х годах Конгресс США проводил слушания для рассмотрения рисков и того, что с ними нужно делать. Это привело к ежегодному бюджету в 3 миллиона долларов США на такие программы, как Spaceguard и программа по сближению с Землей , которыми управляют НАСА и ВВС США .
• В 2005 году ряд астронавтов опубликовали через Ассоциацию исследователей космоса открытое письмо, в котором призвали объединить усилия для разработки стратегий защиты Земли от риска космического столкновения. ^[126]
• В настоящее время (по состоянию на конец 2007 г.) подсчитано, что существует около 20 000 объектов, способных пересекать орбиту Земли, и достаточно больших (140 метров или больше), чтобы вызывать беспокойство. ^[127] В среднем один из них будет сталкиваться с Землей каждые 5000 лет, если не будут приняты превентивные меры. ^[128] Ожидается, что к 2008 году 90% таких объектов диаметром 1 км и более будут идентифицированы и будут контролироваться. Дальнейшая задача по выявлению и мониторингу всех таких объектов размером 140 м и более должна быть завершена примерно к 2020 году ^[128].
• Sky Survey Catalina ^[129] (CSS) является одним из НАСА четырех финансируемых исследований, чтобы провести в 1998 году Конгресс США мандат найти и каталог к концу 2008 года, по крайней мере 90 процентов всех сближающихся с Землей (ОСЗ) более 1 километра в поперечнике. CSS обнаружил более 1150 ОСЗ за период с 2005 по 2007 год. В ходе этого исследования 20 ноября 2007 года они обнаружили астероид, обозначенный 2007 WD 5 , который первоначально оценивался как шанс столкнуться с Марсом 30 января 2008 года, но затем наблюдения в течение следующих недель позволили НАСА исключить столкновение. ^[130] НАСА оценило вероятность близкого промаха в 26 000 километров (16 000 миль). ^[131]
• В январе 2012 года, после близкого прохода объекта 2012 BX34 , исследователи из России, Германии, США, Франции, Великобритании и Великобритании опубликовали документ под названием «Глобальный подход к снижению угрозы столкновения с объектами , сближающимися с Землей». Испания, где обсуждается проект NEOShield. ^[132]

Вымышленные представления [ править ]

Столкновения астероидов или комет - это распространенный поджанр художественной литературы о катастрофах , и в таких рассказах обычно рассказывается о некоторых попытках - успешных или неудачных - предотвратить катастрофу, большинство из которых связаны с попыткой уничтожить или перенаправить объект взрывным способом.

Фильм [ править ]

• Метеор (1979): Вдохновленный исследованием проекта Icarus MIT ^{[75] [78]} , орбитальная ракетная платформа Соединенных Штатов используется для уничтожения фрагментов астероида при столкновении с Землей.
• Армагеддон (1998): пара модифицированных орбитальных аппаратов космического корабля "Х-71" и " Мир" используются для просверливания дыры в астероиде и установки ядерной бомбы .
• Deep Impact (1998): пилотируемый космический корабль « Мессия» , основанный на проекте «Орион» , устанавливает несколько ядерных бомб на комету.

Литература [ править ]

• «Молот Бога» (1993): автор сценария Артур Кларк. Космический корабль направлен в сторону крупного астероида с помощью двигателей.
• Титан (1997): Написано Стивеном Бакстером в ответ на биологические атаки США, китайцы вызывают огромный взрыв рядом с астероидом (2002OA), чтобы отклонить его на земную орбиту, угрожая миру будущими прицельными точными ударами. Однако их расчеты ошибочны, поскольку они не учитывали размер астероида, который мог вызвать событие вымирания в мелово-палеогеновый период. Астероид ударяется о Землю, нанося критический ущерб планетарной экосистеме.

Телевидение [ править ]

• Horizon: Hunt for the Doomsday Asteroid (1994), документальный фильм BBC, частьнаучного сериала Horizon , 30-й сезон, 7-я серия.
• NOVA: Doomsday Asteroid (1995),научный документальный фильм PBS NOVA , серия 23, серия 4.
• Защитники планеты (2001), британский мини-сериал из трех частей, в котором обсуждаются отдельные лица и организации, работающие над защитой Земли от астероидов и других внеземных угроз; трансляция на Учебном канале . ^[133]
• Спасение (2017): В центре внимания разветвления открытия астероида, который ударит Землю всего за шесть месяцев, и попытки предотвратить это.

Видеоигры [ править ]

• Ace Combat 04: Shattered Skies (2001): В этой боевой полет имитационную игру для PlayStation 2 по Namco , рэйлгана батарея используется в попытке уничтожить массивный астероид с ограниченным успехом.
• Застава (1994): Сюжет игры упоминает, как попытка изменить путь астероида Вулкановский Молот при столкновении с Землей, используя ядерное оружие, терпит неудачу и вместо этого заставляет его разбиться на две большие части, которые ударяют Землю.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Библиография

Дальнейшее чтение [ править ]

Общий

• Air Force 2025. Планетарная оборона: социальные, экономические и политические последствия , ВВС США , веб-страница заключительного отчета Air Force 2025, 11 декабря 1996 г.
• Белтон, MJS Mitigation of Hazardous Comets and Asteroids , Cambridge University Press , 2004, ISBN 0521827647 , 978-0521827645 
• Боттке, Уильям Ф. Астероиды III (серия космических наук) , серия космических исследований Университета Аризоны , University of Arizona Press , 2002, ISBN 0816522812 , 978-0816522811 
• Берроуз, Уильям Э. Угроза астероидов: защита нашей планеты от смертоносных объектов, сближающихся с Землей.
• Льюис, Джон С. Comet и астероид опасность на Земле населена: Компьютерное моделирование (Том 1 из Comet и астероид опасности на заселенных Землях: Компьютерное моделирование), Academic Press , 2000, ISBN 0124467601 , 978-0124467606 
• Вершуур, Геррит Л. (1997) Воздействие !: Угроза комет и астероидов , Oxford University Press , ISBN 0195353277 , 978-0195353273 
• Шмидт, Никола и др.: Планетарная защита - глобальное сотрудничество для защиты Земли от астероидов и комет. Springer, Cham 2019, ISBN 978-3-030-00999-1 . 

Внешние ссылки [ править ]

• «Отклоняющиеся астероиды» (с солнечными парусами) Грегори Л. Матлофф, IEEE Spectrum, апрель 2012 г.
• Каталог околоземных объектов
• Отчет НАСА Конгрессу за 2007 год о программе исследования ОСЗ, включая методы слежения и отклонения от астероидов с высоким риском
• Университет Армы: опасность столкновения с объектами, сближающимися с Землей
• Угрозы из космоса: обзор усилий правительства США по отслеживанию и смягчению последствий астероидов и метеоров (часть I и часть II): слушания в Комитете по науке, космосу и технологиям Палаты представителей Сто тринадцатого Конгресса, первая сессия, вторник , 19 марта 2013 г. и среда, 10 апреля 2013 г.