Google+
Одинаковые мифы разных народов Внеземные формы жизни и способы борьбы с ними ДНД И ФЭНТЕЗИ МИРЫ. WARHAMMER FANTASY
Версия для печатиАрсенал: Арсенал: Система планетарной защиты
Кратко о статье: События под Челябинском показали, что космическая угроза вполне реальна. Сможем ли мы защитить планету от метеорита покрупнее? Можно ли уничтожить опасный астероид ядерным взрывом и в чём правы, а в чём нет создатели фильмов «Армагеддон» и «Столкновение с бездной»? «Мир фантастики» рассуждает о системе противометеоритной защиты.

Щит земли

СИСТЕМА ПЛАНЕТАРНОЙ ЗАЩИТЫ

Краткое содержание фильма «Армагеддон»:

К Земле летит астероид! Брюс Уиллис высаживается на него и закладывает водородную бомбу…

Краткое содержание фильма «Армагеддон-2»:

Теперь к Земле летит астероид с водородной бомбой!

Анекдот

Падение метеорита под Челябинском в феврале 2013 года лишний раз напомнило, что метеоритная угроза Земле вполне реальна. Пока на Урале вставляли выбитые взрывом стёкла, во всём мире вспоминали «Тунгусское диво» и нередкие в последнее время сообщения об астероидах, проходящих вблизи от Земли. В самом деле, если нашей планете будет угрожать столкновение с крупным космическим телом, сможем ли мы защитить её от космического армагеддона?

ВРАЖДЕБНОЕ ОКРУЖЕНИЕ

Космос не так уж пуст. Астрономы уже обнаружили сто миллионов малых тел, а предполагаемое количество астероидов и метеороидов «калибром» свыше двадцати метров достигает шестисот миллионов. И каждый из них способен при столкновении с Землёй вызывать большие разрушения, чем семнадцатиметровый челябинский «снаряд», взрыв которого был эквивалентен четырёмстам килотоннам тротила.

В настоящий момент обнаружено около четырёхсот комет с периодом обращения менее двухсот лет. Долгопериодические подсчитаны будут очень нескоро

К счастью, большинство крупных астероидов вращается за орбитой Марса. Наибольшее беспокойство вызывают малые тела групп Аполлона, Атона и Амура, чьи орбиты пересекают земную. К первой из упомянутых групп, которая насчитывает уже свыше пяти тысяч тел, принадлежал Челябинский метеороид. Атонов обнаружено всего восемьсот, и столкновение с ними возможно, лишь когда Земля находится в перигелии — на минимальном расстоянии от Солнца. Но они коварны — подкрадываются со стороны светила, появляясь на звёздном небе только сразу после заката или на рассвете. Амуры, угрожающие планете в момент прохождения афелия (максимального расстояния от Солнца), видно хорошо, но увиденное не радует. Если аполлоны и атоны – мелочь, то среди 3600 уже открытых астероидов группы Амура диаметр четырёх тел превышает десять километров, а одно — (1036) Ганимед — достигает аж тридцати двух километров в поперечнике.

На сегодняшний день несколько тысяч астероидов признаны «потенциально опасными». И перечень наверняка не полон. Сколько ещё не найденных! Сколько комет скрывается на границах системы, миллионами лет выжидает далеко за пределами досягаемости земных телескопов, чтобы в свой срок ринуться к Солнцу, ускоряясь в свободном падении!

Космос полон сюрпризов.

Бомбардировку астероидов осложняют их сложный рельеф и быстрое вращение. Взрыватель может не успеть среагировать на хаотические изменения расстояния до поверхности

МОНИТОРИНГ

Избежать сюрпризов позволила бы служба контроля космического пространства, разговоры о создании которой ведутся с 1990-х годов. Но пока у нас есть лишь один из важнейших компонентов системы. Современные телескопы позволяют быть уверенными, что тела поперечником свыше ста пятидесяти метров, находящиеся между орбитами Меркурия и Марса, не останутся незамеченными. Однако этого мало. Во-первых, разрешение требуется повысить на порядок, чтобы отслеживать и меньшие объекты. Ведь главную опасность представляют именно мелкие снаряды, подобные Челябинскому, взрывающиеся в земной атмосфере примерно раз в десять лет.

Подобные Таутатису резонансные (то есть обращающиеся с периодом, кратным периоду обращения Земли) астероиды не могут столкнуться с нашей планетой

Для обнаружения астероидов, подлетающих со стороны Солнца, понадобятся телескопы, размещённые, подобно аппарату Кеплер, не на земной, а на гелиоцентрической орбите

Во-вторых, сами по себе наземные и орбитальные обсерватории, автоматически выслеживающие в звёздном небе подвижные источники света и теплового излучения, не слишком полезны. Вычислительные центры не справляются с лавиной данных. Даже в общих чертах орбиты удаётся рассчитать менее чем для одной сотой обнаруженных тел. И пока нет оснований надеяться, что прогресс электроники решит проблему. В астрономии объём необходимых расчётов растёт быстрее производительности счётных машин!

Первая проблема, которую человечеству необходимо решить для создания эффективной противоастероидной обороны, — это создание более совершенной математики. За последние два века все науки совершили фантастический рывок вперёд — кроме математики, оставшейся на уровне XIX столетия и уже не отвечающей запросам естественных дисциплин. Даже задача о гравитационном взаимодействии трёх тел, за исключением частных случаев, имеет лишь приблизительное решение. Астероид же взаимодействует одновременно со многими источниками гравитации.

КОСМИЧЕСКИЙ БИЛЬЯРД

Могут существовать и «мягкие» методы противометеоритной обороны, без красочных взрывов и столкновений. Например, можно использовать эффект Ярковского — постепенное ускорение малых тел за счёт переизлучения полученного от Солнца тепла. Если на пути астероида распылить облако белого красителя, отражающая способность поверхности астероида повысится, и это приведёт к изменению орбиты. Мягко отклонить небольшой астероид можно и бесконтактным методом «гравитационного буксира». Для этого достаточно, чтобы массивный корабль двигался параллельным курсом.

Управлять движением малого тела можно, разместив на его поверхности ионный двигатель. Но для этого нужно доставить с Земли на астероид тысячи тонн горючего и смонтировать на месте громоздкое оборудование. Изменить орбиту астероида может «солнечный парус», но и для его установки понадобится высадка космонавтов. Тяга же всё равно будет невелика и скажется очень нескоро.

Самым изящным, эффективным, но требующим удачи и чрезвычайно сложных вычислений приёмом будет «бильярд» — таран крупного тела меньшим, орбиту которого изменить куда проще. Даже стометровый астероид при встречном столкновении превратит десятикилометровую гору в щебень или гарантированно отклонит в сторону ещё более крупный снаряд. Но подходящий «шарик», способный после ядерного пинка оказаться в нужном месте в нужное время, потребуется заранее отыскать.

К сожалению, все «мягкие» методы очень затратны и неспешны, а последствия их непредсказуемы. Отклонить астероид не так сложно, как рассчитать, скажется ли это на вероятности его столкновения с Землёй. Поэтому уничтожение «противника» остаётся наиболее разумным вариантом.

Поэтому для малых тел Солнечной системы возможен только примерный расчёт траекторий. Космические скалы то и дело «теряются», оказываясь совсем не там, где их ждали. Орбиты астероидов неустойчивы и могут внезапно измениться.

Например, движение Таутатиса – вытянутого астероида, вероятно, состоящего из двух слабо связанных тел длиной в два с половиной километра, — астрономы именуют «хаотическим». Одновременно находясь в резонансе и с Землёй, и с Юпитером, астероид ведёт себя непредсказуемо.

В реальности героям фильма «Армагеддон», чтобы поместить бомбу внутрь астероида, пришлось бы проделать не скважину, а многокилометровую шахту

Даже если угрожающее Земле тело своевременно обнаружено, точность расчётов пока позволяет говорить лишь о той или иной вероятности столкновения. А этого мало. Ведь гипотетическая возможность катастрофы — ещё не повод что-либо предпринимать. К тому же моменту, когда опасения превратятся в уверенность, может оказаться, что стрелять уже поздно.

ПЕРЕХВАТ

Но вот астероид замечен, его орбита точно рассчитана, и установлено, что вероятность столкновения высока. Возникает вопрос, что теперь делать.

Фантасты предлагают два метода защиты от угрозы из космоса. В киноленте «Метеор» (1979) астероид Орфей поражается залпом баллистических ракет. В фильме «Армагеддон» (1998) на угрожающее Земле двадцатикилометровое тело высаживается десант астронавтов и подрывает его изнутри термоядерным зарядом. В «Столкновении с бездной» (1998) одиннадцатикилометровую комету пытаются уничтожить как гигантской миной, так и тучей ракет.

Высадка десанта на астероид — задача не менее сложная, чем полёт на Марс. Если не сложнее (кадр из фильма «Столкновение с бездной»)

АЙСБЕРГИ КОСМОСА

Суммарная масса астероидов внутри орбиты Нептуна не превышает одной тысячной от массы Земли. А вот запас комет в облаке Оорта в несколько раз тяжелее нашей планеты. Эти «космические айсберги», состоящие из водяного, углекислотного, метанового и азотного льда, довольно велики. Диаметр появившейся в 1995 году кометы Хейла-Боппа достигал сорока километров. И вторжения комет не так уж редки. Юпитер, например, пережил два столкновения с ними всего за пятнадцать лет. В 1994 году на газовый гигант упала разорванная приливными силами на двадцать частей комета Шумейкеров-Леви. Взрывы мощностью до шести тысяч гигатонн, выбрасывавшие султаны газа на высоту трёх тысяч километров, продолжались шесть суток. А в 2009 году Юпитер без столь впечатляющих спецэффектов поглотил комету размером поменьше.

Кома, газовая оболочка приближающейся кометы, срывается солнечным ветром, вытягиваясь в гигантский хвост, который позволяет заметить грозного гостя издали. Но, увы, происходит это далеко не всегда. После нескольких витков комета покрывается коркой из спёкшейся пыли и перестаёт таять. Примером «выродившейся» кометы может служить пятикилометровый Фаэтон, путь которого пролегает мимо всех планет земной группы.

В реальности совершить мягкую посадку на космическое тело не так просто. Доставляющий сапёров корабль должен двигаться относительно Земли с той же скоростью, что и подлежащий уничтожению астероид, а эта скорость может доходить до 72 км/с. Для современных пилотируемых кораблей это пока слишком много.

Не удастся поразить астероид и обычными баллистическими ракетами, сконструированными для уничтожения неподвижных целей на поверхности Земли. Даже специальные противоракеты предназначены для перехвата боеголовок, летящих по космическим меркам очень медленно — со скоростью всего лишь 6,5–8 км/с. Причём для перехвата ракеты достаточно дистанции в километр. Но астероид не разрушишь излучением и электромагнитным импульсом, а ударная волна не распространяется в пустоте. Расколоть или отклонить в сторону каменную гору удастся только прямым попаданием. И это нетривиальная задача. Существующие взрыватели не рассчитаны на срабатывание при столкновении снаряда с целью на таких гигантских скоростях.

Ракеты придётся доработать. Но задача перехвата тел, обнаруженных за несколько месяцев и даже дней до столкновения, вполне разрешима. Помимо службы контроля космического пространства, включающей наземные и орбитальные телескопы, потребуется создать базы кораблей-перехватчиков на основе стратегических ядерных сил великих держав. От таких кораблей потребуется способность достигать второй космической скорости и постоянная готовность к старту.

АРМАГЕДДОН

Перехватывать, вероятнее всего, придётся тела диаметром от десятков до сотен метров. При удачном попадании одной боеголовки мощностью в полторы мегатонны должно хватить. Но следует понимать, что второй попытки не будет. Дистанция в двести тысяч километров — последний рубеж земной обороны. К тому времени, когда ракеты сблизятся с целью, до столкновения останется от одного до шести часов.

Эффект обстрела зависит от размеров, скорости и типа несущегося к Земле тела. Если скорость велика, а масса не слишком, есть шанс, что взрыв отведёт удар. Свою роль сыграет и порода, слагающая астероид. Боеголовка, способная распылить пятисотметровую глыбу хондрита, осилит оливиновый монолит лишь диаметром вдвое меньше, а железо-никелевый слиток — не более чем сто метров в поперечнике.

Могущество атома велико, но сокрушить современными бомбами астероид размером с Эверест не получится

Обломки взорванного метеорита могут долететь до Земли. Но даже десяток кратеров будет меньшим злом, чем столкновение с глыбой, способной проломить земную кору (кадр из фильма «Армагеддон»)

Тело размером с Челябинский и даже Тунгусский метеороиды термоядерный заряд, скорее всего, просто превратит в пыль. Более крупной проблемой станет приближающееся тело диаметром свыше километра. Казалось бы, что может быть проще? Выпустить по большой цели две-три ракеты — и так до победного конца. Но организовать одновременную бомбардировку несколькими ракетами крайне трудно. Уже после первого взрыва цель отклонится и окутается завесой мелких осколков.

РУДНИКИ НА ОРБИТЕ

Разработка системы планетарной защиты потребует колоссальных затрат, но от действительно серьёзной опасности она – будем смотреть правде в глаза – едва ли спасёт. Тем не менее вложения в СПЗ, как и когда-то в «гонку вооружений», окупятся, ведь они пойдут на создание новых технологий. Умение изменять орбиты околоземных астероидов, а в перспективе и более массивных тел, в любом случае пригодится человечеству. Но не для того, чтобы отгонять космическую мелочь, а чтобы выводить астероиды на орбиту Земли.

Астероиды — это не только разрушительная мощь. Это ещё и тонны металлов. Обыкновенный хондрит состоит из железа на четверть и может считаться очень богатой рудой. А ведь есть цельнометаллические тела! Да и комета, если удастся привести её на земную орбиту, сможет стать «танкером» и в течение десятилетий снабжать космические корабли горючим. Захваченные «космические рифы» могут стать неистощимым источником ресурсов для дальнейшего освоения Солнечной системы.

В теории самые мощные ракеты-носители могут доставить к цели заряд мощностью в тридцать мегатонн, который при попадании оставит одно воспоминание от полуторакилометровой горы. Но все такие ракеты криогенные, то есть используют в качестве горючего сжиженный газ, а значит, требуют длительной подготовки к старту. Кроме того, едва ли боеприпасы, используемые раз в миллион лет, будут храниться на складах. А значит, сверхмощный фугас и специальную противоастероидную боеголовку с разгонным блоком, системами связи и наведения придётся спешно изготовить.

Но что, если случится промах? Даже близкий взрыв не принесёт пользы. Частичное испарение астероида создаст небольшую реактивную силу, но ведь снаряд уже находится в гравитационной яме Земли! Если скорость тела велика, оно, возможно, отклонится, зацепит верхние слои атмосферы и уйдёт. Если же астероид «медленный», догоняющий планету, катастрофы не избежать.

И даже поразив астероид, боеголовка лишь раздробит его. Каменная громада превратится в сноп обломков, и бомбардировка Земли, ранее лишь вероятная, скорее всего, станет неизбежной. Мелкие осколки сгорят в атмосфере, но и стометровых уцелеет немало. А ведь камень, оставивший нам на память Аризонский кратер, имел всего пятьдесят метров в поперечнике! После подрыва большого астероида потребуется, как выражаются военные, «дострел» обломков. Так же как и в случае промаха по небольшой цели.

Это задача посложнее, чем накрыть незваного гостя первым залпом. Во-первых, ракеты, сближающиеся с остатками астероида, могут погибнуть в столкновениях с мелкими осколками. Во-вторых, скорость опасных осколков всё ещё в разы выше скорости ракет. Поразить их можно, только заранее просчитав траекторию. Но времени на это не будет. До разрушения астероида о разлёте его обломков нельзя сказать ничего. «Дострел» должны будут осуществлять ракетные базы, постоянно дежурящие на орбите и вооружённые носителями сравнительно маломощных боеголовок.

***

Большинство технических проблем, мешающих созданию противометеоритной защиты, преодолимы. Межпланетные станции уже настигали астероиды, совершая мягкую посадку. Доставить к цели необходимое количество ядерной взрывчатки вполне реально. Одновременно поразить ракетами цель нельзя, но десятки аппаратов могут мягко опуститься на поверхность астероида, чтобы затем произвести одновременный подрыв зарядов.

Труднее будет разобраться с проблемами политическими и финансовыми. Пока астероид не показался на горизонте, затраты на систему планетарной защиты выглядят неоправданными. И кто будет контролировать систему, которая может служить оружием массового поражения? Это вопросы посложнее, чем вычисление орбит.

Что посмотреть?
  • Метеор (1979)

  • Звёздный десант (1997)

  • Столкновение с бездной (1998)

  • Армагеддон (1998)

Во что поиграть?
  • The Dig (1995)

  • Submarine Titans (2000)

  • Rage (2011)

Комментарии к статье
Для написания комментария к статье необходимо зарегистрироваться и авторизоваться на форуме, после чего - перейти на сайт
Зоркий
№ 1
01.05.2014, 22:56
Хорошая, познавательная статья. Хотелось бы также узнать, кто автор иллюстраций к врезкам «Айсберги космоса» и «Рудники на орбите». Они созданы художниками журнала, или взяты откуда-то ещё?
РАССЫЛКА
Новости МФ
Подписаться
Статьи МФ
Подписаться
Новый номер
В ПРОДАЖЕ С
24 ноября 2015
ноябрь октябрь
МФ Опрос
[последний опрос] Что вы делаете на этом старом сайте?
наши издания

Mobi.ru - экспертный сайт о цифровой технике
www.Mobi.ru

Сайт журнала «Мир фантастики» — крупнейшего периодического издания в России, посвященного фэнтези и фантастике во всех проявлениях.

© 1997-2013 ООО «Игромедиа».
Воспроизведение материалов с данного сайта возможно с разрешения редакции Сайт оптимизирован под разрешение 1024х768.
Поиск Войти Зарегистрироваться