Ar to, ka asteroīds 2005 YU55 vakar bija tuvu Zemei, šim diezgan nemierīgajam lidojošajam lidmašīnai daudziem cilvēkiem rodas jautājums, vai mēs spētu novirzīt asteroīdu, kas atrodas orbītā krustojumā ar Zemi.
Protams, turpinoties dabas katastrofām, asteroīdu streiks uz Zemes būtu ārkārtīgi slikts. Pat samērā nelieli kosmosa ieži varētu noslaucīt miljoniem cilvēku no planētas, un tiešām lielajiem asteroīdiem - piemēram, tiem, kas izraisīja Čikuksula notikumu pirms 65 miljoniem gadu - ir maz ticams, ka cilvēce izdzīvos. Un tomēr par visu viņu postījumu asteroīdi piedāvā cerības mirdzumu. Asteroīdu streiks ir novēršams, ņemot vērā, ka mums ir laiks to risināt.
"Mūsdienās neviens zināms asteroīds neatrodas sadursmes kursā ar Zemi," sacīja Dr David Morrison no NASA programmas Near Earth Object (NEO) programmas pirms dažiem gadiem no Spaceguard Survey sniegtā ziņojuma, kas meklē tuvu braucošus objektus. “Kosmosa sardzes pētījums negaida, ka tiks atrasts kāds liels asteroīds, kas tieši mūs apdraud. Ja tomēr šāds iezis tiek atklāts sadursmes laikā, tad mēs paredzam, ka mēs izmantosim piemērotu tehnoloģiju, lai to novirzītu, pirms tas nonāk. Triecieni asteroīdiem ir vienīgais dabiskais apdraudējums, kuru mēs principā varam pilnībā novērst. ”
Ir daži dažādi veidi, kā mainīt asteroīda orbītas ceļu, bet kāds ir labākais veids, kā to izdarīt?
Vispirms nedaudz parunāsim par to, ar ko mēs nodarbojamies. Zemes objekts ir asteroīds vai komēta, kura orbīta nonāk Zemes apkārtnē - jebkas, kas riņķo 195 miljonu kilometru (120 miljonu jūdžu) attālumā no Zemes orbītas apkārtnes. Daži objekti ir ceļojuši kopā ar mums miljoniem gadu, aust un iziet no mūsu orbītas ceļa. Galu galā viens no šiem objektiem nonāks nepareizajā vietā nepareizā laikā un ietekmēs Zemi.
Visur astronomi apzinās šo problēmu, un tiek veikti vairāki pētījumi, lai atklātu un kataloģizētu visus iespējamos Zemes šķērsojošos asteroīdus, piemēram, Spaceguard Survey, kas strādā, lai atklātu visus tuvumā esošos Zemes asteroīdus, kuru diametrs ir lielāks par 1 km. Iežiem, kas pārsniedz šo izmēru, ir potenciāls izbeigt civilizāciju, kā mēs to zinām, tāpēc būtu labi zināt, vai kāds no tiem virzās mūsu virzienā.
Bet objekti, kas ir tikpat mazi kā 140 metri, radīs reģionālus postījumus un pat miljonu nāvi, ja kāds notriec kādu lielu pilsētu. Arī šie mazākie ieži ir prioritāte.
Kopš 2011. gada 3. novembra ir atklāti 8 421 Zemes objekti. Apmēram 830 no šiem NEO ir asteroīdi, kuru diametrs ir aptuveni 1 kilometrs vai lielāks. Arī 1 262 no šiem NEO ir klasificēti kā potenciāli bīstamie asteroīdi, kuriem ir potenciāls pietuvoties Zemei, un to izmērs ir pietiekami liels, lai trieciena gadījumā radītu būtisku reģionālu kaitējumu.
Turklāt nesenie rezultāti no NASA plaša lauka infrasarkano staru pētījuma pētnieka jeb WISE kosmosa kuģa - kas kopā ar citiem apsekojumiem ir palīdzējuši atrast aptuveni 90 procentus no lielākajiem Zemes tuvumā esošajiem asteroīdiem - tagad astronomu vērtējumā ir aptuveni 19 500 vidēja izmēra Zemes asteroīdu. kas nozīmē, ka vairums no šiem vidēja lieluma asteroīdiem vēl nav atklāti. Tie ir objekti, kuru platums ir no 100 līdz 1000 metriem (330 līdz 3300 pēdām).
Astronomi strādā, lai izveidotu visaptverošu sarakstu ar visām bīstamajām kosmiskajām klintīm, kas tur atrodas. Ko darīt, ja uz tā ir asteroīds ar mūsu vārdu? Kā mēs varam rīkoties, lai to sasniegtu un iznīcinātu, vai vismaz mainītu tā trajektoriju no sadursmes ar Zemi?
Šeit mēs nerunājam par Armagedona vai Deep Impact scenāriju; nav iespējas apturēt asteroīdu, kas mūs ietekmēs tikai pēc dažiem mēnešiem - mēs nezinām, kā ir, un mums nav tehnoloģijas. Bet pieņemsim, ka mēs esam saņēmuši brīdinājumu dažu gadu desmitu laikā.
Kā mēs to varētu apturēt?
Bijušais Apollo astronauts Rusty Schweickart ir daudzkārt runājis ar Space Magazine un uzsver, ka šodien pastāv tehnoloģija, kas nepieciešama asteroīda novirzīšanai. "Tas ir, mums nav jāiedziļinās lielā tehnoloģiju attīstības programmā, lai novirzītu lielāko daļu asteroīdu, kas varētu radīt ietekmes draudus," viņš teica. “Tomēr šī tehnoloģija nav salikta sistēmas dizainā un nav pārbaudīta, pārbaudīta vai pierādīta, ka tā faktiski varētu novirzīt asteroīdu. Tātad mums jātestē viss - jāpārbauda tā pati secība, ko mēs izmantotu novirzes kampaņai. ”
Labākais veids, kā to pārbaudīt, būtu NASA vai varbūt kosmosa aģentūru konsorcija veikšana reālas misijas laikā, lai pārbaudītu visu sistēmu.
"Ne ar asteroīdu, kas apdraud triecienu," sacīja Šveikskarts, bet gan ar asteroīdu, kurš tikai domā par savu biznesu, un mums būtu iespēja parādīt, ka kontrolētā veidā mēs varam nedaudz mainīt tā orbītu. "
Šveicerts aprakstīja divu veidu “novirzes kampaņas” draudošam asteroīdam: a kinētiskā ietekme rupji “iebīdītu” asteroīdu citā orbītā (lielāka versija tam, kas notika ar kosmosa kuģi Deep Impact) un gravitācijas traktors vai kosmiskais velkonis lēnām velk uz asteroīdu, lai precīzi sagrieztu iegūto izmaiņu kursu, izmantojot tikai neko citu kā gravitācijas pievilcību starp abiem ķermeņiem. Šīs divas metodes kopā veido pilnīgu novirzes kampaņu, izmantojot esošās tehnoloģijas.
Kādas ir citas iespējas?
Uzpūtiet to ar kodoliem
Katrs Holivudas stāsts, kas attiecas uz asteroīdiem, vienmēr ietver kodolgalviņu iesaiņošanu kosmosa kuģī un pēc tam izlidošanu, lai uzspridzinātu asteroīdu. Kaboom! Problēma atrisināta? Ne gluži. Zinātne šajās filmās labākajā gadījumā ir maldinoša un droši vien vienkārši nepareiza.
Plus, kā uzsver Šveicerts, iespējams, tā ir patiešām slikta ideja. Viņš uzskata, ka pastāv daudzu mazāku un tikpat nāvējošu klinšu gabalu radīšanas problēma, uzspridzinot lielu asteroīdu (un tas faktiski varētu palielināt tā iznīcinošo spēku.) Bet ziņojumā, ko Nacionālā pētniecības padome izdeva 2010. gadā, atzīst zinātnieki ka kodolsprādzieni ir vienīgais pašreizējais praktiskais līdzeklis, kā rīkoties ar lieliem NEO (diametrs ir lielāks par 1 kilometru), vai kā rezerves līdzeklis mazākiem, ja citas metodes neizdosies.
Ir vēl viena likumīga nozveja. Konvencijas IV pants Līgums par principiem, kas reglamentē valstu darbības kosmosa, tostarp Mēness un citu debesu ķermeņu, izpētē un izmantošanā aizliedz valstīm kosmosā izmantot kodolus. Parastās sprāgstvielas ir atļautas, taču tās vienkārši nav tik efektīvas. Bet Šveicerts uztraucas, ka NASA var būt atvērta manipulācijām, lai starptautiskās “drošības” aizsegā izvirzītu kosmisko kodolieroču izplatīšanu.
* Atjauninājums: Tas nozīmē, ka vēl viens seku mazināšanas plāns attiecas arī uz kodolieročiem, un tas tiek izsaukts Kodol Ablācija. Tas ietvertu kodona detonēšanu asteroīda tiešā tuvumā, un starojums iztvaicē tā virsmu, radot eksplozīvu vilci un mainot ātrumu, reaģējot.
Savā 2007. gada NEO semināra ziņojumā NASA programmas analīze un novērtēšana noteica, ka šāda pieeja būtu simtreiz efektīvāka nekā kinētiskais triecienelements.
Izmantojiet saules buru
Lai iegūtu vairāk elegantu ideju, nevis to uzspridzinātu, fiziķis Gregorijs Matloffs ir izpētījis divu burtu saules fotonu dzinekļa izmantošanas koncepciju, kas izmanto koncentrētu saules enerģiju. Viena no burām, liela paraboliska kolektora bura, būtu pastāvīgi vērsta pret sauli un tiešu atstaroto saules gaismu novirzītu uz mazāku, pārvietojamu otro dzenošā bura burtu, kas koncentrētu saules gaismu atstarotu pret asteroīda virsmu. Teorētiski staru kūlis iztvaicē laukumu uz virsmas, lai izveidotu materiālu aerojetu, kas kalpos kā vilces sistēma, lai mainītu NEO trajektoriju.
Piesiet tos
Jau 2009. gadā Deividam Frančam, doktorantam aviācijas un kosmosa inženierzinātnēs Ziemeļkarolīnas štata universitātē, bija ideja piestiprināt balastu asteroīdam ar auklu. To darot, franču valoda paskaidro: "jūs maināt objekta masas centru, efektīvi mainot objekta orbītu un ļaujot tam iet pa Zemi, nevis to ietekmēt."
Spogulis bites
Citā elegantākā tehnikā tiek izmantota arī koncentrēta gaisma, lai maigi pārvietotu asteroīdu. Šis projekts, ko sponsorēja Planētu biedrība, saucas “Spogulīt bites”. Tam tiek izmantoti daudzi mazi kosmosa kuģi - katrs ar spoguli -, kas apņem apkārt bīstamu asteroīdu. Kosmosa kuģis varētu precīzi noliekt savus spoguļus, lai fokusētu saules gaismu uz nelielu asteroīda vietu, iztvaicējot iežu un metālu un izveidojot pārkarsētu gāzu un gružu strūklu. Alternatīvi satelīti varētu saturēt jaudīgus lāzerus, ko sūknē saules gaisma, un lāzerus varētu izmantot klinšu iztvaicēšanai. Asteroīds kļūs par degvielu savai raķetei - un lēnām asteroīds pārvietosies jaunā trajektorijā.
Lāzeri
Vēl viens interesants paņēmiens no Alabamas universitātes Hantsvilā ietvertu lāzera sistēmas ievietošanu kosmosā vai nākotnes Mēness bāzē. Atklājot potenciālo Zemes šķērsojošo asteroīdu, lāzers to mērķētu un ilgu laiku izšautu. Neliels daudzums materiāla tiks norauts no asteroīda virsmas, kas nedaudz novirzīs tā orbītu. Ilgā laika posmā asteroīdu kursa korekcija saskaitītos, pārvēršot tiešu trāpījumu gandrīz nokavētā.
Plastmasas iesaiņojums
Viens ārkārtīgi izgudrojuma jēdziens ir saistīts ar satelīta izmantošanu, lai iesaiņotu asteroīdu ar lentes ar atstarojošu Mylar palagu. Aptverot tikai pusi asteroīda, tā virsma mainīsies no blāvas uz atstarojošu, iespējams, pietiekami, lai ļautu saules spiedienam mainīt asteroīda trajektoriju.
Masu braucēji
Šī ideja paredz izmantot vairākus zemniekus, lai satiktos un piestiprinātos pie draudīga asteroīda, urbtu tā virsmā un nelielā daudzumā asteroīda materiāla izmestu lielā ātrumā, izmantojot masveida piedziņu (sliežu pistoli vai elektromagnētisko nesējraķeti). Efekts, ja to lieto nedēļu vai mēnešu laikā, galu galā mainītu mērķa asteroīda heliocentrisko ātrumu un tādējādi mainītu tā tuvāko pieeju Zemei.
Citas idejas ietver regulāra raķetes motora pievienošanu asteroīdam; krāsot asteroīdu, lai tas būtu tumšāks vai gaišāks, lai tas vairāk vai mazāk absorbētu un atkārtoti izstarotu saules gaismu, ietekmējot tā griešanos un galu galā orbītu; un ganu jonu stars.
Civilā aizsardzība (evakuācija, patvērums vietā, ārkārtas infrastruktūras nodrošināšana) ir rentabls seku mazināšanas pasākums, lai glābtu dzīvības no mazākajiem NEO ietekmes notikumiem, un tas būtu nepieciešams arī seku mazināšanas pasākumos lielākiem pasākumiem.
Bīstama asteroīda novirzes atslēga ir atrast tos agri, lai varētu izstrādāt plānu. Šveicerts sacīja, ka ir par vēlu pieņemt lēmumus par to, kā mazināt draudus, ja kosmosa klints jau ir ceļā, un ka visi lēmumi par to, kas tiks darīts, un kā, ir jāpieņem tagad. "Patiesais jautājums šeit ir starptautiskās sadarbības iegūšana, tāpēc mēs varam koordinēti izlemt, ko darīt, un rīkoties, pirms vēl nav par vēlu," viņš sacīja. "Ja mēs atliksim un strīdēsimies par to, mēs iebildīsim līdz brīdim, kad ir par vēlu, un mēs ņemsim vērā."
Lai iegūtu papildinformāciju, lasiet Starptautiskās kosmosa pētnieku asociācijas grupas (vada Schweickart) ziņojumā: Asteroīdu draudi: aicinājums uz globālu reakciju.
Nacionālās pētniecības padomes ziņojums: Zemes planētas aizstāvēšana: Zemes objektu apskati un bīstamības mazināšanas stratēģijas. Noslēguma ziņojums.
Freizers Kains šajā rakstā sniedz milzīgu ieguldījumu.
