Якщо Земля виявиться на шляху гігантського астероїда, чи зможемо ми врятувати нашу планету? Що і як ми реально можемо зробити?
Земля постійно бомбардується з космосу. У більшості випадків мова йде про пилу або маленьких камінцях, які згорають в атмосфері перш, ніж досягнуть поверхні Землі. Ми їх помічаємо в кращому випадку як красиві зірки, що падають з нічних небес.
Але іноді з'являється і дещо більшим.
1. І що ми тоді будемо робити?
2. Чи є у нас якийсь план на цей рахунок?
Що трапиться, якщо великий астероїд візьме курс на Землю? Що будуть робити наші уряди, і чи зможемо ми зупинити великий астероїд?
Спочатку ми повинні зрозуміти, що відбувається. Потрібно дізнатися, що якийсь астероїд взяв курс на Землю прямо зараз. Потім, з'ясувати, що зроблять уряду і вчені практично кожен в своїх областях. Нарешті, ми повинні знати, які варіанти є у нас в запасі, якщо інцидент все-таки неминучий.
Відповідь на перше питання, на жаль, свідчить, що на сьогоднішній день ми, швидше за все, не зможемо запобігти зіткненню. «Прямо зараз, ми взагалі нічого не змогли б зробити», - повідомляє заслужений доцент кафедри фізики в Інституті імені Нільса Бора Мальті Ульсен (Malte Olsen).
«Проблема в тому, що навіть якщо ми виявимо це, що ж ми можемо зробити? Щоб побудувати ракету для такої місії, нам знадобляться роки, а на сьогоднішній день зазвичай ми не можемо передбачити те, що поблизу Землі пройде астероїд, раніше, ніж за кілька тижнів ».
Швидкість реакції і є основна проблема на сьогодні, так вважає і Мікаель Лінден-Вёрнле (Michael Linden-Vornle), астрофізик і провідний консультант в Інституті космічних досліджень DTU Space.
«Завчасне попередження - це ключовий момент. Якщо буде достатньо часу, то у нас буде шанс, у нас є основні технології, яких повинно вистачити для вирішення проблеми. Але це не має ніякого значення, якщо ми просто не будемо підготовлені », - говорить він.
На щастя, необхідна робота вже ведеться, розповіла доктор астрономічних наук Ліні Друбе (Line Drube), яка вивчає астероїди в Інституті планетарних досліджень в Берліні.
Вона сама бере участь в декількох спільних міжнародних проектах, які спрямовані саме на розробку плану дій в разі наближення небезпечних астероїдів, які в середовищі вчених називаються «Навколоземні об'єкти» (Near Earth Objects - NEOs).
«Все почалося з проекту NEOSHIELD 1, коли Єврокомісія вперше заявила, що нам потрібен план на випадок загрози зіткнення з астероїдами. Зараз ми займаємося продовженням проекту, програмою NEOSHIELD 2. Наша група складається з учених, інженерів та інших експертів, які ретельно вивчають і зіставляють астероїди і шукають шляхи запобігання зіткнень », - розповідає вона.
Європейська комісія надала фінансування для російських вчених, що працюють над створенням плану з порятунку планети від астероїдів, яких в майбутньому будуть знищувати за допомогою ядерної зброї. В рамках фінансованої Європейською комісією програми NEOShield вчені з російського Інституту космічних досліджень об'єднали свої зусилля з розробниками ракет, щоб знайти способи запуску в космос ядерних боєголовок.
Крім того, паралельно і безперервно йде спільна робота країн-членів ООН в рамках Консультативної групи з планування космічних місій (Space Mission Planning Advisory Group - SMPAG). У ній датчанка Ліні Друбе теж бере участь.
«Сенс в тому, що вчені всього світу спільними зусиллями можуть оцінювати ризики і давати рекомендації, які відправляються далі в ООН і на підставі яких потім в результаті буде прийнято рішення, що потрібно робити», - розповідає вона.
Так що за фактом у нас є група вчених «Захисники Землі» і вона веде роботу по розшуку, дослідженню і спостереження за астероїдами, а також пошуку шляхів вирішення проблеми, в разі, якщо вони візьмуть курс на нас.
Так як важко визначити траєкторію астероїда абсолютно точно, група вчених працює над різними сценаріями ризиків і варіантів часових рамок, розповіла Ліні Друбе.
«Ми намагаємося позначити схему, коли і що ми будемо робити. Якщо, наприклад, до зіткнення з астероїдом залишилося п'ять років, які методи ми використовуємо в такому випадку? Дуже велика різниця, коли є інформація, що він ударить в Землю через тридцять років або ж через п'ять років. Якщо у нас є тридцять років, ми можемо зробити набагато більше і спокійно знайти гарне рішення, але якщо залишилося всього п'ять років, план повинен бути готовий негайно ж ».
Зараз міжнародне співробітництво спрямоване в основному на виявлення астероїдів, які можуть наблизитися до Землі, розповідає Мікаель Лінден-Вёрнле.
«Мета полягає в тому, щоб зафіксувати як мінімум 90% астероїдів, чиї розміри перевищують 140 метрів. Зовсім великі досить легко контролювати, адже їх просто легше побачити, але ті, що трохи менше, дуже важко виявити », - говорить він.
«Він з'явився серед білого дня, коли небо, природно, було світлим, а ще неймовірно важко помітити такий маленький об'єкт, що рухається при цьому зі швидкістю 66 000 кілометрів на годину. Його просто не могли зафіксувати », - пояснює Ліні Друбе.
«Тому ми не можемо розраховувати на те, що передбачу поява абсолютно всіх невеликих, але все-таки потенційно смертельно небезпечних для нас загроз», - розповідає Мікаель Лінден-Вёрнле.
«Що стосується астероїдів поменше, часто нам нічого особливо й не залишається, крім як підняти голову і сподіватися на краще», - каже він.
«На щастя, вчені визначили орбіти здебільшого найбільших астероїдів, які називаються" global killers ", тому що вважається, що вони можуть заподіяти глобальний шкоди планеті», - розповідає Ліні Драубе.
Але на випадок, якщо все-таки раптом зараз з блакитних небес нам почне загрожувати «вбивця світу», у вчених в запасі вже розроблений цілий ряд різних анти-астероїдних проектів.
І так, в їх число входить також метод Брюса Вілліса, який передбачає вибух атомної бомби на астероїді, як це було зроблено у фільмі «Армагеддон».
«Але це був би, ймовірно, самий крайній випадок, адже використання атомної зброї з політичної точки зору взагалі дуже складне питання. Так що про це мова могла зайти тільки в разі дуже великого астероїда, і тільки якщо б залишалося дуже мало часу до удару », - пояснює Ліні Драубе.
Крім того, цей варіант може породити більше проблем, ніж вирішить, вважає Мальті Ульсон.
«Якщо ви вибухне атомну бомбу на астероїді, це, мабуть, закінчиться тим, що замість великого з'являться 10 000 дрібніших астероїдів, які постійно будуть являти собою загрозу і чию траєкторію буде ще складніше обчислити. Так що це буде щось на зразок модифікованого самогубства ».
У загальному і цілому є два підходи до проблеми, розповідає Мікаель Лінден-Вёрнле:
«Ви можете або знищити об'єкт, або змінити його траєкторію».
На сьогоднішній день є наступні дві пропозиції, які подаються реальними.
1. З великою швидкістю запустити космічний корабель прямо в астероїд і тим самим збити його з траєкторії, спрямованої на Землю. Цей метод був описаний, наприклад, в проекті НАСА Deep Impact і космічному проекті AIDA, що складається з двох програм DART і AIM, спільну роботу агентств ЄКА і НАСА. Проекту AIDA, однак, було відмовлено в подальшому фінансуванні, а вчені зараз працюють над схожим, але більш дешевим варіантом місії.
2. Запустити важкий космічний корабель з великою масою і розмістити його близько астероїда, щоб той протягом деякого часу тягнув астероїд з його траєкторії за рахунок гравітаційного впливу. Але це може спрацювати тільки для невеликих астероїдів і якщо в запасі є багато часу. Цей проект НАСА називається ще «Гравітаційний трактор».
Або Запустити іонну гармату поруч з астероїдом, щоб та обстрілювала «кругляк» випромінюванням і з часом змусила його змінити вихідну траєкторію. Цей проект ЕКА називається Ion Beam Shepherd і його, крім того, можливо, будуть використовувати, щоб рухати космічне сміття.
Крім того, Мальті Ульсон і Мікаель Лінден-Вёрнле згадують також варіант, який заснований на так званому ефекті Жарковський. Ліні Друбе, однак, не відносить його до серйозних рішень і називає «ідіотським способом».
Проте, він заснований на наступному принципі.
Можна використовувати так званий ефект Жарковський, який в тому числі досліджувався і в рамках проекту НАСА OSIRIS Rex. Ефект виникає, коли обертається астероїд нагрівається на Сонці. Коли тепла сторона виявляється в тіні, вона випускає теплове випромінювання, що спрацьовує як двигун і змінює траєкторію астероїда. Якщо, наприклад, пофарбувати одну сторону астероїда в білий колір, можна буде вплинути на траєкторію, так як відбивна здатність пофарбованої боку, а значить, і її нагреваемость, зміниться. У всякому разі, в теорії.
«В принципі, це може спрацювати, але теорія і практика - це зовсім різні речі. Нам потрібно побудувати системи пристроїв, провести тестування, а потім і запустити. Чи буде все це функціонувати ефективно, виявиться в потрібному місці - буде ясно тільки коли настане вирішальний день », - каже він.
«Хоча завдання стежити за літаючими кам'яними брилами всієї Сонячної системи, а в один прекрасний день злетіти і змінити їх траєкторію або підірвати, може здатися нездійсненним, іншої альтернативи у нас фактично немає», - резюмує Ліні Драубе.
Наслідки зіткнення Землі з астероїдом
Наскільки великий ризик зіткнення Землі з астероїдом в найближчі десятиліття і до яких наслідків таке зіткнення може привести?
Для розуміння сенсу прогнозів зіткнень і наслідків таких зіткнень необхідно мати на увазі, що зустріч Землі з астероїдом - дуже рідкісне явище. Згідно з оцінками, зіткнення Землі з астероїдами розміром 1 м відбувається щорічно, розміром 10 м - раз в сто років, 50-100 м - один раз в період від кількох сотень до тисяч років і 5-10 км - раз в 20-200 млн років . При цьому реальну небезпеку становлять астероїди, що перевищують кілька сотень метрів в поперечнику, оскільки вони практично не руйнуються при проході крізь атмосферу. Зараз на Землі відомо кілька сотень кратерів (ас-троблем - "зіркових ран") діаметрами від десятків метрів до сотень кілометрів і віком від десятків до 2 млрд років. Найбільшими з відомих є кратер в Канаді діаметром 200 км, що утворився 1,85 млрд років тому, кратер Чиксулуб в Мексиці діаметром 180 км, що утворився 65 млн років тому, і Попигайського улоговина діаметром 100 км на північ від Среднесибирского плоскогір'я в Росії, що утворилася 35,5 млн років тому. Всі ці кратери виникли в результаті падіння астероїдів діаметрами порядку 5-10 км із середньою швидкістю 25 км / с. З відносно молодих кратерів найбільш відомий кратер Беррінджер в штаті Арізона (США) діаметром 2 км і глибиною 170 м, що виник 20-50 тис. Років тому в результаті падіння астероїда діаметром 260 м зі швидкістю 20 км / с.
Середня ймовірність загибелі людини внаслідок зіткнення Землі з астероїдом або кометою порівнянна з імовірністю загибелі в авіакатастрофі і має порядок (4-5). 10-3%. Ця величина розраховується як добуток імовірності події на передбачуване число жертв. А в разі падіння астероїда число жертв може бути в мільйон разів більше, ніж при авіаційній катастрофі.
Енергія, яка виділяється при ударі астероїда діаметром 300 м, має тротиловий еквівалент 3000 мегатонн, або 200 тис. Атомних бомб, подібних до тієї, що скинута на Хіросіму. При зіткненні з астероїдом діаметром 1 км виділяється енергія з тротиловим еквівалентом 106 мегатонн, при цьому викид речовини на три порядки перевищує масу астероїда. З цієї причини зіткнення із Землею великого астероїда призведе до катастрофи глобального масштабу, наслідки якої будуть посилені руйнуваннями штучної технічного середовища.
За оцінками, серед астероїдів, що зближуються із Землею, не менше тисячі мають діаметр більше 1 км (до теперішнього часу близько половини з них вже відкрито). Число астероїдів розміром від сотень метрів до кілометра перевищує десятки тисяч.