Muista, että pilkkasimme äskettäin otsikoita, että joukko planeetallemme hirvittävän vaarallisia asteroideja lentää meitä kohti! Naurua naurua, mutta jos syvennät näitä tietoja vakavasti, niin kaikki osoittautuu olevan niin ruusuisia kuin haluaisimme.
Kukaan ei kiistä sitä, että todella vaarallinen asteroidi voi muuttaa kiertorataa ja alkaa uhata maapalloa. Ja mitä tehdä? Loppujen lopuksi emme edes huomaa sitä ajoissa. Täällä havaittiin lohko, jonka halkaisija oli 620 metriä, vain 20 päivää ennen saapumista. No, huomasit, ja mitä seuraavaksi? Luettuasi kaikenlaisia vaihtoehtoja saat periaatteessa kiinni ajattelemasta, että jotain uskomattoman upeaa, kuten Asteroidi-elokuvaa, ehdotetaan, mutta kenelläkään ei ole aavistustakaan kuinka kauan, kuka ja miten se toteutetaan. Lisäksi se pahenee. Harvat ihmiset kuvittelevat näiden ehdotusten seurauksia, koska kukaan ei ole kokeillut mitään ja kaikki toimivat sanoilla "todennäköisesti" ja "ehkä".
Todellisuudessa meillä on melko rajoitetut valmiudet, esimerkiksi:
Teoriassa antimissile Defense (ABM) -järjestelmät, kuten A-135 / A-235 -ohjukset, jotka puolustivat Moskovaa, voivat havaita pienen asteroidin ja hyökätä sen 850 kilometrin korkeudessa. Joillakin näistä ohjuksista on ydinpommit ilmakehän alueille. Teoriassa jopa heikko taistelukärki riittää aloittamaan Tšeljabinskin tai Tunguskan meteoriitin kaltaisen ruumiin tuhoamisen. Jos se hajoaa alle kymmenen metrin palasiksi, kukin niistä palaa korkeassa ilmakehässä. Ja tuloksena oleva räjähdysaalto ei voi edes kaataa ikkunoita asuinrakennuksissa.
Avaruudesta Maan alueelle putoavien meteoroidien ja asteroidien erityispiirre on kuitenkin se, että suurin osa niistä liikkuu nopeudella 17-74 kilometriä sekunnissa. Tämä on 2-9 kertaa nopeampi kuin pysäytysohjukset A-135 / A-235. Epäsymmetrisen kappaleen ja epäselvän massan liikeradan ennustaminen on mahdotonta. Siksi edes maanpäällisten parhaat ohjusten ohjukset eivät pysty lyömään "Tšeljabinskia" tai "Tungusta". Lisäksi tämä ongelma on väistämätön: kemiallisilla polttoaineilla toimivat raketit eivät fyysisesti pysty tarjoamaan nopeutta 70 kilometriä sekunnissa tai enemmän. Lisäksi todennäköisyys, että asteroidi putoaa juuri Moskovaan, on vähäinen, eikä muita maailman suuria kaupunkeja suojaa edes tällainen järjestelmä. Kaikki tämä tekee tavanomaisesta ohjuspuolustusjärjestelmästä hyvin tehoton avaruusuhkien torjunnassa.
Alle sata metriä halkaisijaltaan olevia ruumiita on yleensä erittäin vaikea havaita, ennen kuin ne alkavat pudota maahan. Ne ovat pieniä, yleensä tummia, mikä vaikeuttaa niiden näkymistä avaruuden mustien syvyyksien taustalla. Avaruusaluksen lähettäminen heille etukäteen lentoradan muuttamiseksi ei toimi. Jos tällainen taivaankappale voidaan nähdä, se tehdään viimeisellä hetkellä, jolloin reaktioon ei ole melkein aikaa. Joten elokuun (2016) asteroidi huomattiin vain kaksikymmentä tuntia ennen lähestymistä. On selvää, että hän "tähtää" tarkemmin - eikä mikään estäisi taivaallista vierasta. Johtopäätös: Tarvitsemme muita tapoja "lähitaisteluun", jotta kohteet voidaan siepata monta kertaa nopeammin kuin parhaat ballistiset ohjuksemme.
Mainosvideo:
Vuodesta 2016 lähtien voimme nähdä suurimman osan yli 120 metrin halkaisijaltaan olevista ruumiista. Mauna Loa -teleskooppi oli tarkoitus ottaa käyttöön Havaijilla vuonna 2016. Se on toinen Havaijin yliopiston Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS) -järjestelmässä. Jo ennen käyttöönottoa ATLAS oli jo nähnyt ensimmäisen lähellä maata olevan asteroidin, jonka halkaisija oli alle 150 metriä.
Jopa aiemmin löydettyä, satojen metrien kokoista asteroidia ei kuitenkaan voida nopeasti "sijoittaa" siten, että se välttää törmäyksen maan kanssa. Ongelmana on, että sen kineettinen energia on niin korkea, että tavallinen lämpöydinsäde ei yksinkertaisesti voi aiheuttaa räjähdystä iskuissa. Yli 300 metriä sekunnissa tapahtuvassa törmäysnopeudessa tapahtuva kosketuslakko murskaa fyysisesti ydinkärjen elementit jo ennen kuin sillä on aikaa räjähtää: loppujen lopuksi räjähdyksen varmistavat mekanismit vievät aikaa. Lisäksi NASA: n asiantuntijoiden laskelmien mukaan, vaikka taistelukärki räjähtäisi ihmeen kautta (lyömällä asteroidia "takaapäin", kiinniottokurssilla), se tuskin muuttaa mitään. Satoja metrejä läpimitaltaan olevalla esineellä on sellainen pinnan kaarevuus, että yli 90 prosenttia ydinräjähdyksen energiasta haihtuu yksinkertaisesti avaruuteen,mutta ei mene asteroidin kiertoradan korjaamiseen.
On olemassa menetelmä asteroidin kaarevuussuojan ja nopeussuojan voittamiseksi. Tšeljabinskin ruumiin kaatumisen jälkeen NASA esitteli hypervelocity asteroid Intercept Vehicle (HAIV) -konseptin. Tämä on tandem-anti-asteroidijärjestelmä, jossa pää on ei-ydinmateriaali. Korjaamalla asteroidin kiertorataa, se osuu siihen ensin ja noin kymmenen kilometrin sekunnin nopeudella jättäen taakseen pienen kraatterin. Tähän suppiloon on tarkoitus lähettää HAIV: n toinen osa - taistelupää, jonka saanto on 300 kilotonnia kahteen megatoniin. Juuri sillä hetkellä, kun HAIV: n toinen osa tulee suppiloon, mutta ei ole vielä koskenut sen pohjaan, varaus räjähtää, ja suurin osa sen energiasta siirtyy uhri asteroidille.
Tässä on lisätietoja Apophysisista ja siitä, milloin se törmää Maan kanssa
Tomskin valtionyliopiston tutkijat työskentelivät äskettäin samanlaisen lähestymistavan suhteen keskisuurten asteroidien käsittelyyn Skif-supertietokoneessa. He simuloivat Apophis-tyyppisen asteroidin räjähtämistä megaton-ydinpommilla. Samalla oli mahdollista saada selville, että optimaalinen räjähdysmomentti on se hetki, jolloin asteroidi kulkee tietyllä etäisyydellä planeetasta jo ennen viimeistä lähestymistä planeetalle. Tällöin räjähtäneet roskat jatkavat matkaa maasta. Vastaavasti taivaankappaleen palasista peräisin olevan meteorisuihkun vaara vähenee nollaan. Ja tämä on tärkeää: vaaditun (megaton) tehon ydinräjähdyksen jälkeen asteroidin roskat aiheuttavat enemmän säteilyuhkaa kuin Tšernobyl.
Ensi silmäyksellä HAIV tai sen analogit sulkevat kaikki ongelmat. Alukset, jotka ovat alle 300 metrin päässä tällaisen kaksinkertaisen iskun jälkeen, putoavat palasiksi. Vain noin tuhannesosa niiden massasta tulee maapallon ilmakehään. Suuremmat elimet, etenkin metalliasteroidit, eivät anna periksi niin helposti. Mutta jopa niissä aineen haihtuminen suppilosta antaa merkittävän impulssin, joka muuttaa merkittävästi alkuperäistä kiertorataa. Laskelmien mukaan yhden tällaisen anti-asteroidin "ammutun" pitäisi maksaa 0,5-1,5 miljardia dollaria - pelkät pikkutavarat, vähemmän kuin yhden kuljettajan tai B-2-pommikoneen kustannukset.
Yksi ongelma on, että on kohtuutonta luottaa aseeseen, jota ei ole koskaan testattu ainakin testialueella. Ja NASA saa tällä hetkellä noin neljäsosan Yhdysvaltain armeijan menoista vuodessa. Tällaisella vaatimattomalla annostuksella virasto ei yksinkertaisesti pysty jakamaan satoja miljoonia HAIV: n testaamiseen. Mutta vaikka tällaiset testit suoritettaisiin, niillä ei olisi juurikaan järkeä. Sama ATLAS lupaa varoittaa asteroidin keskimääräisestä koosta kuukaudessa tai jopa parissa viikossa. HAIV: ää on mahdotonta rakentaa tyhjästä sellaisessa ajassa, ja sen pitäminen valppaana on amerikkalaisten standardien mukaan liian kallista NASA: n vaatimattomalle budjetille.
Ihmiskunnan näkymät taistelussa suuria asteroideja vastaan - etenkin yli kilometrin päässä - näyttävät ensi silmäyksellä paljon paremmilta kuin pieniltä ja keskisuurilta. Kilometrikohteet voidaan useimmissa tapauksissa nähdä jo käyttöön otettujen kaukoputkien kautta, mukaan lukien avaruusmatkat. Tietysti ei aina: vuonna 2009 löydettiin maapallon lähellä olevia asteroideja, joiden halkaisija oli 2-3 kilometriä. Se, että tällaisia löytöjä tapahtuu edelleen, tarkoittaa, että todennäköisyys havaita planeettamme lähestyvä suuri ruumis yhtäkkiä on jopa tähtitieteen nykyisellä kehitystasolla. On kuitenkin aivan selvää, että tällaisia esineitä vähenee vuosittain ja lähitulevaisuudessa ne eivät välttämättä jää lainkaan.
Jopa maallamme on asteroidiuhkien etsinnälle osoitetun valtion rahoituksen puutteesta huolimatta merkittävä rooli niiden seuraamisessa. Vuonna 2012 Vladimir Lipunov -ryhmä Moskovan valtionyliopistosta loi maailmanlaajuisen MASTER-robottiteleskooppiverkoston, joka kattoi sekä useita kotimaisia että ulkomaisia instrumentteja. Vuonna 2014 MASTER-verkko avasi nelisataa metriä pitävän UR116-mallin, joka pystyy mahdollisesti törmäämään planeettamme lähitulevaisuudessa.
Suurilla asteroideilla on kuitenkin omat epämiellyttävät ominaisuutensa. Oletetaan, että saimme tietää, että seitsemänkymmenen kilometrin pituinen 55576 Amic, jolla on mahdollisesti epävakaa kiertorata, on kohti maata. Se on mahdollista "prosessoida" tandemilla HAIV, jossa on ydinlämpöpää, mutta tämä aiheuttaa tarpeettomia riskejä. Entä jos meitä aiheuttaen asteroidi menettää sen yhden löysän osan? Lisäksi suurilla tällaisilla kappaleilla on satelliitteja - ne eivät itse ole niin pieniä. Lähistöllä oleva räjähdys voi aiheuttaa terävän muutoksen satelliitin kiertoradalla, mikä voi johtaa häiriintyneen ruumiin mihin tahansa - ja myös planeetallemme.
Annetaan yksi esimerkki. Edellä mainittu MASTER-teleskooppiverkko löysi puolitoista vuotta sitten vuoden 2014 UR116: n alle 13 miljoonan kilometrin päässä Maasta. Jos hän olisi mennyt kohti planeettaa jopa kohtuullisella nopeudella 17 kilometriä sekunnissa - ja alle kymmenessä päivässä heidän polunsa olisivat ylittäneet. Lähentymisnopeudella 70 kilometriä sekunnissa olisi ollut päivän kysymys. Jos lämpöydinräjähdys hajoaa sarjasta roskia monikilometrin rungosta, yksi niistä voi helposti liukastua huomiomme ulkopuolelle. Ja kun se näkyy kaukoputkien näkökentässä muutaman miljoonan kilometrin päässä meistä, on liian myöhäistä aloittaa toisen HAIV-sieppaimen tuotanto.
Varmasti suurilla rungoilla, joiden törmäys on tiedossa etukäteen, voit olla vuorovaikutuksessa turvallisemmin ja ilman räjähdystä. Joten, Jarkovskin vaikutus muuttaa jatkuvasti melkein kaikkien asteroidien kiertoradaa ilman vaaraa niiden dramaattisesta tuhoutumisesta tai satelliittien häviämisestä. Vaikutus on siinä, että auringon lämmittämä asteroidin osa putoaa väistämättä pyörimisen aikana valaisemattomaan yöalueeseen. Siellä se antaa lämpöä avaruuteen infrapunasäteilyn kautta. Jälkimmäisen fotonit antavat impulssin asteroidille vastakkaiseen suuntaan.
Uskotaan, että vaikutusta on helppo käyttää ohjaamaan suuret "dinosaurusmurhaajat" vaaralliselta lähestymistavalta maapallolle. Riittää, kun lähetät pienen koettimen asteroidille, jolla on robotti valkoisella maalipallolla. Ruiskuttamalla sitä suurelle pinnalle, voit saavuttaa jyrkän muutoksen kehoon vaikuttavassa Yarkovsky-vaikutuksessa. Siten esimerkiksi valkoinen pinta säteilee fotoneja vähemmän aktiivisesti, mikä heikentää vaikutuksen voimaa ja muuttaa asteroidin liikkeen suuntaa.
Vaikuttaa siltä, että vaikutus on joka tapauksessa liian pieni vaikuttamaan mihinkään. Esimerkiksi Golevkan asteroidille, jonka massa on 210 miljoonaa tonnia, se on noin 0,3 Newtonia. Mitä tällainen "voima" voi muuttaa taivaankappaleeseen nähden? Kummallista kyllä, monien vuosien ajan vaikutus on melko vakava. Vuosina 1991-2003 Golevkan lentorata poikkesi sen vuoksi lasketusta 15 kilometrillä.
On muitakin tapoja poistaa hitaasti suuri kappale vaaralliselta kiertoradalta. Asteroidiin voit asentaa aurinkopurjeen kalvosta tai heittää hiilikuituverkon sen päälle (molemmat vaihtoehdot oli NASA: n laatima). Molemmissa tapauksissa auringon säteiden kevyt paine taivaankappaleeseen kasvaa, mikä tarkoittaa, että se alkaa vähitellen liikkua auringon suuntaan välttäen törmäyksiä kanssamme.
Anturin lähettäminen maalilla, purjeella tai verkolla merkitsisi pitkän matkan avaruusoperaatiota, joka maksaisi paljon enemmän kuin HAIV-tandemin laukaisu. Mutta tämä vaihtoehto on paljon turvallisempi: se ei aiheuta arvaamattomia muutoksia potkut suuren asteroidin kiertoradalla. Vastaavasti se ei uhkaa suurten sirpaleiden erottamista siitä, jotka voivat pudota maan päälle tulevaisuudessa.
On helppo nähdä, että tällaisella puolustuksella suurta asteroidia vastaan on heikot kohdat. Nykyään kenelläkään ei ole valmiita rakettia robotimaalarin kanssa; sen valmisteleminen lentoon kestää useita vuosia. Lisäksi joskus avaruuskoettimet rikkoutuvat. Jos laite "vikaa" kaukaisessa komeetassa tai asteroidissa, kuten japanilainen Hayabusa Itokawan asteroidilla vuonna 2005, toiselle kosmisen mittakaavan maalausyritykselle ei ehkä yksinkertaisesti jää aikaa. Eivätkö ole olemassa luotettavampia menetelmiä, jotka sulkisivat pois vaarallisen ydinpommituksen ja aina luotettavien koettimien lähettämisen? On, mutta ne ovat jälleen erittäin uskomattoman upeita, ja se on käsittämätöntä, kun ne ovat toteutettavissa.
Länsimaissa tilannetta pahentaa se, että yksikään hallinto ei suunnittele avaruusohjelmia yli muutaman vuoden. Kaikki pelkäävät perustellusti, että vallan siirron myötä uusi hallinto sulkee välittömästi edeltäjänsä kalliit ohjelmat. Joten ei ole mitään syytä aloittaa niitä. Kiinan kaltaisissa osavaltioissa kaikki on muodollisesti parempaa. Suunnitteluhorisontti työnnetään siellä pitkälle tulevaisuuteen. Käytännössä heillä ei kuitenkaan ole teknisiä (Kiina) tai taloudellisia valmiuksia tandemjärjestelmien, kuten HAIV: n, tai orbitaalilaseriryhmien, kuten DE-STAR, käyttöönottoon.
Entä USA? Ja viime vuonna USA päätti luoda itsenäisesti meteoriitin torjunnan. No tottakai! He ovat kuin "Kapteeni Amerikka" puolustamaan maata itse viholliselta! No, kuten Hollywood-elokuvissa, muistat. Tuloksena on "zilch", mutta tärkeintä on julistaa itsesi äänekkäästi.
Kaikki tämä tarkoittaa sitä, että edellä mainitut projektit aloitetaan vasta vasta, kun huomaamaton ruumis räjähti monen megatonin tiheästi asutulla alueella. Tällainen tapahtuma - joka yleensä tapahtuu ennemmin tai myöhemmin - aiheuttaa varmasti ihmisuhreja.
Vasta sen jälkeen voimme odottaa luottavaisin mielin poliittisia pakotteita asteroidien vastaisten puolustusjärjestelmien rakentamisesta sekä lännessä että mahdollisesti Venäjällä.
No, nettotuloksessa - jos jotain, olemme valmiit. Eikö?