ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЗЕМЛИ

ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЗЕМЛИ

Современная цивилизация достигла достаточного уровня развития технологий и промышленности, чтобы создать системы и средства для своевременного выявления угрозы космического столкновения и его предотвращения. Однако для прогнозирования катастроф наших знаний об опасных пришельцах из космоса явно недостаточно, технические средства для оперативного выявления угрозы не внедрены, системы предотвращения столкновений не созданы.

Сложно обстоит дело с нейтрализацией угрозы столкновений с относительно мелкими объектами (более 10 м), которые грозят катастрофой локального масштаба. Вероятность подобных явлений относительно высока, а возможности прогноза малы, поскольку количество объектов значительно, а их наблюдение как на большом удалении от Земли, так и при непосредственном сближении, затруднено. В основе стратегии защиты лежит непрерывное наблюдение за космическим пространством в непосредственной близости от Земли и наличие дееспособной системы нейтрализации.

Современный уровень технологического развития ведущих стран мира позволяет приступить к созданию системы защиты Земли от астероидной и кометной опасности. В задачи системы будет входить обнаружение и идентификация естественных космических объектов, орбиты которых могут пересекать земную; определение степени угрозы столкновения и его последствий для биосферы и цивилизации, а также организация мер по предотвращению катастрофических последствий. В программу защиты должны войти система наблюдения за опасными объектами, ракетные и ракетно-технические средства доставки (ракетоносители, разгонные блоки, космические перехватчики), средства воздействия на космические тела, глобальный командно-измерительный комплекс, централизованный блок управления средствами системы защиты и пр.

В мае 1993 г. в Санкт-Петербурге состоялась первая международная конференция «Астероидная опасность-93». Наибольшее внимание ученых привлекли такие аспекты проблемы, как вероятность встречи Земли с опасными космическими объектами, требования к системам оптических и радиолокационных наблюдений, позволяющим фиксировать приближение космических пришельцев и прогнозировать их орбиты, а также способы защиты Земли от столкновений. Для эффективной защиты необходима разработка способов уничтожения данных объектов, которые сводятся к двум возможностям: разрушение «врага» до его соприкосновения с нашей планетой или увод его с опасной орбиты.

Для устранения опасных космических объектов в настоящее время рассматриваются два вида воздействия: ядерное и кинетическое. Предполагается, что в случае обнаружения астероида или кометы навстречу объекту направляются ракеты, снабженные специальными зарядами, причем в первом случае для разрушения объекта используется энергия мощного ядерного заряда, во втором — собственная кинетическая энергия небесного тела.

«Отец» американской водородной бомбы Эдвард Теллер одним из первых предложил воздействовать на опасных гостей ракетами с мощными ядерными зарядами, и возможность такого метода была всесторонне рассмотрена учеными-атомщиками и разработчиками ракетных систем. Оказалось, что если доставка ядерного заряда к объекту осуществима имеющимися ракетами-носителями, то эффективное использование энергии взрыва ядерного заряда сопряжено с большими техническими трудностями. При сильном взрыве на твердой поверхности лишь 15–20 % энергии идет на уничтожение, а при заглубленном взрыве разрушительная сила возрастает в 5–6 раз. Однако осуществление подобного взрыва в объекте, движущемся со скоростью 40–60 м/с, — весьма сложная техническая задача. Кроме того, испытания мощных ядерных зарядов на Земле и вывод их в космическое пространство запрещены международными соглашениями и вызывают большие опасения с точки зрения экологической безопасности. Поэтому столь радикальный способ воздействия, вероятно, не имеет серьезной перспективы.

Альтернативой является кинетический способ, то есть использование собственной кинетической энергии тела для его ликвидации. Впервые этот метод был предложен российскими учеными на Первой международной конференции по астероидной опасности. На пути движения астероида создается искусственное пылевое образование из малых частиц, которые будут взаимодействовать с его поверхностью, образуя кратеры с выбросом некоторой массы, пропорциональной кинетической энергии соударяющихся тел. Таким образом опасный объект будет разрушаться.

Использование известных теоретических моделей сильного взрыва позволяет выбрать две модели нейтрализации: полное уничтожение тела, вплоть до его испарения или разделение на мелкие фрагменты, не представляющие опасности. Расчеты показывают, что для полного распыления соотношение между массой частиц облака и массой тела при скорости 40–60 км/с должно быть 10:4—10:5, то есть для ликвидации железного астероида диаметром 10 м необходимая масса частиц облака должна составить порядка 10 тыс. кг. Учитывая, что ракетостроение имеет определенный опыт создания в космосе искусственных образований, состоящих из частиц малых размеров, кинетический способ воздействия может быть экспериментально опробован.

В США по программе НАСА Discovery Mission проводился эксперимент с целью исследования кинетического воздействия на комету Темпеля. В 2005 г. комету встретил аппарат общей массой 370 кг, ударным элементом служил медный шар диаметром 0,65 м и массой 140 кг. В результате столкновения при скорости 10,2 км/с образовался кратер диаметром 60—240 метров (радиус кометы 3 километра). В результате эксперимента получены данные, позволяющие в дальнейшем успешно использовать кинетический способ защиты Земли от опасных пришельцев из космоса.

НАСА объявило о создании во Всемирной сети системы мониторинга астероидной опасности, получившей наименование Sentry. Система создана, чтобы облегчить общение между учеными при открытии небесных тел, несущих потенциальную угрозу нашей планете.

Американский спутник передает в реальном времени полученную им картинку звездного неба. Получая эти картинки на компьютер, вы можете сохранять их и, сравнивая, обнаружить новый двигающийся объект. Возможно, это будет астероид, комета или метеорит. Данные посылаются в единый центр, и при подтверждении другими наблюдателями этот объект заносится в соответствующие каталоги. Ему присваивается номер, а право его открытия принадлежит первому сообщившему. Астрономы-любители открывают новых объектов не меньше, чем профессионалы.

В первый день 2002 г. министр науки Великобритании лорд Сэнсбери объявил о решении разместить новый Британский центр по исследованию возможности столкновения Земли с астероидами в Национальном космическом научном центре в графстве Лестер. Наблюдение за космическими объектами будет вестись с помощью телескопа «Исаак Ньютон», расположенного на острове Ла-Пальма, входящем в группу Канарских островов.

Писатели-фантасты и ученые-астрономы сходятся во мнении, что существует всего два возможных варианта защиты. Первый — уничтожить объект. Второй — изменив его орбиту, предотвратить столкновение. Появилось довольно забавное сообщение о том, что придумали своеобразную подушку безопасности, которую надо развернуть в месте падения космического тела. Фантастами активно разрабатываются версии об эвакуации землян на другую планету в Солнечной или даже другой планетной системе.

Воплощение первого из перечисленных способов очевидно. Надо с помощью ракеты доставить к объекту взрывчатое вещество и взорвать его. Можно организовать контактный ядерный взрыв на поверхности. Все это должно привести к дроблению объекта на безопасные осколки. Вопрос лишь в количестве взрывчатого вещества и доставке его в точку траектории астероида или кометы, достаточно удаленных от Земли. Способ подрыва космического тела применим лишь для малых объектов, так как в результате ученые рассчитывают получить маленькие осколки, сгорающие в атмосфере.

С большими телами сложнее. Вследствие ограниченности возможностей современных подрывных средств после взрыва могут остаться не сгоревшие в атмосфере большие обломки, коллективное действие которых может вызвать гораздо большую катастрофу, чем первоначальное тело. А так как практически невозможно рассчитать количество осколков, их скорости и направления движения, то и само дробление тела становится сомнительным предприятием.

Более интересны способы изменения орбиты космического тела. Эти способы хороши для тел крупных размеров. Если мы имеем комету, приближающуюся к Земле, то предлагается использовать сублимационный эффект — испарение газов с поверхности очищенной части ядра кометы. Этот процесс приводит к возникновению реактивных сил, закручивающих комету вокруг своей собственной оси вращения, и изменению траектории ее движения. Это очень напоминает «закрученные» голы в футболе или теннисе, когда мяч летит совсем по другой, неожиданной для игрока траектории.

Возникает вопрос: как очистить ядро? Для этого имеется множество способов. Предлагается, например, проект «пескоструйный аппарат». Суть его заключается в том, что если взорвать рядом с ядром кометы ракету или небольшой ядерный заряд, то осколки ракеты или взрывная волна снаряда очистят часть ядра кометы.

То же можно сделать и с астероидом. Но в этом случае следует предварительно покрыть часть его поверхности белым веществом, например мелом. Как вы помните из физики, белый цвет хорошо отражает солнечные лучи. В результате возникнет неравномерность прогрева «тела» астероида, что повлечет за собой изменение скорости и направления его вращения вокруг своей оси. Далее все будет происходить, как с «подкрученным» мячом. Только вот мела нужно будет много. Американские ученые подсчитали, что для изменения орбиты астероида 1950 DA потребовалось бы 250 тысяч тонн мела, а доставить его на астероид могут 90 полностью загруженных ракет типа «Сатурн-5». Но при этом за одно столетие его орбита отклонилась бы на 15 тысяч километров.

Серьезно обсуждался способ выведения на орбиту астероида большой солнечной батареи, так чтобы астероид встретился с ней и она бы застряла на его поверхности, отражая солнечные лучи. Фантасты много пишут о космических кораблях, способных транспортировать астероид подальше от Земли. Но пока на практике не был применен ни один из придуманных способов. И это тоже хорошо. Как говорится, повода не было.

Все сказанное касается столкновений Земли с конкретным твердым телом. А что же может произойти при столкновении с кометой огромного радиуса, начиненной метеоритами? На этот вопрос помогает ответить судьба планеты Юпитер. В июле 1996 г. комета Шумейкера — Леви столкнулась с Юпитером. За два года до столкновения при прохождении этой кометы на расстоянии 15 тысяч километров от Юпитера ее ядро раскололось на 17 осколков примерно по 0,5 км в диаметре, растянувшихся вдоль орбиты кометы. В 1996 г. они поочередно вошли в соприкосновение с планетой. Энергия столкновения каждого из кусков, по оценкам ученых, достигала примерно 100 млн мегатонн. На фотографиях космического телескопа «Хаббл» (США) видно, что в результате катастрофы на поверхности Юпитера образовались гигантские темные пятна — выбросы газа и пыли в атмосферу в местах падения осколков. Эти пятна по размеру соответствовали размерам нашей Земли!

Конечно, кометы в далеком прошлом сталкивались и с Землей. Именно столкновению с кометами, а не с астероидами или метеоритами приписывают гигантские катастрофы прошлого со сменой климата, вымиранием многих видов животных и растений, гибелью развитых цивилизаций землян. Быть может, 14 тысяч лет назад наша планета встретилась с меньшей кометой, но этого оказалось вполне достаточно, чтобы исчезла с лица Земли легендарная Атлантида.