Категории: Космос

НАСА планирует использовать ядерный заряд, чтобы спасти Землю от астероида Бенну

Лайнуть/Поделиться

Команда ученых из NASA, NNSA (Национальная администрация по ядерной безопасности), Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) и Лос-Аламосской национальной лаборатории разработали концепцию космического корабля для отклонения астероида 101955 Бенну, который постепенно сближается с Землей, и оценила возможность его безопасного смещение с курса.

Возможная миссия: отклонить Бенну

9-метровый космический корабль весом 8,8 тонны получил название HAMMER и предназначен он для аварийного реагирования на сверхбыстрые астероиды. Он имеет модульную конструкцию и сможет служить или кинетический импактором(лат. impingo, impactum — толкать, вталкивать), по сути, обычным тараном, или транспортным средством ядерного устройства. Его возможная миссия – отклонение 101955 Бенну.

Астероид Бенну приблизится к Земле 25 сентября 2135. Источник: LLNL

Это массивный астероид диаметром около 500 метров и весом около 78 млн тонн вращается вокруг Солнца на скорости 28 км/c. Исходя из данных наблюдений, вероятность столкновения Бенну с Землей 25 сентября 2135 составляет 1 шанс на 2700.

По оценкам исследователей, кинетическая энергия от этого столкновения будет эквивалентна 1200 мегатонн в тротиловом эквиваленте (в 80000 раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму).

Чтобы предотвратить угрозу, рассматривался вариант удара по астероиду кинетическим импактором. С одной стороны, удар должен быть достаточно сильным, чтобы изменить траекторию небесного тела, а с другой, достаточно легким, чтобы не разломать объект. Исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica, позволило количественно оценить пороговые значения, когда вариант использования кинетического импактора больше не будет эффективным решением. Чтобы оценить пороговые значения, исследователи сфокусировались на определении того, сколько импакторов HAMMER нужно для отклонения Бенну.

8,8-тонный космический корабль HAMMER (справа) разработан таким образом, чтобы он поместился в Delta IV Heavy. Источник: LLNL

Исследователи рассмотрели ряд сценариев отклонения. Начиная с запуска миссии за 10 лет до удара и заканчивая запуском за 25 лет до удара. В 10-летних сценариях было установлено, что чтобы не дать астероиду класса Бенну упасть на Землю, надо будет от 34 до 53 запусков ракеты Delta IV Heavy, каждый из которых будет иметь один импактор HAMMER. А в миссии за 25 лет до удара,это число может быть уменьшено до 7-11 запусков. Точное число необходимых запусков будет зависеть от расстоянии отклонения от Земли и от условий удара в самом астероиде.

“Если для успешного отклонения нужно много запусков, из-за риска неудачи каждого отдельного запуска, добиться успеха будет трудно”, – рассказывает Меган Брук Сиал, физик LLNL. “Если бы мы имели всего десять лет на отклонение Бенну, нам нужно было бы ударить по нему сотнями тонн. Для этого необходимо было бы осуществить десятки успешных запусков и ударов по астероиду”.

В конечном итоге, ученые пришли к выводу, что для отклонения астероида с размерами Бенну, использование аппарата HAMMER в качестве кинетического импактора будет недостаточно.

Ядерный сценарий

В отличие от популярных изображений миссии по отклонению астероида, как, например, в фильме “Армагеддон”, миссия по отклонению с помощью ядерного взрыва, заключалась бы в детонации ядерного заряда на определенном расстоянии от астероида. Это привело бы к растопки одной стороны астероида рентгеновскими лучами, испарения поверхности и образования движущих сил от полученных газов.

Астероид Бенну на радарных снимках 1999 года. Источник: NASA / JPL-Caltech

В отличие от кинетического импактора, количеством энергии, попадающей на астероид с ядерным устройством можно управлять путем регулировки расстояния взрыва от поверхности астероида.

Несмотря на то, что симуляции сценариев ядерного отклонения ученые еще не опубликовали, выводы позволяют предположить, что для объектов типа Бенну может потребоваться именно ядерный вариант. Ядерный подход откроет возможность повлиять на такой объект с большей энергией, что повлечет большую изменение скорости и траектории.

Вероятность столкновения астероида Бенну с Землей в 2135 году составляет около 0,037%. Источник: Los Alamos National Lab

Бенну регулярно проходит достаточно близко к Земле. Поэтому, с помощью радиолокационных наблюдений, исследователи с достаточной точностью способны определить его орбиту и предупредить о возможном столкновении даже за несколько десятилетий.

Изображение NASA JPL от 2013 года, показывает орбиты потенциально опасных (диаметром более 140 метров) объектов вблизи Земли, проходящих через орбиту Земли на расстоянии 4,7 миллиона километров. Земная орбита представлена темнее черным кругом. Источник: LLNL

Однако в исследованиях других объектов, которые не так регулярно проходят рядом с Землей, ученые ограничены наблюдениями с помощью телескопов. Поэтому, вероятно, 100% уверенность в столкновении появится у исследователей не ранее, чем за год до самого столкновения. При таком сценарии, времени на полноценную миссию по отклонению уже не будет и единственным вариантом может остаться только подрыв астероида ядерным зарядом, но окно возможностей будет достаточно узкое.

“Чтобы подрыв был успешным, необходимо, чтобы обломки астероида были достаточно малыми и хорошо рассеянными. Только тогда они будут представлять значительно меньшую угрозу для Земли”, – рассказал Сиал. “Даже всего за 10 дней до столкновения, подрыв объекта может значительно уменьшить негативные последствия столкновения. Предыдущая работа нашей исследовательской группы показала, что масса обломков, которые попадут на Землю, может составлять всего 1% от начальной массы астероида”.

Астероид Бенну – один из более десяти тысяч околоземных объектов открытых НАСА. Ученые считают, что это лишь часть объектов. Хорошей новостью является то, что большинство этих объектов значительно меньше Бенну. Согласно Центру изучения околоземных объектов НАСА, существует не более 2500 известных объектов вблизи Земли, которые могут иметь размеры, подобные Бенну.

DOI: 10.1016 / j.actaastro.2017.10.021


Читайте также:

Редакция

Опубликовала
Редакция
Метки: НАСА

Недавние публикации

Инструмент AI отслеживает время, которое политики проводят в своих телефонах

Этот удобный инструмент использует машинное обучение и распознавание лиц для измерения. Разработчик из Бельгии, Дрис… Читать далее

08/07/2021

Псилоцибин увеличивает число нейронных связей на 10%

Псилоцибин вызывает быстрый и стойкий рост дендритных шипов в лобной коре in vivo. Структурное ремоделирование, вызванное… Читать далее

07/07/2021

Женщины не пожалели о сделанном аборте годы спустя

В течение пяти лет после сделанного аборта большинство женщин не жалеют о своем решении —… Читать далее

04/07/2021

Отбор эмбрионов, направленный на обеспечение интеллекта детей. Реальная услуга с сомнительными результатами

В специальном отчете, опубликованном в New England Journal of Medicine, возникают серьезные вопросы о преимуществах, рисках и… Читать далее

03/07/2021

CRISPR, введенный в кровь, впервые лечит генетическое заболевание

Редактор генов CRISPR отлично справляется с фиксацией болезненных мутаций в выращенных в лаборатории клетках. Но использование… Читать далее

27/06/2021

Микробные фермы на солнечных батареях, как альтернативный источник белка

Ученые обнаружили, что микробы могут производить в 10 раз больше пищи, чем растения. Идея исследователей… Читать далее

27/06/2021