Новини » Події Читать эту новость на русском

Армагеддон 2.0: Як NASA змінить траєкторію руху астероїда для захисту Землі

The New York Times
The New York Times

Щоденна газета, видається в Нью-Йорку з 18 вересня 1851 року

Симуляція падіння астероїда на Землю

depositphotos.com

Запущений в середу космічний корабель DART може вперше в історії змінити траєкторію астероїда Диморфоса - надалі цей метод може бути використаний для захисту планети.

Про це пише The New York Times.

У 2017 році астрономи передрікали, що десь в наступному десятилітті по Японії вдарить астероїд розміром з круїзний лайнер.

Вчені та урядовці з НАСА та інших космічних агентств зібралися на щорічну конференцію з захисту планет в Токіо і в поспіху розробили план, щоб збити астероїд на шляху до Землі. Доля острова залежить від флотилії космічних роботів, яку доведеться запустити вже в найближчі кілька років.

У 2020 році світові космічні агентства об'єдналися і запустили до грізної космічної скелі чотири кораблі. Кораблі, вони ж кінетичні об'єкти зіткнення, вразили свої цілі прямо в лоб. Японія уникнула титанічних зусиль з евакуації, і цілі міста і райони були врятовані від неминучого знищення.

Жодна з цих подій насправді не відбулася. Це була симуляція, щось на зразок настільної гри або регулярних штабних навчань. Однак зміщення об'єкта з глибокого космосу по смертельній траєкторії назустріч Землі дійсно стало улюбленим рішенням при відпрацюванні захисту планети. Хоча ніхто не знає, чи спрацює цей метод в житті. Ніколи раніше людство не намагалося відштовхнути астероїд геть від нашої планети.

Це скоро зміниться. У середу о 1:21 вечора НАСА запустила випробувальну місію перенаправлення астероїдів, або DART (скорочення від Double Asteroid Redirection Test), з бази космічних сил США в Каліфорнії (за місцевим часом це був ще вівторок). Космічний корабель вагою 545 кілограмів розміром з холодильник наступного року облетить Сонце і вріжеться в невеликий астероїд під назвою Диморфос зі швидкістю понад 24 000 кілометрів на годину. Якщо місія увінчається успіхом, вона доведе, що людству під силу відкинути потенційно небезпечний астероїд геть від Землі.

Астероїд 2019 YM6 31 липня пролетить на максимально близькій від Землі відстані Фото з відкритих джерел

"Ми робимо свою роботу і відчуваємо можливості DART, поки вони не знадобилися насправді, - сказав начальник відділу планетарного захисту НАСА Ліндлі Джонсон (Lindley Johnson). - Ми не хочемо покладатися на неперевірені можливості, якщо доведеться рятувати населення Землі".

Місія DART вартістю 324 мільйони доларів незвичайна для НАСА: це цивільне відомство займається головним чином дослідженнями, стежить за кліматом і шукає в нашій Сонячній системі ознаки минулого життя. Хоча НАСА і координує свою діяльність з Міністерством оборони США і в деяких сферах активно на нього покладається, досі воно не несло відповідальності за захист США - та й Землі взагалі, раз на те пішло - від яких би то не було загроз безпеці.

Новини за темою: У пошуках позаземного життя: Гіпотеза зоопарку

Ситуація змінилася в 2005 році, коли Конгрес доручив агентству захищати планету від небезпечних об'єктів на сонячній орбіті, які завели собі погану звичку час від часу стикатися з нашим світом. З тих пір відомство відстежує десятки тисяч так званих навколоземних астероїдів - досить великих, щоб завдати катастрофічної шкоди. Законодавці доручили НАСА занести в базу даних мінімум 90% очікуваних гостей з космосу, але з цим завданням воно поки не впоралося.

"Щоб їх збити, треба їх виявити, і чим раніше, тим краще, - сказала керівник програми НАСА Келлі Фаст (Kelly Fast). Вона стежить за тим, що зближується з Землею, яке більше футбольного стадіону. - Краще їх виявити за кілька років, а ще краще - десятиліть".

Пізніше, в 2016 році, після доповіді із закликом зміцнити зусилля з відстеження астероїдів НАСА створило Координаційне відомство планетарного захисту. Відомству під керівництвом Джонсона доручено попереджати Міністерство оборони і Федеральне агентство з надзвичайних ситуацій про всі астероїди, що загрожують планеті - це той рідкісний випадок, коли НАСА займається стихійними лихами на національному рівні.

Місія DART демонструє нове завдання у всій повноті. НАСА вже кілька десятиліть уважно придивляється до астероїдів. Відомство висадило роботів на поверхню Марса, зібрало зразки з великого астероїда під назвою Бенну (він може загрожувати Землі в XXII столітті) і навіть влаштувало зіткнення космічного корабля з кометою і Місяцем - все заради науки. Але зіткнення з астероїдом, досить сильне, щоб змінити його орбіту, - міцний горішок для інженерів і вчених.

Космічний зонд DART долетить до Диморфоса і ще одного астероїда під назвою Дідімос у вересні або жовтні 2022 року. Два астероїди утворюють подвійну систему і обертаються навколо Сонця з дворічним циклом по яйцевидній траєкторії, яка тягнеться близько Марса і назад навколо Землі. Диморфос, менший з них, обертається навколо Дідімоса на відстані близько півтора кілометра і здійснює повний оборот кожні 11 годин 55 хвилин.

Диморфос схожий за розміром на одну з пірамід Гізи і загрози для Землі не має. Однак коли космічний корабель НАСА DART увійде з ним в контакт, він стане найменшим небесним тілом, якого торкався космічний корабель. Це буде непроста місія.

"Ми вперше випробовуємо техніку переміщення астероїда з використанням наших власних можливостей і систем, - сказав Брент Барбі (Brent Barbee), член місії DART і аерокосмічний інженер Центру космічних польотів НАСА імені Годдарда. - Це важлива віха для людства. У динозаврів нічого подібного не було".

Новини за темою: Підкорення Всесвіту: Через 15 років мільйони людей зможуть жити в космічному мегаполісі

Через невеликі розміри Диморфоса DART доведеться потрапити точно в ціль, коли астероїдна система досягне найближчої точки до Землі на своїй орбіті навколо Сонця довжиною майже 11 мільйонів кілометрів. Має бути складна орбітальна хореографія: крім точного часу запуску з Землі, доведеться періодично запускати з дюжину крихітних бортових двигунів, які скоректують шлях DART до зіткнення з Диморфосом.

"З інженерної точки зору це дійсно непросто", - сказав Енді Рівкін, керівник дослідницької групи DART в лабораторії прикладної фізики Джонса Хопкінса, яка керує місією. Одиночний залп Dart по Диморфосу буде повністю автоматизованим: процес почнеться за чотири години до удару з використанням бортової системи навігації під назвою SMART Nav.

"Довелося створити алгоритм, який все зробить сам: ніяких тобі джойстиків, ні ручного управління", - сказав він.

Йому вторить вчений-програміст з НАСА Том Стетлер (Tom Statler).

"З одного боку, DART досить простий. На борту тільки один прилад, - сказав він, маючи на увазі камеру. - Але, з іншого боку, точність навігації дійсно перевершує все, чим ми займалися раніше".

За десять днів до зіткнення DART розгорне невеликий супутник LICIACube з двома камерами. Цей супутник виробництва італійського космічного агентства стане свідком самоліквідації DART з відстані 55 кілометрів і виміряє кількість уламків, що утворилися в результаті удару. Бортова камера космічного корабля DART під назвою DRACO буде робити знімки астероїда в міру наближення і передавати їх назад на Землю, поки до зіткнення не залишиться 20 секунд.

Щоб перевірити, чи була місія успішною, вчені НАСА та лабораторії прикладної фізики вимірюють, наскільки змінюється орбіта Диморфоса навколо Дідімоса від удару космічного апарату. Для наземних телескопів астероїди являють собою крихітні точки, що світяться. Після зіткнення вчені будуть відстежувати тривалість руху Диморфоса по орбіті, вимірюючи час між спалахами відбитого світла, - по ним вдасться засікти, що Диморфос облетів Дідімос спереду, а потім залетів за нього піворбіти по тому.

Доктор Рівкін сказав, що якщо орбіта навколо Дідімоса прискориться мінімум на 73 секунди, це буде успіх. Але він очікує більш разючих змін.

"Ми розраховуємо, що це буде ближче до десяти хвилин", - сказав він.

Чи залишиться після удару великий кратер і чи підніметься хмара уламків, для астрономів така ж загадка, як і сама поверхня астероїда.

Новини за темою: Прискорене розширення Всесвіту: Вчені висунули нову гіпотезу

Про склад Диморфоса відомо вкрай мало. Якщо астероїд твердий і щільний, уламків від удару підніметься трохи. Якщо ж Диморфос виявиться м'якшим, таким собі щільним згустком дрібних космічних каменів, то удар Dart залишить великий кратер і створить шлейф уламків, які, як сподіваються планувальники, і відсунутий астероїд з орбіти. По уламках вчені зможуть зробити висновок про передачу імпульсу: чим більше буде викид з кратера, тим більша ймовірність, що астероїд зрушиться.

"Але те, як поведе себе цей викинутий кратерний матеріал, - фактор непередбачуваний, - каже Барбі. - Завдяки DART ми отримаємо перші дослідні дані".

У разі успіху НАСА отримає в своєму арсеналі планетарного захисту нову робочу зброю. Але для астероїдів побільше Диморфоса краще підходять інші методи, вважають астрономи. Так, для корекції курсу більшого астероїда може бути використана флотилія кораблів-ударників, як в токійській симуляції.

Астероїд можна відвернути кількома способами

Фото з відкритих джерел

Проти потенційно небезпечних астероїдів, чиє зіткнення з Землею планується не раніше ніж через десять років, пропонується інший поки не перевірений метод: так званий гравітаційний тягач буде літати по орбіті або зависати поруч з астероїдом протягом багатьох років, надаючи поступовий гравітаційний вплив і коригуючи його курс подалі від Землі.

Відхилити більші або ближчі астероїди, чия загроза ще серйозніша, зможе космічний корабель з ядерним вибуховим пристроєм. Така зброя, теж досі не випробувана, вибухне на підльоті до астероїда і відправить його в іншому напрямку. Однак використання ядерної бомби загрожує іншими проблемами.

При неправильному використанні ядерна зброя може створити ряд невеликих руйнівних астероїдів, які полетять далі в напрямку Землі. До того ж ряд угод, у тому числі договір по космосу від 1967 року, забороняють розміщення або використання ядерної зброї в космосі. Таким чином ядерний вибух, щоб запобігти зіткненню астероїда з Землею, буде порушенням договору. Однак цю правову проблему вдасться вирішити на екстреному засіданні Ради Безпеки ООН.

НАСА ще має зробити чимало іншої підготовчої роботи, щоб заповнити прогалини в наукових знаннях про астероїдні загрози, з якими ми стикаємося.

За допомогою запущеного в 2009 році орбітального телескопа WISE з ширококутною оптикою для вивчення Всесвіту в ІЧ-діапазоні НАСА змогла обчислити 27 000 астероїдів. Але це лише 40% від загального числа, яке від НАСА вимагає Конгрес, сказала доктор Фаст. За її словами, при нинішніх можливостях і нинішніх темпах НАСА на створення каталогу навколоземних астероїдів піде років 30. У 2026 році планується запустити космічний корабель майбутнього з масивним інфрачервоним телескопом під назвою NEO Surveyor ("Сервейер" або "Топограф"), який прискорить виконання цього завдання.

"Це єдине стихійне лихо, що ми в змозі запобігти, - сказала доктор Фаст про удари астероїдів. - У наборі інструментів DART дуже стане в нагоді, але для початку треба їх виявити".

На прес-конференції в понеділок помічник адміністратора НАСА з науки Томас Цурбухен (Thomas Zurbuchen) висловив упевненість, що DART зрушить орбіту астероїда.

"Шанси - 100%", - сказав він. "Дуже важко уявити собі зіткнення з таким імпульсом, щоб нічого не сталося".

Але все залежить від того, чи потрапить DART в ціль.

"Ми працюємо все старанніше, щоб не промазати", - сказав менеджер проекту DART в лабораторії прикладної фізики Ед Рейнольдс (Ed Reynolds). Але він визнав, що бортові датчики DART "мають обмеження": вони можуть збитися з курсу.

Як би там не було, до того моменту, коли він досягне астероїда, у космічного корабля залишиться близько 90% палива, і він зможе перенацілитися на інші, якщо з Диморфосом вони розминуться.

"Прямо зараз у нас немає списку резервних подвійних астероїдів, куди можна було б перенацілитися, - сказав він. - Але така можливість є".

Джої Рулетт

За матеріалами: ІноЗМІ

Редакція не несе відповідальності за думку, яку автори висловлюють у блогах на сторінках PNK.TV

*Якщо Ви знайшли помилку в тексті новини, виділіть її та натисніть Ctrl+Enter.