Ядерное оружие не гарантирует спасение Земли от астероидов
Падение на Землю астероида – один из базовых сценариев Апокалипсиса, используемых в фантастике. Чтобы фантазии не стали былью, человечество заблаговременно приготовилось защитить себя от подобной угрозы, причем некоторые способы защиты уже отработаны на практике. Интересно, что подходы ученых из США и РФ в данном вопросе имеют свои различия.Сегодня, 8 марта 2016 года, на расстоянии около 22 000 километров от Земли (на 14 000 километров ниже орбиты геостационарных спутников) пройдет астероид 2013 ТХ68 диаметром от 25 до 50 метров. У него неустановившаяся, плохо предсказуемая орбита. Впоследствии он подойдет к Земле еще в 2017 году, а после – в 2046-м и 2097-м. Вероятность того, что этот астероид упадет на Землю, исчезающе мала, но если это случится, то взрывная волна будет в два раза мощнее той, которую произвел взрыв Челябинского метеорита в 2013 году.
Итак, 2013 ТХ68 особой опасности не представляет, но астероидная угроза для нашей планеты этим относительно небольшим «булыжником» не исчерпывается. В 1998 году Конгресс США поручил НАСА обнаружить все близрасположенные к Земле и способные угрожать ей астероиды размером от одного километра в поперечнике. По классификации НАСА в категорию «близрасположенных» попадают все небольшие тела, включая кометы, подходящие к Солнцу на расстояние, равное как минимум 1/3 астрономической единицы (а.е.). Напомним, что а.е. – это расстояние от Земли до Солнца, 150 миллионов километров. Другими словами, чтобы «визитер» не вызывал беспокойства у землян, расстояние между ним и околосолнечной орбитой нашей планеты должно быть не меньше 50 миллионов километров.
К 2008 году НАСА в целом выполнило это поручение, обнаружив 980 подобных летающих «обломков». У 95% из них были точно определены траектории. Ни один из этих астероидов в обозримом будущем не представляет угрозы. Но при этом НАСА на основании результатов наблюдений, полученных с использованием космического телескопа WISE, пришло к выводу, что периодически мимо нашей планеты проходят как минимум 4700 астероидов размером не меньше 100 метров. Ученые смогли найти лишь 30% из них. И, увы, астрономам удалось обнаружить только 1% из числа 40-метровых астероидов, периодически «прогуливающихся» вблизи Земли.
Всего же, как полагают ученые, по Солнечной системе «шастают» до 1 миллиона близрасположенных к Земле астероидов, из которых достоверно обнаружены были лишь 9600. Если же «булыжник» размером 100–150 метров проходит на расстоянии 0,05 а.е. от нашей планеты (что составляет примерно 20 дистанций Земля – Луна, то есть 7,5 миллионов километров), он автоматически попадает по классификации НАСА в категорию «потенциально опасных объектов». Таковых американское аэрокосмическое агентство насчитывает в настоящее время около 1600 единиц.
Насколько велика опасность
Вероятность падения крупного небесного «обломка» на Землю весьма невелика. Считается, что астероиды до 30 метров в поперечнике должны сгореть в плотных слоях атмосферы по пути к поверхности планеты или по крайней мере разрушиться на мелкие осколки.
Конечно, многое будет зависеть от материала, из которого «сделан» космический бродяга. Если это «снежок» (обломок кометы, состоящий изо льда с вкраплением камней, грунта, железа), то даже при большой массе и размерах он, скорее всего, «хлопнет», как Тунгусский метеорит, где-нибудь высоко в воздухе. А вот если метеорит будет состоять из камней, железа или железокаменной смеси, то даже при меньших размерах и массе, чем у «снежка», у него будет куда больше шансов долететь до Земли.
Что касается небесных тел в поперечнике до 50 метров, то они, как полагают ученые, «посещают» нашу планету не чаще одного раза в 700–800 лет, а если говорить о 100-метровых непрошеных «гостях», то тут частота «визитов» уже от 3000 лет и более. Однако 100-метровый обломок гарантированно подпишет приговор мегаполису наподобие Нью-Йорка, Москвы или Токио. Обломки величиной от 1 километра (гарантированная катастрофа регионального масштаба, приближающаяся к глобальной) и более падают на Землю не чаше одного раза в несколько миллионов лет, а уж гиганты размером 5 километров и более – раз в несколько десятков миллионов лет.
Хорошие новости в этом смысле сообщил интернет-ресурс Universetoday.com. Ученые из университетов на Гавайях и в Хельсинки, наблюдая в течение длительного времени за астероидами и оценивая их количество, пришли к интересному и утешительному для землян выводу: небесные «обломки», проводящие достаточно времени вблизи от Солнца (на расстоянии как минимум 10 солнечных диаметров), будут разрушены нашим светилом.
Правда, относительно недавно ученые заговорили об опасности, исходящей от так называемых «кентавров» – гигантских комет, размер которых доходит в поперечнике до 100 километров. Они пересекают орбиты Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, имеют крайне непредсказуемые траектории и могут быть направлены к нашей планете гравитационным полем одной из этих планет-гигантов.
Предупрежден – значит вооружен
Человечество уже располагает технологиями защиты от астероидно-кометной опасности. Но эффективны они будут лишь в том случае, если угрожающий Земле небесный осколок будет обнаружен заблаговременно.
В НАСА существует «Программа по поиску близрасположенных к Земле объектов» (она еще называется Spaceguard, что переводится как «страж космоса»), которая задействует все средства космического наблюдения, находящиеся в распоряжении агентства. А в 2013 году индийская ракета-носитель PSLV вывела на околоземную полярную орбиту первый разработанный и построенный в Канаде космический телескоп, в задачи которого входит контроль за космическим пространством. Он получил название NEOSSat – Near-Earth Object Surveillance Satellite, что переводится как «Спутник слежения за близрасположенными к Земле объектами». Ожидается, что в 2016–2017 годах на орбиту будет выведен еще один космический «глаз» под названием Sentinel, который создан расположенной в США неправительственной организацией В612.
Работает в области наблюдения за космическим пространством и Россия. Практически сразу после падения Челябинского метеорита в феврале 2013 года сотрудники Института астрономии РАН предложили создать «Российскую систему противодействия космическим угрозам». Система эта представляла бы собой лишь комплекс средств наблюдения за космическим пространством. Ее заявленная стоимость составила 58 миллиардов рублей.
А недавно стало известно, что Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИМаш) в рамках новой Федеральной космической программы до 2025 года планирует создать центр предупреждения о космических угрозах в части астероидно-кометной опасности. Концепция комплекса «Небосвод-С» предполагает разместить два космических аппарата наблюдения на геостационарной орбите и еще два – на орбите обращения Земли вокруг Солнца.
По мнению специалистов ЦНИИМаш, эти аппараты смогут стать «космическим барьером», через который практически ни один опасный астероид размерами от нескольких десятков метров не пролетит незамеченным. «Такая концепция не имеет аналогов и может стать наиболее эффективной для обнаружения опасных небесных тел с упреждением до 30 суток и более до их вхождения в атмосферу Земли», – отметили в пресс-службе ЦНИИМаш.
По словам представителя этой службы, институт участвовал в 2012–2015 годах в международном проекте NEOShield. В рамках проекта России было предложено разработать систему отклонения астероидов, которые могут угрожать Земле, с помощью ядерных взрывов в космосе. Намечалась в данной сфере и кооперация между Россией и США. 16 сентября 2013 года в Вене генеральный директор Росатома Сергей Кириенко и министр энергетики США Эрнст Мониз подписали соглашение между РФ и США о сотрудничестве в научных исследованиях и разработках в ядерной и энергетической сферах, которое создавало предпосылки для взаимодействия между специалистами двух стран в деле борьбы с астероидной опасностью. К сожалению, резкое обострение российско-американских отношений, начавшееся в 2014 году, фактически поставило крест на подобном взаимодействии.
Оттолкнуть или взорвать
Имеющиеся в распоряжении человечества технологии обеспечивают два основных способа защиты от астероидов. Первый может быть использован, если опасность обнаружена заблаговременно. Задача – направить к небесному обломку космический аппарат (КА), который закрепится на его поверхности, включит двигатели и уведет «визитера» с траектории, ведущей его к столкновению с Землей. Концептуально данный способ был уже трижды опробован на практике.
В 2001 году на астероид Эрос совершил посадку американский КА «Шумейкер», а в 2005 году японский зонд «Хайабуса» не только опустился на поверхность астероида Итокава, но и взял образцы его вещества, после чего благополучно вернулся на Землю в июне 2010 года. Эстафету продолжил европейский КА «Филы», который в ноябре 2014 года приземлился на комету 67Р Чурюмова-Герасименко. Представим теперь, что вместо этих КА к данным небесным телам были бы посланы аппараты-буксиры, целью которых было бы не исследование этих объектов, а изменение траектории их движения. Тогда все, что нужно было им сделать, – это покрепче зацепиться за астероид или комету и включить свои двигательные установки.
Но что делать в ситуации, если опасное небесное тело обнаружено слишком поздно? Остается один способ – взорвать. Этот способ также был отработан на практике. В 2005 году НАСА успешно таранило комету 9P/Tempel с помощью космического аппарата «Проникающий удар», чтобы провести спектральный анализ кометного вещества. Предположим теперь, что вместо тарана была бы использована ядерная боеголовка. Именно это и предлагают сделать российские ученые, ударив модернизированными МБР по астероиду «Апофис», который должен подойти к Земле в 2036 году. К слову сказать, в 2010 году Роскосмос уже планировал использовать «Апофис» в качестве полигона для испытания КА-буксира, который должен был увести «булыжник» в сторону, но планы эти остались нереализованными.
Есть, правда, обстоятельство, дающее специалистам основание проявлять скептицизм по поводу использования ядерного заряда для уничтожения астероида. Это отсутствие такого важного поражающего фактора ядерного взрыва, как воздушной волны, что заметно снизит эффективность использования атомного фугаса против астероида/кометы.
Чтобы ядерный заряд не потерял свою поражающую мощь, специалисты решили использовать двойной удар. Бить будет «Гиперскоростной перехватчик астероида» (Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle – HAIV), разрабатываемый в настоящее время в НАСА. А сделает это данный КА следующим образом: сначала выйдет на «финишную прямую», ведущую к астероиду. После этого от основного КА отделится что-то вроде тарана, который нанесет по астероиду первый удар. На «булыжнике» образуется кратер, в который и «вопьется» уже основной КА с ядерным зарядом. Таким образом, благодаря кратеру взрыв произойдет не на поверхности, а уже внутри астероида. Расчеты показывают, что 300-килотонная бомба, взорванная всего лишь на трехметровой глубине под поверхностью твердого тела, увеличивает свою разрушающую способность по меньшей мере в 20 раз, превращаясь, таким образом, в 6-мегатоный ядерный заряд.
НАСА уже выдало гранты нескольким университетам США на разработку прототипа подобного «перехватчика».
Главным американским «гуру» в вопросе борьбы с астероидной опасностью с помощью ядерных зарядов является ученый-физик и разработчик ядерного оружия в «Ливерморской национальной лаборатории» Дэвид Дирборн. В настоящее время он вместе со своими коллегами занимается приведением в состояние повышенной готовности боеголовки W-87. Ее мощность составляет 375 килотонн. Это примерно одна треть от мощи самой разрушительной боеголовки, находящейся в настоящее время на вооружении в США, но в 29 раз мощнее бомбы, упавшей на Хиросиму.
НАСА опубликовало компьютерную графику захвата в космосе астероида и перенаправления его на околоземную орбиту. «Пленение» астероида планируется ради научных целей. Для успешной операции небесное тело должно вращаться вокруг Солнца, а его размер не должен превышать девяти метров в диаметре
Репетиция уничтожения
Репетицию уничтожения проведет Европейское космическое агентство (ЕКА). На роль «жертвы» был выбран астероид 65802 Дидим, открытый еще в 1996 году. Это бинарный астероид. Диаметр основного тела 800 метров, а того, которое вращается вокруг него на удалении 1 километр, – 150 метров. Вообще-то, Дидим – весьма «мирный» астероид в том смысле, что в обозримом будущем от него не исходит никакой угрозы Земле. Тем не менее ЕКА совместно с НАСА намерено таранить его космическим аппаратом в 2022 году, когда он окажется на расстоянии 11 миллионов километров от Земли.
Планируемая миссия получила романтическое название AIDA. К итальянскому композитору Джузеппе Верди, написавшему одноименную оперу, она, правда, никакого отношения не имеет. AIDA – это аббревиатура, означающая Asteroid Impact & Deflection Assessment, что переводится, как «Оценка столкновения с астероидом и последующего изменения траектории его движения». А сам КА, которому предстоит таранить астероид, был назван DART. На английском это слово означает «дротик», но, как и в случае с AIDA, данное слово является аббревиатурой словосочетания Double Asteroid Redirection Test, или «Эксперимент по изменению направления движения двойного астероида». «Дротик» должен врезаться в Дидим на скорости 22 530 километров в час.
Последствия удара будет наблюдать другой аппарат, летящий параллельно. Его назвали AIM, то есть «цель», но, как и в первых двух случаях, это аббревиатура: AIM – Asteroid Impact Monitor («Отслеживание столкновения с астероидом»). Цель наблюдения – не только оценить воздействие удара на траекторию движения астероида, но и проанализировать выбитое астероидное вещество в спектральном диапазоне.
Но где разместить перехватчики астероидов – на поверхности нашей планеты или на околоземной орбите? На орбите они находятся в состоянии «готовности номер один» к отражению угрозы из космоса. При этом исключается риск, который всегда присутствует при запуске КА в космос. Ведь именно на этапе старта и выведения вероятность отказа наиболее высока. Представьте: надо срочно отправить к астероиду перехватчик, но ракета-носитель не смогла его вывести за пределы атмосферы. А астероид-то летит...
Однако против орбитального размещения ядерных перехватчиков выступал не кто иной, как сам Эдвард Теллер – «отец» американской водородной бомбы. По его мнению, нельзя просто вывести в околоземное пространство ядерные взрывные устройства и спокойно смотреть, как они крутятся вокруг Земли. Их нужно будет постоянно обслуживать, а это потребует времени и денег.
Невольные препятствия на пути создания ядерных перехватчиков астероидов создают и международные договоры. Один из них – это Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой от 1963 года. Другой – Договор о космосе от 1967 года, запрещающий выведение ядерного оружия в космос. Но если уж у людей появился технологический «щит», который может спасти их от астероидно-кометного апокалипсиса, то было бы крайне неразумно вкладывать им в руки вместо него политико-дипломатические документы.
Информация