Bedenk dat we onlangs de krantenkoppen belachelijk maakten dat een stel asteroïden die vreselijk gevaarlijk zijn voor onze planeet naar ons toe vliegen! Lachen lachen, maar als je serieus in deze informatie duikt, blijkt niet alles zo rooskleurig te zijn als we zouden willen.
Niemand betwist het feit dat een echt gevaarlijke asteroïde zijn baan kan veranderen en de aarde kan gaan bedreigen. En wat te doen? We zullen het tenslotte niet eens op tijd merken. Hier werd 20 dagen voor aankomst een blok met een diameter van 620 meter opgemerkt. Het is je opgevallen, en wat nu? Na het lezen van allerlei opties, betrap je jezelf erop dat je denkt dat er iets ongelooflijk fantastisch zoals de film "Asteroid" wordt voorgesteld, maar niemand heeft enig idee hoe lang, door wie en hoe het zal worden geïmplementeerd. Verder wordt het erger. Er zijn maar weinig mensen die zich de gevolgen van deze voorstellen voorstellen, want niemand heeft iets geprobeerd en iedereen werkt met de woorden "waarschijnlijk" en "misschien".
In werkelijkheid hebben we nogal beperkte mogelijkheden, bijvoorbeeld:
In theorie kunnen antiraketverdedigingssystemen (ABM), zoals de A-135 / A-235-raketten die Moskou verdedigden, een kleine asteroïde op een hoogte van 850 kilometer detecteren en aanvallen. Sommige van deze raketten hebben nucleaire kernkoppen voor transatmosferische gebieden. In theorie is zelfs een zwakke kernkop voldoende om de vernietiging van een lichaam als de Chelyabinsk- of Tunguska-meteoriet op gang te brengen. Als het uiteenvalt in fragmenten van minder dan tien meter, zullen ze allemaal hoog in de atmosfeer branden. En de resulterende explosiegolf zal zelfs de ramen in woongebouwen niet kunnen uitschakelen.
De eigenaardigheid van meteoroïden en asteroïden die vanuit de ruimte naar de aarde vallen, is dat de meeste met snelheden van 17-74 kilometer per seconde bewegen. Dit is 2-9 keer sneller dan de A-135 / A-235 onderscheppingsraketten. Het is onmogelijk om van tevoren het traject van een asymmetrisch lichaam en een onduidelijke massa nauwkeurig te voorspellen. Daarom zijn zelfs de beste antiraketraketten van aardbewoners niet in staat de "Chelyabinsk" of "Tungus" te raken. Bovendien is dit probleem onvermijdelijk: raketten met chemische brandstof kunnen fysiek geen snelheden van 70 kilometer per seconde of hoger leveren. Bovendien is de kans dat een asteroïde precies op Moskou valt minimaal, en andere grote steden in de wereld worden zelfs door een dergelijk systeem niet beschermd. Dit alles maakt het standaard raketafweersysteem zeer ondoelmatig voor het omgaan met ruimtedreigingen.
Lichamen met een diameter van minder dan honderd meter zijn over het algemeen erg moeilijk te herkennen voordat ze op de aarde beginnen te vallen. Ze zijn klein, meestal donker van kleur, waardoor ze moeilijk te zien zijn tegen de achtergrond van de zwarte diepten van de ruimte. Het zal niet werken om van tevoren een ruimtevaartuig naar hen toe te sturen om hun traject te veranderen. Als zo'n hemellichaam te zien is, zal het op het laatste moment gebeuren, wanneer er bijna geen tijd meer is om te reageren. Dus de asteroïde van augustus (2016) werd slechts twintig uur voor de nadering opgemerkt. Het is duidelijk dat hij nauwkeuriger "mikt" - en niets zou de hemelse gast tegenhouden. Conclusie: we hebben een andere manier van "close combat" nodig, waarmee we doelen vele malen sneller kunnen onderscheppen dan onze beste ballistische raketten.
Promotie video:
Vanaf 2016 zullen we de meeste lichamen met een diameter van meer dan 120 meter kunnen zien. In 2016 was het de bedoeling om de Mauna Loa-telescoop in Hawaï in gebruik te nemen. Het zal het tweede zijn in het Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) van de Universiteit van Hawaï. Maar zelfs vóór de introductie had ATLAS al zijn eerste nabij-aarde-asteroïde gezien met een diameter van minder dan 150 meter.
Maar zelfs een eerder ontdekte asteroïde van honderden meters groot kan niet zo snel worden "ingezet" dat een botsing met de aarde wordt vermeden. Het probleem hier is dat de kinetische energie zo hoog is dat een standaard thermonucleaire kernkop eenvoudigweg geen explosie kan veroorzaken bij een botsing. Een contactaanval met een botssnelheid van meer dan 300 meter per seconde zal de elementen van een kernkop fysiek verpletteren nog voordat deze tijd heeft om te ontploffen: de mechanismen die voor de explosie zorgen, hebben immers tijd nodig om te werken. Bovendien zal volgens de berekeningen van specialisten van NASA, zelfs als de kernkop op wonderbaarlijke wijze explodeert (de asteroïde "van achteren" raken, op een inhaalkoers), het nauwelijks iets zal veranderen. Een object met een diameter van honderden meters heeft zo'n kromming van het oppervlak dat meer dan 90 procent van de energie van een thermonucleaire explosie gewoon in de ruimte verdwijnt,maar zal niet naar de correctie van de baan van de asteroïde gaan.
Er is een methode om bescherming tegen asteroïde kromming en snelheidsbescherming te overwinnen. Na de val van het lichaam van Chelyabinsk presenteerde NASA het concept van de Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV). Dit is een tandem anti-asteroïde systeem waarbij het hoofd een niet-nucleaire blanco is. Bij het corrigeren van de baan van de asteroïde, zal deze deze als eerste raken, en met een snelheid van ongeveer tien kilometer per seconde, waarbij een kleine krater achterblijft. Het is de bedoeling dat het tweede deel van de HAIV naar deze trechter wordt gestuurd - een kernkop met een opbrengst van 300 kiloton tot twee megaton. Precies op het moment dat het tweede deel van de HAIV de trechter binnengaat, maar de bodem nog niet heeft geraakt, zal de lading ontploffen en zal het grootste deel van zijn energie worden overgebracht naar de asteroïde van het slachtoffer.
Hier is meer over Apophysis en wanneer het botst met de aarde
Onderzoekers van de Tomsk State University hebben onlangs gewerkt aan een vergelijkbare benadering voor het omgaan met middelgrote asteroïden op de Skif-supercomputer. Ze simuleerden de ontploffing van een asteroïde van het type Apophis met een kernkop van een megaton. Tegelijkertijd was het mogelijk om erachter te komen dat het optimale moment van detonatie het moment is waarop de asteroïde op enige afstand van de planeet passeert, zelfs voordat de laatste nadering van de planeet. In dit geval zal het geëxplodeerde puin zijn weg vervolgen van de aarde. Dienovereenkomstig zal het gevaar van een meteorenregen door fragmenten van een hemellichaam tot nul worden teruggebracht. En dit is belangrijk: na een nucleaire explosie van de vereiste (megaton) kracht, zal het puin van de asteroïde meer stralingsgevaar dragen dan Tsjernobyl.
Op het eerste gezicht zullen HAIV of zijn analogen alle problemen oplossen. Lichamen op minder dan 300 meter afstand zullen na zo'n dubbele slag in stukken vallen. Slechts ongeveer een duizendste van hun massa zal de atmosfeer van de aarde binnendringen. Grotere lichamen, vooral metalen asteroïden, zullen niet zo gemakkelijk opgeven. Maar zelfs in hen zal de verdamping van materie uit de trechter een aanzienlijke impuls geven, waardoor de oorspronkelijke baan aanzienlijk verandert. Volgens berekeningen zou een dergelijk anti-asteroïde "schot" 0,5-1,5 miljard dollar moeten kosten - pure kleinigheden, minder dan de kosten van één rover of B-2 bommenwerper.
Een probleem is dat het onredelijk is om te vertrouwen op een wapen dat nog nooit op een testlocatie is getest. En NASA ontvangt momenteel ongeveer een veertigste van de Amerikaanse militaire uitgaven per jaar. Met zo'n bescheiden rantsoenering kan het bureau eenvoudigweg geen honderden miljoenen uittrekken voor het testen van HAIV. Maar zelfs als dergelijke tests zouden worden uitgevoerd, zouden ze weinig zin hebben. Dezelfde ATLAS belooft te waarschuwen voor de gemiddelde grootte van de asteroïde in een maand, of zelfs een paar weken. Het is onmogelijk om in zo'n tijd HAIV helemaal opnieuw op te bouwen, en het alert houden is te duur voor NASA's bescheiden, naar Amerikaanse maatstaven, budget.
De vooruitzichten van de mensheid in de strijd tegen grote asteroïden - vooral over een kilometer - zien er op het eerste gezicht veel beter uit dan in het geval van kleine en middelgrote. Kilometerobjecten zijn in de meeste gevallen te zien in reeds ingezette telescopen, ook in de ruimte. Natuurlijk niet altijd: in 2009 werden bijna-aardse asteroïden ontdekt met een diameter van 2-3 kilometer. Het feit dat dergelijke ontdekkingen nog steeds plaatsvinden, betekent dat de kans dat plotseling een groot lichaam onze planeet nadert, zelfs op het huidige ontwikkelingsniveau van de astronomie wordt gedetecteerd. Het is echter vrij duidelijk dat er elk jaar minder van dergelijke objecten zijn en dat ze in de nabije toekomst misschien helemaal niet zullen blijven.
Zelfs ons land speelt, ondanks het gebrek aan toegewezen overheidsfinanciering voor het zoeken naar asteroïdebedreigingen, een belangrijke rol bij het opsporen ervan. In 2012 creëerde de groep van Vladimir Lipunov van de Moscow State University een wereldwijd netwerk van MASTER-robottelescopen, die zowel een aantal binnenlandse als buitenlandse instrumenten bestrijken. In 2014 opende het MASTER-netwerk de vierhonderd meter lange UR116 2014, die mogelijk in de nabije toekomst met onze planeet kan botsen.
Grote asteroïden hebben echter hun eigen onaangename kenmerken. Stel dat we vernemen dat de zeventig kilometer lange 55576 Amic met een potentieel onstabiele baan op weg is naar de aarde. Het is mogelijk om het te "bewerken" met een tandem HAIV met een thermonucleaire kernkop, maar dit brengt onnodige risico's met zich mee. Wat als we daarbij het verlies van een van zijn losse delen door de asteroïde provoceren? Bovendien hebben dergelijke grote lichamen satellieten - ze zijn zelf niet zo klein. Een explosie in de buurt kan een scherpe verandering in de baan van de satelliet veroorzaken, die het gestoorde lichaam overal naartoe kan leiden - en ook naar onze planeet.
Laten we een voorbeeld geven. Het eerder genoemde MASTER-telescoopnetwerk ontdekte anderhalf jaar geleden 2014 UR116 op minder dan 13 miljoen kilometer van de aarde. Als hij zelfs met een gematigde snelheid van 17 kilometer per seconde naar de planeet was gegaan - en in minder dan tien dagen zouden hun paden elkaar hebben gekruist. Met een convergentiesnelheid van 70 kilometer per seconde zou het een kwestie van dagen zijn geweest. Als een thermonucleaire explosie een reeks brokstukken van een lichaam van meerdere kilometers afsplintert, kan een van hen gemakkelijk van onze aandacht wegglippen. En als het in het gezichtsveld van telescopen verschijnt op een paar miljoen kilometer van ons, is het te laat om nog een HAIV-interceptor te produceren.
Zeker, met grote lichamen, waarvan de botsing vooraf bekend is, kun je veiliger en zonder explosie omgaan. Dus het Yarkovsky-effect verandert constant de baan van bijna alle asteroïden, en zonder het gevaar van hun dramatische vernietiging of verlies van satellieten. Het effect is dat het deel van de asteroïde dat door de zon wordt verwarmd, tijdens zijn rotatie onvermijdelijk in de onverlichte nachtzone valt. Daar geeft het via infraroodstraling warmte af aan de ruimte. De fotonen van de laatste geven een impuls aan de asteroïde in de tegenovergestelde richting.
Aangenomen wordt dat het effect gemakkelijk te gebruiken is om grote "dinosaurusmoordenaars" af te leiden van een gevaarlijk naderingstraject naar de aarde. Het is voldoende om een kleine sonde naar de asteroïde te sturen met een robot met een ballon witte verf. Door het op een groot oppervlak te sproeien, kunt u een scherpe verandering bereiken in het Yarkovsky-effect dat op het lichaam inwerkt. Zo zendt een wit oppervlak bijvoorbeeld fotonen minder actief uit, waardoor de kracht van het effect wordt verzwakt en de richting van de beweging van de asteroïde verandert.
Het lijkt misschien dat het effect in ieder geval te klein is om iets te beïnvloeden. Voor een asteroïde Golevka met een massa van 210 miljoen ton is dit bijvoorbeeld ongeveer 0,3 Newton. Wat kan zo'n 'kracht' veranderen in relatie tot een hemellichaam? Vreemd genoeg zal het effect jarenlang behoorlijk ernstig zijn. Van 1991 tot 2003 week het traject van Golevka hierdoor 15 kilometer af van het berekende traject.
Er zijn andere manieren om een groot lichaam langzaam uit een gevaarlijke baan te verwijderen. Op de asteroïde kun je een zonnezeil van een film installeren of er een koolstofvezelnet overheen gooien (beide opties zijn uitgewerkt door NASA). In beide gevallen zal de lichte druk van de zonnestralen op het hemellichaam toenemen, wat betekent dat het geleidelijk in de richting van de zon zal bewegen om een botsing met ons te vermijden.
Het sturen van een sonde met verf, zeil of net zou een langeafstandsruimtemissie betekenen die veel meer zou kosten dan het lanceren van een tandem-HAIV. Maar deze optie is veel veiliger: het zal geen onvoorspelbare veranderingen veroorzaken in de baan van een afgevuurde grote asteroïde. Dienovereenkomstig zal het de scheiding van grote fragmenten ervan, die in de toekomst op de aarde kunnen vallen, niet bedreigen.
Het is gemakkelijk in te zien dat een dergelijke verdediging tegen een grote asteroïde zijn zwakke punten heeft. Tegenwoordig heeft niemand een voltooide raket met een robotschilder; het zal vele jaren duren om hem voor te bereiden op de vlucht. Bovendien breken soms ruimtesondes. Als het apparaat "glitches" op een verre komeet of asteroïde, zoals de Japanse Hayabusa op de asteroïde Itokawa in 2005, is er misschien gewoon geen tijd meer voor een tweede poging om op kosmische schaal te schilderen. Zijn er geen betrouwbare methoden meer die onveilige thermonucleaire bombardementen uitsluiten en niet altijd betrouwbare sondes sturen? Er zijn er, maar ze zijn weer heel ongelooflijk fantastisch en het is onbegrijpelijk als het realiseerbaar is.
In westerse landen wordt de situatie verergerd door het feit dat geen enkele regering ruimtevaartprogramma's plant voor meer dan een paar jaar. Iedereen is terecht bang dat de nieuwe regering bij de machtsoverdracht onmiddellijk de dure programma's van haar voorgangers zal sluiten. Het heeft dus geen zin om ze te starten. In staten als de VRC is alles formeel beter. Daar wordt de planningshorizon ver in de toekomst geduwd. In de praktijk hebben ze echter niet de technologische (China) of financiële (Rusland) capaciteiten om tandemsystemen zoals HAIV of orbitale laserarrays zoals DE-STAR in te zetten.
En hoe zit het met de VS? En vorig jaar besloten de VS om onafhankelijk een antimeteorietverdediging te creëren. Ja natuurlijk! Ze zullen als "Captain America" zijn om de aarde te verdedigen tegen de vijand zelf! Nou, zoals in Hollywood-films, weet je nog. Het resultaat is "zilch", maar het belangrijkste is om jezelf luidkeels te verklaren.
Dit alles betekent dat de bovenstaande projecten pas met de uitvoering beginnen na een explosie van meerdere megaton van een onopgemerkt lichaam boven een dichtbevolkt gebied. Zo'n gebeurtenis - die over het algemeen vroeg of laat zal gebeuren - zal zeker menselijke slachtoffers veroorzaken.
Pas daarna kunnen we vol vertrouwen politieke sancties afwachten voor de bouw van anti-asteroïde verdedigingssystemen, zowel in het Westen als, mogelijk, in Rusland.
Nou, in het nettoresultaat - als er iets is, zijn we klaar. Rechtsaf?
