Можна цинічно засуджувати американську політику ядерної зброї, особливо через багато десятиліть після закінчення холодної війни. Дебати про ядерну зиму, системах гарантованого ядерного відплати і інших складних речах потроху відходять в сторону. Wall Street Journal та інші джерела отримали доступ до інформації про плани підривати астероїди ядерними боєголовками, і ці дані можуть звести нанівець необхідність передчасного знищення ядерної зброї, на жаль і ура.
Смерть з небес
Більшість астероїдів і дрібних каменів, які ми називаємо метеороіди, залишаються погрозами челябінського масштабу, але існують камені і побільше - причому не всі з них знаходяться так вже далеко. Хоча багато великих астероїди розташовані в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером, вчені визначили досить велике число навколоземних астероїдів, з яких 1563 позначені як «потенційно небезпечні». Навколоземні астероїди - це астероїди, які обертаються в діапазоні трохи ближче Марса до нас. І хоча багато хто з цих об'єктів часто звертаються навколо Землі - групи астероїдів «Аполлон» і «Афіна» - лише деякі великі їхні представники наближаються до нас час від часу. І жоден з них не представляє для нас загрозу прямо зараз. Зрештою, Сонячна система - досить велике місце, а сама Земля - відносно невелика.
З цієї причини експерти розходяться в думці, як сильно нам варто переживати про можливе падіння (або нападі) астероїдів. У найближчі кілька десятиліть ризик доволі низький, але навіть від невеликих зіткнень потенційний збиток досить високий, так що подумати про можливе його запобігання зайвим не буде. Знищив динозаврів астероїд Чиксулуб міг бути всього 10 кілометрів в діаметрі, але для створення серйозного хаосу згодиться і астероїд поменше.
Так що, якщо дивитися в перспективі, небезпека нікуди не дівається. Гравітація Юпітер і (меншою мірою) Сатурна може виштовхувати астероїди з головного поясу. Деякі з них викидаються з Сонячної системи зовсім або падають на Сонце, інші ж в кінцевому підсумку виходять на менші орбіти, де можуть стати новими навколоземними астероїдами. Швидкість, з якою газові гіганти створюють такі об'єкти, може бути невисокою, але ми повинні постійно спостерігати за цим процесом. Якщо ми визначимо зараз астероїд, який вийде на курс зіткнення із Землею, скажімо, в найближчі 30 років, у нас буде час підготуватися раніше.
«У динозаврів не було космічної програми і телескопів, і подивіться, що з ними сталося, - каже Алессондра Спрінгманн, планетолог, що вивчає астероїди в університеті Арізони. - Сподіваюся, ми знайдемо астероїди перш, ніж вони знайдуть нас ».
Дослідники астероїдів також хотіли б знайти їх, оскільки досліджують структуру навколоземних астероїдів. «Планети формуються з тих же речей, з яких утворюються астероїди, - каже Спрінгманн. - Але планети нагрівалися, плавилися, у них з'являлися особливості, у Венери, Землі і Марса навіть з'явилася атмосфера ». Астероїди, на відміну від них, залишилися недоторканими: «Це хороший джерело інформації про те, як утворилася Сонячна система». Навколоземні астероїди особливо добре підходять для вивчення цього, оскільки знаходяться близько до нас. Нам навіть не потрібно відправляти літаючі зонди (або навіть людей) за орбіту Марса, щоб їх досліджувати.
Одне з цікавих відкриттів, зроблених в рамках перших досліджень навколоземних астероїдів, було таким: «Близько 15 відсотків навколоземних астероїдів більше 200 метрів мають місяцями», - каже Спрінгманн. Вимірюючи орбіти цих супутників, вчені можуть знайти масу астероїдів, на орбітах яких ті обертаються, використовуючи третій закон Кеплера (так само, як астрономи вимірюють масу Сонця або Юпітера). Поєднуючи масу з радіолокаційними вимірами розмірів навколоземних астероїдів, астрономи отримують загальну щільність астероїдів.
Виявляється, багато астероїди представляють собою так звані гравітаційні агрегації: зборів невеликих камінчиків і гранул, скріплених гравітацією і молекулярними силами, статичною електрикою. Деякі трохи щільніше води і нагадують швидше «зборів пінополістиролу, а не великі камені», каже Спрінгманн.
Природа агреграціі володіє цікавими властивостями. Згідно нашого теоретичного розуміння цих тіл, сонячне світло може нагрівати одну сторону таких астероїдів більше, ніж іншу, тим самим прискорюючи їх обертання, поки вони буквально не розваляться. Іноді вони розсипаються повністю, а іноді великий шматок утворює супутник, місяць, яку спостерігали астрономи. Можливо, ми могли б використовувати цей ефект сонячного світла, щоб направити астероїди геть від Землі.
Ось чому вся ця інформація неймовірно актуальна для планетарного захисту. Гравітаційні агрегації вимагають інших методів руйнування, ніж тверді, кам'янисті, монолітні астероїди, і те, що вони є збірними, не означає, що їх легко розбити. «Якщо ви розіб'єте астероїд і він розвалиться, цілком можливо, що при наявності достатнього часу він збереться знову», - каже Христина Томас з Центру управління космічними польотами Годдарда при NASA. Інструмент, який нам потрібен, це скоріше метафорична лопата, ніж молоток.
Звичайно, навіть якщо ми успішно розіб'ємо астероїд на шматочки, ми повинні переконатися, що ці здебільшого не вразять нас і не викличуть стільки ж руйнувань, скільки міг оригінал астероїда. Як показали фільми на кшталт «Армагеддону», використовувати ядерну зброю, щоб рознести астероїд в пух і прах, може бути не найкращою ідеєю. Звичайно, вона залишається життєздатною, але її варто відкласти до тих пір, поки не будуть випробувані менш ризиковані варіанти. І що найдивніше, є інше можливе використання ядерної зброї, менш ризикована.
планетарна захист
Меган Брук Сіал - одна з тих, хто шукає більш точні стратегії щодо пом'якшення наслідків наближення астероїдів: наприклад, використання деякої важкої маси у вигляді «кінетичного ударника» або ядерного вибуху, щоб ніжно підштовхнути астероїд з курсу. В обох випадках ідея одна і та ж. Оскільки Земля являє собою відносно невелику мету в порівнянні з великим порожнім простором в Сонячній системі, навіть невелика зміна в орбіті астероїда призведе до того, що він пролетить повз, якщо, звичайно, ми втрутимося вчасно.
Зонд Deep Impact свого часу зіграв роль першої версії цього експерименту, коли врізався в комету Темпель-1 у вигляді 370-кілограмової мідної кулі, оснащеної датчиками. Ця комета значно більше, ніж більшість небезпечних навколоземних астероїдів, тому поштовх кулі був менше, ніж міг бути, вибери вона мета поменше.
Сіал говорить наступне: «Якщо у вас є хоча б 10 років в запасі, ви повинні розраховувати на зміну швидкості близько сантиметра в секунду». Хоча це невеликий показник, складність в його досягненні зростає з розмірами астероїда. «Іноді здається необхідним використання ядерного пристрою просто тому, що поточні ракети-носії просто нездатні перевозити досить маси, щоб доставити кінетичний ударник, який був би в змозі відхилити курс об'єкта».
На Землі більша частина збитку від ядерного вибуху відбувається від ударних хвиль і тепла, що проходить через повітря, але в космосі це не працює. Замість цього, Сіал і її колеги пропонують «ядерну абляцию». Вона включає вибух ядерної бомби в декількох сотнях метрів від астероїда. За відсутності повітря, який став би переносником ударної хвилі, продуктами вибуху будуть високоенергетичні гамма-промені і нейтрони, які обрушаться на матеріал поверхні і розігріють його. Енергетичні частинки будуть в змозі випарувати частину матеріалу і вибити електрони з атомів, створивши тим самим гарячу плазму, яка відправить частина частинок в космос. Якщо все піде як заплановано, плазма спрацює як ракетний прискорювач, змінивши як орбіту астероїда, так і його обертання.
Політика проти науки
Ядерна абляція - лише мала частина стратегії по боротьбі з астероїдами. Сіал працює в Ліверморської національної лабораторії на повній ставці, і в числі її досліджень також балістичні обстріли для відхилення астероїда від його курсу. Колега Сіал Пол Міллер очолює роботи з ядерної абляції, працюючи спільно з NASA і поруч університетів, але все одно ці зусилля включає відносно мало людей, а все дослідження зводяться переважно до комп'ютерного моделювання.
Аргументи на користь ядерної абляції досить зрозумілі. В першу чергу у нас вже є ракети, які будуть займатися цим, а саме перероблені балістичні ракети. Ракета Minotaur V, яка проводила експеримент LADEE на Місяці, була створена на основі такої ось ядерної ракети, і це відмінний приклад перекувати мечів в рало.
Проте в такому підході є суттєві обмеження, в тому числі і політика ядерної зброї. В даний час, завдяки Конвенції про заборону випробувань ядерної зброї від 1963 року народження, ми навіть не можемо проводити експерименти з ядерної абляції. Конвенція забороняє вибухи ядерних пристроїв в космосі. І хоча багато країн світу зробили б виключення, наприклад, для США, якби Землі погрожував астероїд, інші країни можуть по праву задатися питанням, чому США зберігають запас боєголовок для незрозумілих цілей в невідомому майбутньому.
Проблема в тому, що нам складно відокремити реальну науку від політики, особливо у випадку з ядерною зброєю. Це не означає, що ми не зможемо вирішити це питання. Але було б вкрай нерозумно чекати певної і вагомої причини і сидіти склавши руки перед обличчям можливої загрози з боку холодного космосу.