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

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.

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.

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.

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.

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.

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:

• Ученые обнаружили белок в метеорите
• Астероидный дождь оставил на Луне десятки огромных кратеров
• Метеорит, прилетевший с Марса 700 000 лет назад, вернется на красную планету