Какие у вас есть варианты, когда у вас есть только часы или дни, чтобы предотвратить столкновение с астероидом?
Представьте себе сценарий, в котором мы обнаруживаем астероид, направляющийся прямо на Землю. Представьте, что он прибудет через пару дней или, что еще хуже, всего через несколько часов. Что можно сделать, чтобы это остановить?
Возможно, удастся защитить себя и планету за такое короткое время. Но для этого нам нужно будет протестировать и построить правильную инфраструктуру.
Когда дело доходит до астероидов, человечество занимается открытием. Мы отправляем к ним космические корабли, и иногда эти космические корабли возвращают образцы на Землю. Миссия НАСА 'Люси' только что запущен, и его миссия состоит в том, чтобы посетить в общей сложности восемь астероидов - один в главном поясе астероидов и семь троянских коней Юпитера. Мы также занимаемся каталогизацией всех возможных астероидов. Мы хотим знать, какие из них представляют угрозу для Земли.
Но пока мы выполняем эту важную работу, как мы готовимся к астероиду, который направляется прямо к нам? Об этом много говорят и исследуют. Есть даже два раза в год конференция, посвященная опасным астероидам, которая называется Конференция по планетарной обороне . Последний был проведен в апреле 2021 года, и это уже седьмой по счету.
На каждой из этих конференций по планетарной защите генерируется фиктивная угроза астероида, а затем в течение пятидневной конференции по прошествии вымышленных месяцев раскрываются более подробные фиктивные наблюдения за астероидом. Команды участников следят за развитием событий и придумывают стратегии смягчения последствий. На конференции 2021 года последние имитирующие радиолокационные наблюдения показали, что приближающийся астероид имеет диаметр 105 метров и ударит по территории, граничащей с Германией, Чешской Республикой и Австрией. Какие стратегии смягчения последствий придумали участники?
Карта недавних 873 событий мощностью более 0,073 кт с 15 апреля 1988 г. по 29 сентября 2021 г., связанных с воздушными выбросами от атмосферных инфразвуковых датчиков. Событие 500 кт 15 февраля 2013 г. в Челябинске хорошо видно над Россией. Важно отметить, что энергетические диапазоны многих из этих событий, связанных с ударами астероидов, находятся в диапазоне от тактического до стратегического ядерного оружия. В точках белого цвета отсутствуют данные о высоте. Изображение предоставлено: П. Любин / Группа экспериментальной космологии, UCSB. Данные Алана Б. Чемберлина (Лаборатория реактивного движения / Калифорнийский технологический институт) https://cneos.jpl.nasa.gov/fireballs/.
К сожалению, не очень. Ничего нельзя было сделать, чтобы смягчить удар, и вместо этого основное внимание было обращено на гражданскую оборону и эвакуацию. Достаточно ли этого статус-кво? 105-метровый астероид не уничтожит цивилизацию, но все равно нанесет большой урон. 105-метровый астероид может поразить Землю мощностью до 30 Мт (мегатонн в тротиловом эквиваленте) - энергии современного большого термоядерного оружия.
В статье под названием « PI: Терминальная планетарная защита , »Филип Любин кратко описывает, что необходимо для защиты Земли от астероидов без особых затрат времени. Любин - профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и единственный автор статьи. PI в названии означает «измельчить его». Он доступен на сайте допечатной подготовки arxiv.org.
«До сих пор человечество избежало крупномасштабной катастрофы, которая постигла наших предыдущих арендаторов, но рассчитывать на« удачу »- плохая стратегия в долгосрочной перспективе».
Филипп Любин
Мы знаем, что есть несколько астероидов, у которых запланировано близкое столкновение с Землей. Апофис Вызывало беспокойство в декабре 2004 года, когда казалось, что вероятность столкновения с Землей в пятницу, 13 апреля 2029 года составляет 2,9%. Ее диаметр составляет около 370 метров (1210 футов), и она может нанести огромный ущерб. Астероид Бенну, диаметр которого составляет 490 метров 1608 футов, также приблизится к Земле в 2036 году.
Мы знаем, что они не ударят по Земле. По крайней мере, в этот раз.
Но проблема в том, что астероид, который подходит так близко к Земле, может пройти через то, что называется « гравитационные замочные скважины . » Это регионы, где гравитация Земли может толкнуть астероид и отправить его на курс прямого столкновения с Землей.
«Если он пройдет через гравитационную замочную скважину, он, как правило, столкнется с Землей в следующем раунде», - сказал Любин в своем интервью. пресс-релиз .
По словам Любина, мы можем подготовиться к этому. Потому что в какой-то момент астероид застает нас врасплох.
По словам Лабина, в аварийной ситуации с астероидом мы все еще можем полагаться на атмосферу Земли для некоторой защиты. Проблема состоит в том, чтобы разбить приближающийся астероид на достаточно мелкие части, чтобы они сгорели в атмосфере, не вызывая мощной ударной волны или не запуская сценарий «ядерной зимы».
Для этого Любин предлагает перехватить приближающийся астероид с помощью устройства, которое ударяет по астероиду с помощью множества проникающих стержней. Некоторые стержни будут заполнены взрывчаткой. Цель состоит в том, чтобы раздробить болид на небольшие фрагменты диаметром 15 метров (примерно 45 футов) или меньше. Эти фрагменты превратятся в облако обломков. Некоторые осколки ударят по Земле, но, надеюсь, многие - нет. Это зависит от времени обнаружения, размера ударника, углов и скорости.
В сценарии «Измельчить это» астероид, направляющийся к Земле, будет поражен ударным элементом, имеющим набор стержней, некоторые из которых содержат взрывчатку. Астероид или комета будут разбиты на более мелкие части, представляющие меньшую опасность. Кредит изображения: Любин / Группа экспериментальной космологии, UCSB.
Осколки, ударяющиеся в атмосферу Земли, будут лететь с гиперзвуковой скоростью; около 60 Махов по Любину. На этой скорости осколки нагреются от сильного трения и начнут разламываться высоко в атмосфере, на высоте от 30 до 50 км (от 18 до 31 мили).
Каждый из фрагментов по-прежнему несет в себе много энергии. По словам Любина, каждое из них похоже на современное термоядерное оружие. Но вместо одиночной воздушной волны или удара поток осколков был бы подобен множественным громам и молниям.
На этом рисунке из исследования показаны два фрагмента облака, образовавшиеся в результате успешного перехвата. Вверху - астероид меньшего размера, а внизу - астероид большего размера. Обратите внимание на то, как некоторые из фрагментов полностью пропустили бы Землю с более крупным астероидом. Имиджевый кредит: Любин 2021.
Будет много шума, но не сразу. Были бы вспышки, но не одна большая вспышка. И будут взрывные волны, но вместо одного мощного взрыва и разрушительной ударной волны будет много меньших, которые не перекрываются. Наконец, будет пыль. Но даже количество пыли вряд ли будет опасным.
На этом рисунке показано, как наблюдатели будут ощущать взрывы по отдельности, а не как один большой разрушительный взрыв. Кредит изображения: Любин / Группа экспериментальной космологии, UCSB.
В своей работе Любин обращает наше внимание на астероид Апофис. В пятницу, 13 апреля 2029 года, Апофис пройдет очень близко к Земле. Он подойдет ближе к поверхности Земли, чем геосинхронные спутники, примерно на 31 000 км (19 300 миль). Имея диаметр 370 метров, он будет нести энергию, примерно эквивалентную всему ядерному арсеналу человечества. Угроза реальна.
Большинство разговоров о предотвращении столкновения с астероидом сосредоточено на предварительном предупреждении. При наличии достаточного количества предупреждений, месяцев или даже лет, кинетический снаряд относительно небольшой массы может быть отправлен на перехват приближающегося астероида. Если астероид находится достаточно далеко от Земли, когда снаряд поражает его, то все, что нужно, - это небольшой толчок.
Но подход PI был смоделирован с очень коротким сроком выполнения. «Программа PI отличается чрезвычайно коротким временем отклика, необходимым для смягчения последствий», - пишет Любин. Любин и его коллеги выполнили тысячи симуляций для ряда астероидов разного размера, и результаты многообещающие.
Любин призывает занять активную позицию в отношении астероидов, особенно в отношении «повторных преступников», таких как Апофис и Бенну. Он утверждает, что нам нужен как формальный процесс принятия решений по угрозам, связанным с астероидами, так и технологическая реализация подхода PI. И он должен быть международным.
«Мы могли бы устранить такие угрозы, как Apophis и Bennu, с помощью PI, перехватывая их с близкого расстояния и устраняя их как будущую угрозу. Это и политическая, и техническая область, подлежащая обсуждению », - пишет Любин.
«В идеале, зона планетарной обороны должна выходить за пределы национальных границ, поскольку угроза не знает границ. Идеальным сценарием было бы объединение международных усилий по защите нашей планеты для будущих поколений ».
Приближается Апофис, и Любин думает, что это может быть хорошей, хотя и спорной, возможностью протестировать метод PI.
Пора? Что мы ждем?
«Хотя мы часто говорим, что в жизни нет ничего определенного, кроме смерти и налогов, мы, безусловно, можем добавить в этот список вымирание людей», - сказал Любин. «В нашей солнечной системе скрывается большой астероид или комета с надписью« Земля ». Мы просто не знаем, где он и когда он ударит ».
Более:
- Пресс-релиз: Планетарная защита PI находится в небе?
- Исследовательская работа: PI: Терминальная планетарная защита
- Блог группы экспериментальной космологии UCSB: PI-терминал планетарной защиты
