NASA планує використати ядерний заряд, щоби врятувати Землю від астероїда Бенну. Майже як у кіно.

Команда вчених з NASA, NNSA (Національна адміністрація з ядерної безпеки), Ліверморської національної лабораторії (LLNL) та Лос-Аламоської національної лабораторії розробили концепцію космічного корабля для відхилення астероїда 101955 Бенну, що поступово зближується з Землею, та оцінила можливість його безпечного зміщення з курсу.

Можлива місія: відхилити Бенну

9-метровий космічний корабель вагою 8,8 тонни отримав назву HAMMER – місія для аварійного реагування на надшвидкі астероїди. Він має модульну конструкцію та зможе слугувати або кінетичним імпактором, по суті, звичайним тараном, або транспортним засобом для ядерного пристрою. Можлива місія – відхилення 101955 Бенну.

Порівняння розмірів астероїда Бенну
Бенну наблизиться до Землі 25 вересня 2135 року. Джерело: LLNL

Це масивний астероїд діаметром близько 500 метрів та вагою близько 78 млн тонн, який обертається навколо Сонця на швидкості 28 км/c. Виходячи з даних спостережень, вірогідність зіткнення Бенну з Землею 25 вересня 2135 року складає 1 шанс на 2700.

За оцінками дослідників, кінетична енергія від цього зіткнення буде еквівалентна 1200 мегатонн у тротиловому еквіваленті (у 80 000 разів потужніше за бомбу, скинуту на Хіросіму).

Капсула для HUMMER
8,8-тонний космічний корабель HAMMER (праворуч) розроблений таким чином, щоб він помістився в Delta IV Heavy. Джерело: LLNL

Щоб відвернути загрозу, розглядався варіант удару по астероїду кінетичним імпактором. З одного боку, удар повинен бути досить сильним аби змінити траєкторію небесного тіла, а з іншого, досить легкий, щоб не розламати об’єкт. Дане дослідження дозволило кількісно оцінити порогові значення, коли варіант використання кінетичного імпактора більше не буде ефективним вирішенням. Щоб оцінити порогові значення, дослідники сфокусувалися на визначенні того, скільки імпакторів HAMMER потрібно для відхилення Бенну.

Дослідники розглянули ряд сценаріїв відхилення. Починаючи від запуску місії за 10 років до удару та закінчуючи запуском за 25 років до удару. У 10-річних сценаріях було встановлено, що аби не дати астероїду класу Бенну впасти на Землю, треба буде від 34 до 53 запусків ракети Delta IV Heavy, кожна з яких має єдиний імпактор HAMMER. Якщо ж матимемо 25 років, це число може бути зменшене до 7-11 запусків. Точне число необхідних запусків буде залежати від бажаної відстані відхилення від Землі та від умов удару на самому астероїді.

“Якщо для успішного відхилення потрібно багато запусків, через ризик невдачі кожного окремого закуску, досягти успіху буде важко,”

розповідає Меган Брук Сіал, фізик LLNL –

“Якщо б ми мали всього десять років на відхилення Бенну, нам потрібно було б вдарити по ньому сотнями тонн. Для цього необхідно було б здійснити десятки успішних запусків та ударів по астероїду.”

В кінцевому результаті, вчені прийшли до висновку, що для відхилення астероїда з розмірами Бенну, використання апарата HAMMER в якості кінетичного імпактора буде недостатньо.

Ядерний сценарій

На відміну від популярних зображень місії по відхиленню астероїда, як, наприклад, у фільмі “Армагеддон”, місія по відхиленню за допомогою ядерного вибуху, полягала б у детонації ядерного заряду на певній відстані від астероїда. Це привело б до розтоплення однієї сторони астероїда рентгенівськими променями, випаровування поверхні та утворення рушійних сил від отриманих газів.

Астероїд Бенну на радарних знімках 1999 року
Астероїд Бенну (1999 RQ36) на радарних знімках 1999 року. Джерело: NASA/JPL-Caltech

На відміну від кінетичного імпактора, кількістю енергії, що потрапляє на астероїд з ядерним пристроєм, можна керувати шляхом регулювання відстані вибуху від поверхні астероїда.

Попри те, що свої симуляції сценаріїв ядерного відхилення вчені ще не опублікували, висновки дозволяють припустити, що для об’єктів на кшталт Бенну, може знадобитись саме ядерний варіант. Ядерний підхід відкриє можливість вплинути на такий об’єкт з більшою енергією, що спричинить більшу зміну швидкості та траєкторії.

Імовірність зіткнення астероїда Бенну з Землею у 2135 році складає близько 0,037%. Джерело: Los Alamos National Lab

Бенну регулярно проходить досить близько до Землі. Тому, за допомогою радіолокаційних спостережень, дослідники  з достатньою точністю здатні визначити його орбіту та попередити про можливе зіткнення навіть за декілька десятиліть.

Орбіти потенційно небезпечних (діаметром понад 140 метрів) об'єктів поблизу Землі
Зображення NASA JPL від 2013 року, показує орбіти потенційно небезпечних (діаметром понад 140 метрів) об’єктів поблизу Землі, що проходять крізь орбіту Землі на відстані 4,7 мільйона кілометрів. Земна орбіта представлена темнішим чорним колом. Джерело: LLNL

Однак в дослідженнях інших об’єктів, які не так регулярно проходять поряд з Землею, вчені обмежені спостереженнями за допомогою телескопів. Тому, імовірно, 100% впевненість в зіткненні з’явиться у дослідників не раніше, ніж за рік до самого зіткнення. За такого сценарію, часу на повноцінну місію по відхиленню вже не буде і єдиним варіантом може залишитись лише підрив астероїда ядерним зарядом, але вікно можливостей буде досить вузьке.

“Щоб підрив був успішним, необхідно аби уламки астероїда були достатньо малими та добре розсіяними. Тільки тоді вони представлятимуть значно меншу загрозу для Землі,”

– розповів Сіал –

“Навіть всього за 10 днів до зіткнення, підрив об’єкта може значно зменшити негативні наслідки зіткнення. Попередня робота нашої дослідницької групи показала, що маса уламків, що потраплять на Землю, може становити всього 1% від початкової маси астероїда.”

Бенну – один з понад десяти тисяч навколоземних об’єктів відкритих NASA. Вчені вважають, що це лише частина об’єктів. Доброю новиною є те, що більшість цих об’єктів значно менші за Бенну. Згідно з Центром вивчення навколоземних об’єктів NASA, існує трохи більше 2500 відомих об’єктів поблизу Землі, які можуть мати розміри, подібні до Бенну.

Acta Astronautica (2017), doi: 10.1016/j.actaastro.2017.10.021

Сподобалась стаття? Придбайте нам , а ми напишемо ще.
Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Ілля Дьока
  • 23 записів
  • 0 дописів
Ілля приєднався до Science Ukraine у 2016 році. Має вищу освіту у прикладній фізиці. Здебільшого пише про космос, технології, фундаментальну та прикладну фізику.