Карпеко О.В., Гаврилов А.Д.
Одно из главных условий выживания и успешного развития человечества – умение прогнозировать наиболее существенные риски и способность парировать угрозы, связанные с этими рисками. Это важнейшая задача науки и техники. Развитие человеческой цивилизации сопровождается углублением понимания и мира, в котором мы живем, и самого человека. При этом выявляются новые, ранее неизвестные угрозы. К таким относятся, в частности, так называемые космические угрозы. К наиболее серьезным космическим угрозам относят астероидно-кометная опасность – угроза столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы (астероидами и кометами) с причинением серьезного ущерба населению планеты вплоть до уничтожения человечества.
В последние полтора десятилетия эта проблема привлекает особое внимание. Вызвано это тем, что появление специализированных программ наблюдений привело к резкому росту эффективности обнаружения опасных небесных тел, и новая информация заставила по-иному взглянуть на проблему астероидной опасности.
Недавнее событие в небе над Челябинском как будто специально подчеркнуло ее актуальность.
Важнейшая особенность проблемы астероидной угрозы состоит в том, что усредненный (на большом интервале времени – тысячелетия и более) уровень угрозы невелик, так как падения крупных тел случаются редко. Но любое конкретное событие (столкновение) или даже значимый риск такого события становится важнейшим для всего человечества.
Последствия воздействия астероидов на Землю показаны на рисунках
За миллиарды лет своего существования Земля несчетное число раз сталкивалась с астероидами и кометами. Достаточно вспомнить 10-километрового небесного пришельца, который носит название Чикшулуб, упавшего на Землю 65 млн. лет назад — событие, по мнению многих ученых, положившее конец эре динозавров. От этой катастрофы остался ударный кратер, находящийся на полуострове Юкатан, диаметром около 180 км и глубиной до 17—20 км.
Рисунок 1 – Ударный кратер на полуострове Юкатан (Мексиканский залив)
Самый большой кратер Вредефорт, расположенный в Южной Африке, образовавшийся в результате катастрофы, произошедшей приблизительно два миллиарда лет назад, кратер имеет диаметр приблизительно 250 километров. Можно только гадать, какой планетарной катастрофой стало столкновение с астероидом, приведшее к появлению этого кратера.
Рисунок 2 – Кратер Вредефорт, расположенный в Южной Африке
Кратер Барринджер в Аризоне. Его диаметр «всего» 1,2 км, а глубина — 175 м. Он возник приблизительно 50000 лет назад в результате удара железного метеорита, диаметром приблизительно в 50 м и массой в несколько сотен тысяч тонн. Большая часть метеорита выпарилась или расплавилась, оставив в кратере только небольшие фрагменты, — в нем было обнаружено около 30 тонн железа, включая 693-килограммовый слиток.
Рисунок 3 – Кратер Барринджера в Аризоне
Классификация космических объектов и возможных результатов столкновения с Землей представлены в таблице [1].
Таблица
Самые опасные для Земли астероиды, метеориты и кометы.
Апофис – астероид (диаметр – 300 м, вес – 27 млн.тонн, энергия столкновения 1717 мегатонн, сила землетрясения – 6,5 балла, скорость ветра – 790 м\с)
Астероид 2007 TU24 (массивное небесное тело сравнимое с размером здания Университета на Воробьевых горах)
Дуэнде – астероид (диаметр – 30 м, масса – 40 тыс. тонн,
Астероид YU55 (диаметр 400 м, черный – назван «Невидимка»)
Эрос – крупнейший астероид внутренней Солнечной системы (размеры –33 х 13 х 13 км, v = 24,36 км/с)
Астероид 2001 WN5 (диаметр -1,5 км)
Астероид 2013 TV135 (диаметр 400 м, в случае столкновения с Землей энергия взрыва составит 2,5 тыс. мегатонн в тротиловом эквиваленте).
Анализ небесных тел, причинивших невосполнимый ущерб Земле и потенциально опасных для существования земной цивилизации, показывает, что данная проблема важна и актуальна, решение которой потребует мобилизации всех человеческих возможностей и усилий.
На современном этапе развития рассматриваются различные способы борьбы с астероидами [2].
В НАСА пришли к выводу, что с помощью ядерной имплозии можно будет отразить околоземные объекты диаметром 100—500 метров, если их обнаружат за два года до падения на Землю, и объекты больших размеров, если их обнаружат за пять лет до падения.
Рисунок 4 – Способ ядерной имплозии борьбы с астероидами
- Отправка огромного объекта, вроде космического аппарата или даже другого околоземного объекта, в качестве тарана.
Рисунок 5 – Космический таран
- Астероидный гравитационный буксир астероида. Ещё одна альтернатива взрывам — медленное сдвигание астероида на протяжении определенного времени. Со временем небольшая постоянная тяга накапливается и в достаточной мере отклоняет объект с предполагаемого курса следования.
Рисунок 6 – Гравитационный буксир
- «Бесконтактный» метод - предлагается использовать ионную пушку с низкой дивергенцией, направленную на астероид с находящегося рядом корабля. Кинетическая энергия, передающаяся через доходящие до поверхности астероида ионы, как и в случае с гравитационным буксиром создаст слабую, но постоянную силу, способную отклонить астероид, и при этом будет использоваться более легкий корабль.
Рисунок 7 – Бесконтактный метод
- Сфокусированная солнечная энергия. Предлагается отклонять астероиды или кометы, фокусируя солнечную энергию на их поверхности для создания тяги от образовавшегося в результате нагрева испарения вещества, или для усиления эффекта Ярковского. Солнечное излучение можно направлять на объект на протяжении месяцев и многих лет.
Рисунок 8 – Сфокусированная солнечная энергия
- Электромагнитная катапульта – это автоматическая система, располагающаяся на астероиде, выпускающая вещество, из которого он состоит, в космос. Тем самым он медленно сдвигается и теряет массу. Электромагнитная катапульта должна работать в качестве системы с низким удельным импульсом: использовать много топлива, но мало энергии. Ещё один возможный способ – расположить электромагнитную катапульту на Луне, нацелив её на околоземный объект.
Рисунок 9 – Электромагнитная катапульта
- Обыкновенные ракетные двигатели. На околоземной объекте устанавливаются обыкновенные ракетные двигатели, они будут способны создавать постоянное отклонение, которое может привести к смене траектории полета космического объекта.
Рисунок 10 – ракетные двигатели
Краткий анализ возможных способов противодействия астероидной опасности позволяет сделать некоторые выводы, технологии, используемые для борьбы с астероидами, имеют двойное предназначение. Все предложенные способы, кроме, наверное, последнего (ракетные двигатели), возможно использовать для борьбы с космическими аппаратами противника, а некоторые способы уже нашли свое применения в новых вооружения, в частности в кинетическом оружие.
Авторы:
СНС отдела ВИ(НИ) ВКА имени А.Ф.Можайского Спиридонов С.Г. КВН, доцент, член-корреспондент АВН;
Начальник отдела ВИ(НИ) ВКА имени А.Ф.Можайского Карпеко О.В. КТН.
Профессор кафедры «Оперативного искусства и тактики» ВКА имени А.Ф.Можайского Гаврилов А.Д. ДВН, профессор.
