Антон Первушин - Последний космический шанс
Чтобы ответить на последний животрепещущий вопрос, в 1998 году была создана Служба отслеживания околоземных объектов НАСА (Near Earth Object Program Office at NASA”s Jet Propulsion Laboratory). Она объединяет ведущих американских астрономов, крупнейшие телескопы, орбитальные обсерватории и даже военные радары с целью найти и изучить малые тела Солнечной системы, которые пересекают или могут когда-нибудь пересечь орбиту Земли. Кроме того, существует программа «Космическая стража» (“SpaceGuard”), в которой участвуют независимые наблюдатели и обсерватории по всему миру.
Количество «угрожающих» объектов исчисляется тысячами, однако в настоящий момент твердо установлено, что непосредственную опасность представляет только один из них – астероид 99942 Апофис (99942 Apophis, 2004 MN4). Длина его составляет всего 350 м при массе 21,4 млн т. Астрономы предсказали, что вероятность столкновения Апофиса с нашей планетой достигнет значимой величины в апреле 2036 года. Но это вовсе не означает, что столкновение произойдет. А если и произойдет, то и тогда «конца света» не случится: на месте падения образуется кратер размером в 6 км, а энерговыделение составит около 500 мегатонн, что Земля вполне может выдержать (для сравнения – извержение вулкана Кракатау в 1883 году был эквивалентен примерно 200 мегатоннам). Куда упадет астероид? Ученые подсчитали, что в «зоне риска» оказались южные районы России, север Тихого океана, Никарагуа и Коста-Рика, Колумбия и Венесуэла.
Таким образом, материальные и людские потери при падении Апофиса в густонаселенном районе будут не слишком велики, но проверить на себе никто не хочет – Земля у нас все-таки одна. Поэтому в настоящее время обсуждаются несколько проектов космических аппаратов, которые не только уточнят характеристики астероида для дальнейшего моделирования и более тщательной оценки исходящей от него угрозы, но и смогут защитить Землю от катастрофического удара.
Прежде всего на Апофисе будет размещен радиомаяк (транспондер). Российские конструкторы из НПО имени С. А. Лавочкина предлагали сделать это прямо в 2012 году, создав на основе аппарата «Фобос-Грунт» новую станцию «Апофис» для полета к астероиду. Однако идею не поддержало руководство Роскосмоса, а теперь, после фиаско «Фобос-Грунта», скорее всего, и не поддержит. Альтернативой российскому предложению стал конкурсный проект «Форсайт» (“Foresight”), подготовленный инженерами НАСА. Если его примут к разработке, то в ближайшие годы будет создан небольшой и максимально простой аппарат, который отправится к Апофису, выйдет на орбиту с астероидом в центре и проведет спектральный анализ его поверхности. Через месяц «Форсайт» продолжит полет рядом с ним, на расстоянии 2 км, используя лазерную локацию для слежения за мельчайшими изменениями в движении этого небесного тела.
Далее возможны варианты. Если будет доказано, что астероид неизбежно столкнется с Землей, в его сторону отправится перехватчик. Агентство НАСА подготовило проект перехватчика астероидов с разделяющимися ядерными боеголовками (миссия “Cradle” – «Колыбель»). Космический аппарат длиной 8,9 м будет нести шесть полуторатонных перехватчиков, каждый из которых оснастят ядерной боеголовкой В83 мощностью 1,2 мегатонны. Шесть перехватчиков должны быть выпущены уже на подлете к астероиду – за сто часов до пересечения с ним «материнского» аппарата. Они стартуют навстречу космической скале с часовым интервалом, и каждый взорвется на расстоянии одной трети диаметра астероида. Рентгеновские и гамма-лучи, нейтроны, полученные от взрыва, превратят часть поверхности скалы в расширяющуюся плазму, которая создаст реактивную силу, уводящую астероид с опасной траектории. Если будет принято решение о необходимости свести Апофис с его орбиты, то перехватчик должен стартовать с Земли не позднее 2021 года.
Однако, как показывают расчеты, использование ядерной взрывчатки хоть и эффектно, но не слишком-то эффективно. Куда более надежным выглядит проект астронавтов Эдварда Лю и Стэнли Лав, которые предложили использовать «гравитационный трактор» (“Gravity tractor”). Это будет сравнительно крупный автоматический корабль, который по прибытию на место должен неподвижно зависнуть над астероидом на небольшой высоте. Затем «трактор» включает свои электроракетные двигатели и начинает медленно-медленно ускоряться. Астероид будет смещаться вслед за машиной – просто за счет силы гравитационного притяжения между скалой и космическим аппаратом. Нужно лишь регулировать силу тяги так, чтобы корабль не улетел прочь. И хотя сила притяжения будет чрезвычайно мала, по расчетам авторов проекта, «трактор» массой 20 т способен увести с опасной траектории двухсотметровый астероид всего за один год буксировки.
Аналогичные расчеты проделала группа специалистов из Лаборатории реактивного движения НАСА. Этот проект финансирует Расти Швейкарт – бывший астронавт программы «Аполлон» и председатель Фонда B612. Рассматривалось гравитационное влияние «трактора» массой в одну тонну на гипотетический астероид диаметром 140 м.
Космический гравитационный «трактор»
Было показано, что даже слабый гравитационный рывок с расстояния в 150 м позволит менять траекторию космического тела со скоростью 0,22 микрона в секунду.
Свой вариант «гравитационного трактора» предлагает группа британских инженеров во главе с Ральфом Корди. Космический аппарат массой 10 т будет подходить к опасным астероидам на достаточно близкое (около 48 м) расстояние. Согласно расчетам, гравитационного воздействия будет достаточно, чтобы отклонить даже массивные астероиды диаметром 400 м.
Еще более оригинальным выглядит проект инженеров американской компании SEI (“Space Works Engineering”). Их идея состоит в том, чтобы высадить на астероид рой малых роботов, которые будут зарываться в грунт, выбрасывая породу в открытый космос и создавая таким образом импульс для изменения траектории небесного тела. Роботы, над которыми думают в SEI, по сути, являются космическими кораблями массой около тонны и высотой 11 м и называются “MADMEN” (“Modular Asteroid Deflection Mission Ejector Node”), что дословно переводится как «Безумцы». На вопрос, сколько роботов потребуется для выполнения поставленной задачи, однозначного ответа нет. Возможно, их понадобится несколько тысяч, а может быть – не больше двух-трех. Выбор зависит от времени предполагаемого столкновения, размера астероида и других факторов.
5.3. Сокровища астероидов
Рассматривать астероиды только лишь как потенциальную угрозу в корне неверно. Они вполне могут стать ближайшими целями космической экспансии, заменив Луну или Марс, и поэтому требуют пристального изучения. Межпланетные аппараты «информационного» поколения открывают совершенно новые возможности в этом плане.
Первым исследователем астероидов стал американский космический аппарат «Галилео» («Galileo»), созданный для изучения спутников Юпитера. Стартовав 18 октября 1989 года, он вскоре вошел в главный пояс астероидов и передал на Землю множество детальных снимков Гаспры (951 Gaspra), Иды (243 Ida) и ее спутника Дактиля (Dactyl).
Если «Галилео» заснял астероиды главного пояса с пролетной траектории, то следующий аппарат «Шумейкер» (“NEAR Shoemaker”, “Near Earth Asteroid Rendezvous Shoemaker”,) конструировался под задачу изучения астероидов, которые сближаются с Землей. Его главной целью стал астероид Эрос (433 Eros). Сегодня орбита этого довольно большого и вытянутого по форме астероида (длиной 34 км и массой 6,69 трлн т) не пересекается с земной (в перигелии она составляет 1,13 астрономических единиц). Однако в течение ближайшего миллиона лет она может измениться, а еще через полмиллиона лет возникнет реальная вероятность столкновения с нашей планетой. Удар такого астероида наверняка вызовет гибель земной биосферы, посему к нему и проявляют особый интерес.
Американский межпланетный аппарат «NEAR Shoemaker»
Снимок астероида Матильда, сделанный аппаратом «NEAR Shoemaker»
«Шумейкер» стартовал 17 февраля 1996 года, облетел Солнце и сделал более пятисот снимков астероида Матильда (253 Mathilde); затем аппарат совершил еще несколько маневров и 14 февраля 2000 года вышел на орбиту Эроса. Там он проработал до 12 февраля 2001 года, делая снимки поверхности и снимая спектры. В тот день по команде с Земли был выдан тормозной импульс, и аппарат начал медленное снижение. Через двое суток он совершил мягкую посадку, став первым в истории рукотворным предметом на поверхности астероида, где проработал еще пару недель. По итогам этой уникальной миссии были составлены подробнейшие трехмерные карты Эроса, но главное – с помощью спектрометра гамма- и рентгеновского излучения был определен его химический состав. Оказалось, что Эрос сложен в основном из силикатов, однако на поверхности были обнаружены магний, алюминий, цинк, кальций, кремний, железо, золото, серебро и платина.
