Коллектив российских научных институтов и центров признал безопасным и эффективным способ уничтожения угрожающего Земле астероида с помощью запуска к нему ядерного устройства. Как говорится в статье, опубликованной учеными в издаваемом РАН "Астрономическом журнале" (N9, Том 96), подрыв ядерного зарядного устройства (ЯЗУ) является самым радикальным способом противодействия таким опасным небесным телам, как астероид, но и эффективным.
"Расчеты показали, что указанный метод эффективен и практически безопасен, если соблюдать определенные условия", - говорится в статье. Ученые предлагают уничтожать астероид во время сближения с Землей, предшествующее витку, когда астероид непосредственно должен будет упасть на планету. "Это реально, поскольку практически все опасные астероиды несколько раз появляются в околоземном пространстве, прежде чем выпасть на Землю", - сообщается в статье.
Предложенный способ ликвидации космической угрозы - крайний вариант, когда невозможны другие способы остановить опасность. Например, возможны варианты мягкого увода астроида с опасной траектории, когда на длительной дистанции рядом находится космический аппарат, за счет гравитации отклоняющий опасное небесное тело. "Мягкий увод с орбиты столкновения может потребоваться многократно, уничтожение же объекта происходит однократно", - делают вывод ученые.
Но в исследовании отмечается, что подрыв астероида незадолго до падения на Землю (как это было в голливудском блокбастере "Армагеддон" 1998 года) абсолютно неприемлем, так как в этом случае на нашу планету обрушится огромное количество высокорадиоактивных осколков. В случае же подрыва небесного тела почти сразу после сближения с Землей часть радиоактивных осколков тоже может упасть на Землю, но не сразу. Это произойдет лишь через несколько лет, а за это время их радиоактивность снизится с катастрофического уровня до просто опасного.
- Для защиты от астероидов в России хотят использовать "Сатану"
- Как будет работать антиастероидный эшелон "Цитадель"
В работе, профинансированной Российским научным фондом, ученые Томского госуниверситета, Научно-исследовательского и испытательного центра "Сириус", Института прикладной астрономии РАН, Института прикладной математики им. Келдыша и НИЦ Курчатовский институт рассчитали геометрию взрыва астероидов, баланс энергии и импульса, распределение скоростей на случай полного и частичного разрушения астероида.
Напомним, в Европе в начале 2010 годов была создана группа специалистов по защите Земли от астероидов NEOShield (Near Earth Objects Shield). Программу NEOShield координирует Германский аэрокосмический центр. В проект входят организации из Германии, Франции, Великобритании, Испании, США и России. В рамках этого проекта российские ученые разработали систему отклонения угрожающих Земле астероидов с помощью ядерных взрывов в космосе.
По состоянию на октябрь 2018 года в космосе было обнаружено порядка 19 тысяч астероидов, которые могут сближаться с орбитой Земли. Для каждого известного объекта рассчитывается орбита и вероятность столкновения более чем на 100 лет вперед. Таким образом, астрономам известны почти все крупные околоземные астероиды размером более 1 километра, способные вызывать на Земле глобальную катастрофу. Гораздо меньше астрономы знают об астероидах размером менее одного километра из-за большого количества таких космических тел. Из околоземных астероидов размером от 100 метров ученым известны не более 10%, а размером 20-30 метров - около 1-2%.
"Устаревшего" "Сатану" предложено использовать для защиты России от астероидов
Для уничтожения астероидов в России планируют использовать отслужившие свой срок ракеты РС-20В (Р-36М2) МБР "Воевода" ("Сатана"), которые в армии меняют на новейшие тяжелые межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) "Сармат".
Как рассказывал этим летом гендиректор Центра планетарной защиты Анатолий Зайцев, из межконтинентальных баллистических ракет РС-20В (Р-36М2) хотят создать эшелон оперативного реагирования международной Системы планетарной защиты "Цитадель".
"Поскольку общее количество астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ) размером более 15-20 метров (типа челябинского астероида), составляет несколько миллионов, то при нынешних темпах обнаружения около 2 тысяч в год потребуются тысячелетия, чтобы их все обнаружить", - отметил глава центра.
По его словам, астрономы не видят угрозы в 20 тыс. астероидов, сближающихся с Землей, орбиты которых просчитаны. Но после "космического бильярда" (столкновения с другими небесными телами) "неопасный объект в любой момент может стать опасным".
Для защиты Земли от этой угрозы гендиректор Центра планетарной защиты предложил создать эшелон оперативного реагирования международной Системы планетарной защиты "Цитадель", который "обеспечит гарантированное обнаружение АСЗ, движущихся даже со стороны Солнца, минимум за несколько суток до столкновения с Землей". А когда астероид будет обнаружен, то с помощью ракетно-космических и ядерных средств службы перехвата эшелона, можно будет отклонить этот опасный объект или разрушить его.
По словам Зайцева, создание эшелона оперативного реагирования международной Системы планетарной защиты "Цитадель" будет стоить около $5-10 млрд. Однако это разумная цена за то, чтобы избежать глобальной катастрофы, которую способен вызвать на Земле астероид. За последние 600 млн лет произошло около 60 столкновений с небесными телами диаметром более 5 км, что приводило к глобальным катаклизмам.
31 октября 2015 года, в праздник Хэллоуин, на расстоянии чуть большем, чем расстояние до Луны, пронесся 600-метровый астероид, названный Хэллоуином. Он был обнаружен за 20 дней до сближения с Землей. Тогда Центр планетарной защиты совместно с МЧС РФ провел моделирование последствий удара такого астероида с помощью специального программного комплекса.
Если бы тот 600-метровый астероид столкнулся с Землей, то энергия его удара соответствовала бы взрыву 50 тысяч мегатонн тринитротолуола. Это примерно в три раза превышает мощность вообще всего ядерного оружия, созданного когда-либо человечеством.
Диаметр образовавшейся при этом воронки был бы около 10 км, а ее глубина - 3 км. Размеры зоны разрушений от ударной волны и сейсмических колебаний составили бы примерно 800 км. Число человеческих жертв могло составить десятки миллионов, если бы это падение стало неожиданным, как в случае с Челябинским метеоритом.
Как будет работать антиастероидный эшелон "Цитадель"
Система планетарной защиты "Цитадель" должна включать в себя два эшелона: краткосрочного и долгосрочного реагирования, а также две резервные службы - службу прогнозирования районов и последствий падений небесных тел и службу региональной защиты.
Эшелон краткосрочного (оперативного) реагирования "Цитадель-1" предназначен для защиты от объектов размером до сотен метров, типа Челябинского или Хэллоуина.
Такие размеры имеют 99,9% астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ). В состав эшелона должны входить международная наземно-космическая служба наблюдения и два региональных сегмента службы разведки и перехвата - "Восток" и "Запад", в соответствующих полушариях Земли.
Работать Эшелон будет следующим образом: после обнаружения опасного небесного тела, к его наблюдению должен подключиться весь арсенал наземных и космических средств, включая запуск космических аппаратов (КА)-разведчиков.
На основе полученной информации будет приниматься решение о запуске КА-перехватчиков для отклонения или, в крайнем случае, разрушения опасного небесного тела (ОНТ). Подобная схема была отработана еще 30 лет назад, во время экспедиции к комете Галлея. Тогда советские КА "Вега-1" и "Вега-2" выполняли функцию разведчиков. Затем по их целеуказанию западноевропейский КА "Джотто" прошел на заданном расстоянии от ядра кометы.
Защита от кометных ядер и астероидов, имеющих многокилометровые размеры, будет осуществляться средствами Эшелона долгосрочного реагирования. Их перехват будет осуществляться за много месяцев и даже лет до возможного столкновения с Землей. Для этого потребуется использовать сверхмощные ракеты-носители, энергетические установки и другие средства, которые еще предстоит создать.
Если говорить о вспомогательных службах, которые предназначены для подстраховки основных средств Системы, то Служба прогнозирования районов и последствий падений небесных тел должна разрабатывать варианты эвакуационных и других мер спасения. Один из компонентов этой службы - специальный программно-аппаратный комплекс, разработанный для МЧС России. С его помощью уже были смоделированы последствия падения астероида типа Хэллоуин.
Вторая резервная Служба, служба региональной защиты, может быть построена на базе перспективных средств воздушно-космической обороны. Ряд специалистов, работающих в этой области, считают, что при соответствующей доработке эти средства смогут защищать регионы в местах их дислокации от объектов декаметрового масштаба типа Челябинского.
Для создания эшелона необходимо иметь космические аппараты-наблюдатели, так как с Земли невозможно контролировать дневную часть небесной сферы. По этой причине, кстати, и не был обнаружен Челябинский метеорит, который летел со стороны Солнца. Решить эту проблему можно с помощью космических аппаратов. Существует несколько проектов таких космических аппаратов, которые могут размещаться на околоземных или межпланетных орбитах, а также и на Луне. Они будут снабжены телескопами, работающими в видимом и инфракрасном диапазонах спектра.
Пара таких КА сможет обеспечить гарантированное обнаружение опасных небесных тел (ОНТ), приближающихся даже со стороны Солнца, как минимум, за несколько суток до столкновения.
Для воздействия на ОНТ с целью его отклонения с попадающей траектории или, в случае необходимости, разрушения будут запускаться КА-перехватчики со средствами воздействия. Выбор средств воздействия будет зависеть от характеристик ОНТ, их орбит и располагаемого запаса времени.
В Эшелоне оперативного реагирования будут применяться средства импульсного (сильного) воздействия - кинетические ударники и ядерные взрывные устройства.
Работы, проведенные в Снежинском ядерном центре, показали, что астероид диаметром 500 м может быть разрушен с помощью рассредоточенного взрыва 10 зарядов по 1 мегатонне (Мт) каждый. Это позволяет, используя современные ракетно-космические технологии, организовать оперативную защиту от ОНТ размером до нескольких сотен метров, то есть, примерно от 99,9% АСЗ. Защита от остальных 0,1% более крупных АСЗ и кометных ядер, которые будут обнаруживаться за многие годы до столкновения, будет осуществляться средствами Эшелона долгосрочного реагирования. При этом, кроме импульсных средств, в ряде случаев будет возможно применение слабых средств воздействия. Они разделяются на средства прямого воздействия (ракетные двигатели различных типов и т. п.) и дистанционного (лазеры, солнечные концентраторы, "гравитационный трактор" и др.). Схемы перехвата в этих случаях будут аналогичны уже многократно осуществлявшимся схемам межпланетных экспедиций к астероидам, кометам и другим телам Солнечной системы. При этом, средства перехвата будут выполнять задачи, как правило, отклонения объектов с попадающей в Землю траектории.
