Broń jądrowa nie gwarantuje uratowania Ziemi przed asteroidami
Upadek asteroidy na Ziemię to jeden z podstawowych scenariuszy Apokalipsy wykorzystywanych w science fiction. Aby fantazje się nie spełniły, ludzkość z góry przygotowała się do ochrony przed takim zagrożeniem, a niektóre metody ochrony zostały już wypracowane w praktyce. Ciekawe, że podejście naukowców z USA i Federacji Rosyjskiej w tej sprawie różni się.Dzisiaj, 8 marca 2016 r., w odległości około 22 000 km od Ziemi (14 000 km poniżej orbity satelitów geostacjonarnych) przeleci asteroida 2013 TX68 o średnicy od 25 do 50 metrów. Ma niestabilną, słabo przewidywalną orbitę. Następnie zbliży się do Ziemi w 2017 roku, a później - w 2046 i 2097 roku. Prawdopodobieństwo, że ta asteroida spadnie na Ziemię, jest znikome, ale jeśli tak się stanie, fala uderzeniowa będzie dwa razy silniejsza niż ta, która powstała w wyniku eksplozji meteorytu czelabińskiego w 2013 roku.
Tak więc 2013 TX68 nie stanowi szczególnego zagrożenia, ale zagrożenie asteroidami dla naszej planety nie ogranicza się do tego stosunkowo małego „bruku”. W 1998 roku Kongres USA polecił NASA wykrycie wszystkich asteroid o średnicy nawet jednego kilometra, znajdujących się blisko Ziemi i mogących jej zagrozić. Wszystkie małe ciała, w tym komety, zbliżające się do Słońca na odległość równą co najmniej 1/3 jednostki astronomicznej (AU) należą do kategorii „w pobliżu” według klasyfikacji NASA. Przypomnij sobie, że a.u. to odległość od Ziemi do Słońca, 150 milionów kilometrów. Innymi słowy, aby „gość” nie wzbudzał niepokoju wśród Ziemian, odległość między nim a orbitą okołosłoneczną naszej planety musi wynosić co najmniej 50 milionów kilometrów.
Do 2008 r. NASA generalnie wypełniła ten mandat, znajdując 980 takich latających „odpadów”. 95% z nich miało dokładnie określone trajektorie. Żadna z tych asteroid nie stanowi zagrożenia w dającej się przewidzieć przyszłości. Ale jednocześnie NASA, na podstawie wyników obserwacji uzyskanych za pomocą teleskopu kosmicznego WISE, doszła do wniosku, że co najmniej 4700 asteroid o wielkości nie mniejszej niż 100 metrów okresowo mija naszą planetę. Naukowcom udało się znaleźć tylko 30% z nich. I, niestety, astronomom udało się wykryć tylko 1% z 40-metrowych asteroid, które okresowo „chodzą” w pobliżu Ziemi.
W sumie, według naukowców, do 1 miliona asteroid w pobliżu Ziemi „krąży” wokół Układu Słonecznego, z których tylko 9600 zostało wiarygodnie wykrytych. z naszej planety (która znajduje się w odległości około 100 odległości Ziemia-Księżyc, czyli 150 miliona kilometrów), automatycznie zalicza się do kategorii „potencjalnie niebezpiecznych obiektów” według klasyfikacji NASA. Amerykańska Agencja Kosmiczna posiada obecnie około 0,05 takich jednostek.
Jak duże jest niebezpieczeństwo
Prawdopodobieństwo opadnięcia na Ziemię dużego niebieskiego „odpadu” jest bardzo małe. Uważa się, że asteroidy o średnicy do 30 metrów powinny spłonąć w gęstych warstwach atmosfery w drodze na powierzchnię planety lub przynajmniej zapaść się na małe fragmenty.
Oczywiście wiele będzie zależeć od materiału, z którego „wykonany jest włóczęga”. Jeśli jest to „kuła śnieżna” (fragment komety, składający się z lodu przeplatanego kamieniami, glebą, żelazem), to nawet przy dużej masie i rozmiarze najprawdopodobniej „wyskoczy” jak meteoryt tunguski gdzieś wysoko w powietrze. Ale jeśli meteoryt składa się z kamieni, żelaza lub mieszanki żelazno-kamiennej, to nawet przy mniejszych rozmiarach i masie niż „kuła śnieżna” będzie miał znacznie większe szanse na dotarcie do Ziemi.
Jeśli chodzi o ciała niebieskie o średnicy do 50 metrów, według naukowców „odwiedzają” naszą planetę nie częściej niż raz na 700-800 lat, a jeśli mówimy o 100-metrowych nieproszonych „gościach”, to częstotliwość „ wizyty” przez 3000 lat lub więcej. Jednak 100-metrowy fragment gwarantuje podpisanie werdyktu w takich metropoliach jak Nowy Jork, Moskwa czy Tokio. Fragmenty o wielkości 1 kilometra (gwarantowana katastrofa o skali regionalnej, zbliżającej się do globalnej) i więcej spadają na Ziemię nie częściej niż raz na kilka milionów lat, a nawet olbrzymy mierzące 5 kilometrów i więcej - raz na kilkadziesiąt milionów lat.
Dobrze wiadomości w tym sensie podał zasób internetowy Universetoday.com. Naukowcy z uniwersytetów na Hawajach i Helsinkach, obserwując asteroidy od dłuższego czasu i szacując ich liczbę, doszli do interesującego i pocieszającego dla Ziemian wniosku: niebiańskie „szczątki” spędzają wystarczająco dużo czasu blisko Słońca (w odległości co najmniej 10 średnic Słońca ), zostaną zniszczone przez naszą oprawę.
To prawda, stosunkowo niedawno naukowcy zaczęli mówić o niebezpieczeństwie stwarzanym przez tak zwane „centaury” - gigantyczne komety, których rozmiar sięga 100 kilometrów średnicy. Przecinają orbity Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, mają niezwykle nieprzewidywalne trajektorie i mogą być skierowane w stronę naszej planety przez pole grawitacyjne jednej z tych gigantycznych planet.
Ostrzegany jest uzbrojony
Ludzkość już dysponuje technologią, która chroni przed niebezpieczeństwem asteroid-komety. Ale będą skuteczne tylko wtedy, gdy zostanie wcześniej wykryty zagrażający Ziemi fragment nieba.
NASA posiada „Program wyszukiwania pobliskich obiektów na Ziemi” (nazywa się go również Spaceguard, co tłumaczy się jako „strażnik kosmosu”), który wykorzystuje wszystkie środki nadzoru kosmicznego, którymi dysponuje agencja. W 2013 roku indyjska rakieta nośna PSLV wystrzeliła pierwszy teleskop kosmiczny zaprojektowany i zbudowany w Kanadzie, którego zadania obejmują monitorowanie przestrzeni kosmicznej na orbitę polarną zbliżoną do Ziemi. Nazwano go NEOSSat – Near-Earth Object Surveillance Satellite, co tłumaczy się jako „satelita do śledzenia obiektów blisko Ziemi”. Oczekuje się, że w latach 2016-2017 na orbitę zostanie wystrzelone kolejne kosmiczne „oko” o nazwie Sentinel, stworzone przez amerykańską organizację pozarządową B612.
Pracuje w dziedzinie obserwacji kosmosu i Rosji. Niemal natychmiast po upadku meteorytu czelabińskiego w lutym 2013 r. pracownicy Instytutu Astronomii Rosyjskiej Akademii Nauk zaproponowali stworzenie „rosyjskiego systemu przeciwdziałania zagrożeniom kosmicznym”. Ten system stanowiłby jedynie zespół środków do obserwacji przestrzeni kosmicznej. Jego deklarowany koszt wyniósł 58 miliardów rubli.
A niedawno okazało się, że Centralny Instytut Badawczy Inżynierii Mechanicznej (TsNIIMash), w ramach nowego Federalnego Programu Kosmicznego do 2025 roku, planuje stworzyć centrum ostrzegania o zagrożeniach kosmicznych w zakresie zagrożenia asteroidami i kometami. Koncepcja kompleksu Nebosvod-S zakłada umieszczenie dwóch statków obserwacyjnych na orbicie geostacjonarnej i dwóch kolejnych na orbicie Ziemi wokół Słońca.
Zdaniem specjalistów z TsNIIMash, urządzenia te mogą stać się „kosmiczną barierą”, przez którą prawie żadna niebezpieczna asteroida o wymiarach kilkudziesięciu metrów nie przeleci niezauważona. „Ta koncepcja nie ma analogii i może stać się najskuteczniejsza w wykrywaniu niebezpiecznych ciał niebieskich z ołowiem do 30 dni lub dłużej, zanim wejdą w ziemską atmosferę” – zauważyła służba prasowa TsNIIMash.
Według przedstawiciela tej służby, instytut uczestniczył w międzynarodowym projekcie NEOShield w latach 2012-2015. W ramach projektu poproszono Rosję o opracowanie systemu odbijania asteroid, które mogłyby zagrozić Ziemi za pomocą wybuchów jądrowych w kosmosie. W tym zakresie planowana była również współpraca Rosji ze Stanami Zjednoczonymi. 16 września 2013 r. w Wiedniu dyrektor generalny Rosatom Siergiej Kirijenko i sekretarz ds. energii USA Ernst Moniz podpisali porozumienie między Federacją Rosyjską a Stanami Zjednoczonymi o współpracy w zakresie badań naukowych i rozwoju w dziedzinie jądrowej i energetycznej, które stworzyło warunki za interakcję między specjalistami z obu krajów w walce z niebezpieczeństwem asteroid. Niestety gwałtowne zaostrzenie stosunków rosyjsko-amerykańskich, które rozpoczęło się w 2014 roku, skutecznie położyło kres takim interakcjom.
Odepchnij lub eksploduj
Technologie, którymi dysponuje ludzkość, zapewniają dwa główne sposoby ochrony przed asteroidami. Pierwszego można użyć, jeśli niebezpieczeństwo zostanie wcześniej wykryte. Zadanie polega na wysłaniu statku kosmicznego (SC) do fragmentu niebieskiego, który zostanie unieruchomiony na jego powierzchni, włączeniu silników i oderwaniu „gościa” od trajektorii prowadzącej go do zderzenia z Ziemią. Koncepcyjnie metoda ta została już trzykrotnie przetestowana w praktyce.
W 2001 roku na asteroidzie Eros wylądowała amerykańska sonda Shoemaker, a w 2005 roku japońska sonda Hayabusa nie tylko wylądowała na powierzchni asteroidy Itokawa, ale także pobrała próbki jej substancji, po czym w czerwcu 2010 roku bezpiecznie wróciła na Ziemię. Pałeczkę kontynuował europejski statek kosmiczny Philae, który w listopadzie 2014 roku wylądował na komecie 67P Churyumov-Gerasimenko. Wyobraź sobie teraz, że zamiast tych statków kosmicznych, do tych ciał niebieskich zostaną wysłane holowniki, których celem nie byłoby badanie tych obiektów, ale zmiana trajektorii ich ruchu. Wtedy wszystko, co musieli zrobić, to mocno chwycić asteroidę lub kometę i włączyć swoje systemy napędowe.
Ale co zrobić w sytuacji, gdy niebezpieczne ciało niebieskie zostanie odkryte zbyt późno? Jest tylko jeden sposób - wysadzić. Ta metoda została również sprawdzona w praktyce. W 2005 roku NASA z powodzeniem staranowała kometę 9P/Tempel za pomocą sondy Penetrating Impact w celu przeprowadzenia analizy widmowej materii kometarnej. Załóżmy teraz, że zamiast tarana zostanie użyta głowica nuklearna. Właśnie to proponują rosyjscy naukowcy, uderzając w asteroidę Apophis zmodernizowanymi ICBM, która powinna zbliżyć się do Ziemi w 2036 roku. Nawiasem mówiąc, w 2010 roku Roskosmos planował już wykorzystać Apophis jako miejsce testowe dla holownika KA, który miał zabrać „brukowiec” na bok, ale plany te pozostały niespełnione.
To prawda, że istnieje okoliczność, która daje ekspertom powody do sceptycznego podejścia do użycia ładunku jądrowego do zniszczenia asteroidy. Jest to brak tak ważnego niszczącego czynnika wybuchu jądrowego jak fala powietrzna, co znacznie zmniejszy skuteczność użycia bomby atomowej przeciwko asteroidzie / komecie.
Aby ładunek nuklearny nie stracił swojej niszczycielskiej mocy, eksperci postanowili zastosować podwójne uderzenie. Hitem będzie Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV), obecnie opracowywany przez NASA. A ten statek kosmiczny zrobi to w następujący sposób: najpierw dotrze do „linii mety” prowadzącej do asteroidy. Następnie coś takiego jak taran oddzieli się od głównego statku kosmicznego, który zada pierwszy cios asteroidzie. Na „bruku” powstaje krater, w którym „płacze” główny statek kosmiczny z ładunkiem jądrowym. Tak więc dzięki kraterowi eksplozja nie nastąpi na powierzchni, ale już wewnątrz asteroidy. Z obliczeń wynika, że 300-kilotonowa bomba, zdetonowana zaledwie trzy metry pod powierzchnią ciała stałego, co najmniej 20-krotnie zwiększa swoją siłę niszczącą, zamieniając się tym samym w 6-megatonową broń jądrową.
NASA przyznała już granty kilku amerykańskim uniwersytetom na opracowanie prototypu takiego „przechwytywacza”.
Głównym amerykańskim „guru” w kwestii zwalczania zagrożenia asteroidami za pomocą ładunków jądrowych jest fizyk i twórca jądrowy. broń Narodowe Laboratorium Livermore Davida Dearborna. Obecnie wraz z kolegami zajmuje się doprowadzeniem głowicy W-87 do stanu wysokiego alarmu. Jego pojemność to 375 kiloton. To mniej więcej jedna trzecia mocy najbardziej niszczycielskiej głowicy, która jest obecnie na służbie w USA, ale 29 razy mocniejsza niż bomba, która spadła na Hiroszimę.
NASA opublikowała grafikę komputerową przedstawiającą asteroidę przechwyconą w kosmosie i skierowaną na orbitę ziemską. „Złapanie” asteroidy planowane jest do celów naukowych. Aby operacja zakończyła się sukcesem, ciało niebieskie musi krążyć wokół Słońca, a jego rozmiar nie może przekraczać dziewięciu metrów średnicy.
Próba zniszczenia
Próbę zniszczenia przeprowadzi Europejska Agencja Kosmiczna (ESA). Asteroida 65802 Didim, odkryta w 1996 roku, została wybrana jako „ofiara”. To jest asteroida binarna. Średnica korpusu głównego wynosi 800 metrów, a ten, który obraca się wokół niego w odległości 1 kilometra, to 150 metrów. Właściwie Didymus jest bardzo „spokojną” asteroidą w tym sensie, że nie stanowi zagrożenia dla Ziemi w dającej się przewidzieć przyszłości. Niemniej jednak ESA wraz z NASA zamierzają staranować go statkiem kosmicznym w 2022 roku, kiedy znajdzie się on w odległości 11 milionów kilometrów od Ziemi.
Planowana misja otrzymała romantyczną nazwę AIDA. To prawda, że nie ma nic wspólnego z włoskim kompozytorem Giuseppe Verdim, który napisał operę o tym samym tytule. AIDA to skrót od Asteroid Impact & Deflection Assessment, co tłumaczy się jako „Ocena zderzenia z asteroidą i późniejsza zmiana trajektorii jej ruchu”. A sam statek kosmiczny, który ma staranować asteroidę, został nazwany DART. W języku angielskim słowo to oznacza „strzałkę”, ale tak jak w przypadku AIDA, słowo to jest skrótem od wyrażenia Double Asteroid Redirection Test, czyli „Experiment to change the direction of a double asteroid”. Dart powinien zderzyć się z Didymą z prędkością 22 530 kilometrów na godzinę.
Konsekwencje uderzenia będą obserwowane przez inny lecący równolegle aparat. Nazwano go AIM, czyli „target”, ale podobnie jak w dwóch pierwszych przypadkach jest to skrót: AIM – Asteroid Impact Monitor („Tracking acolliction with a asteroid”). Celem obserwacji jest nie tylko ocena wpływu uderzenia na trajektorię asteroidy, ale także analiza w zakresie spektralnym wybitej materii asteroidy.
Ale gdzie umieścić przechwytywacze asteroid - na powierzchni naszej planety czy na niskiej orbicie okołoziemskiej? Na orbicie znajdują się w stanie „gotowości numer jeden” do odparcia zagrożenia z kosmosu. Eliminuje to ryzyko, które zawsze występuje podczas wystrzeliwania statku kosmicznego w kosmos. W końcu to na etapie startu i wycofywania prawdopodobieństwo niepowodzenia jest największe. Wyobraź sobie: musisz pilnie wysłać przechwytujący na asteroidę, ale rakieta nie mogła go wynieść z atmosfery. A asteroida leci...
Jednak przeciwko orbitalnemu rozmieszczeniu myśliwców nuklearnych był nie kto inny jak sam Edward Teller – „ojciec” amerykańskiej bomby wodorowej. Jego zdaniem nie można po prostu wystrzelić nuklearnych ładunków wybuchowych w kosmos blisko Ziemi i spokojnie obserwować, jak krążą wokół Ziemi. Będą musiały być stale utrzymywane, a to będzie wymagało czasu i pieniędzy.
Mimowolne przeszkody w tworzeniu jądrowych rakiet przechwytujących asteroidy stwarzają również traktaty międzynarodowe. Jednym z nich jest traktat o zakazie prób jądrowych w atmosferze, przestrzeni kosmicznej i pod wodą z 1963 roku. Drugi to traktat o przestrzeni kosmicznej z 1967 r., który zakazuje wystrzeliwania broni jądrowej w kosmos. Ale jeśli ludzie mają już technologiczną „tarczę”, która może ich uratować przed apokalipsą asteroid-komety, to byłoby niezwykle nierozsądne, aby zamiast tego w ich ręce włożyć dokumenty polityczne i dyplomatyczne.
informacja