Потенциальное воздействие астероидов на Землю может иметь катастрофические последствия. Чтобы предотвратить такие столкновения, космические объекты с землей должны быть отклонены. Это может быть достигнуто с помощью космического зонда для воздействия на астероид.
65 миллионов лет назад Земля была опустошена цунами, огромное облако пыли потемнело в небе, и кислотные дожди падали на растения и животных. Эти события ознаменовали последнее массовое исчезновение и ползучий конец для более чем 50 процентов всех видов на Земле. Даже динозавры не выжили бы в этом апокалипсисе. Эти события, скорее всего, были вызваны астероидом примерно на 10 километров в поперечнике, который воздействовал на Землю в районе современного Мексиканского залива, нанося ущерб поверхности планеты кратером шириной более 170 километров. Сегодня этот сценарий немыслим?
На сегодняшний день астрономы идентифицировали почти 10 000 астероидов с орбитой, которая приближается или пересекает орбиту Земли, и число растет. В феврале прошлого года метеорит ранил почти 1500 человек, когда он взорвался над российским городом Челябинском с населением более миллиона человек. При диаметре около 20 метров метеорит имел массу 10 000 тонн.
Объекты, которые Фрэнк Шефер из Института Фраунгофера по высокоскоростной динамике, Ernst-Mach-Institut, EMI во Фрайбурге, намного больше этого. Его исследования сосредоточены на объектах среднего размера длиной от 100 до 300 метров. Астероид такого размера может потенциально уничтожить целые города или регионы. Ученые провели начальные лабораторные эксперименты, чтобы проверить возможность отклонения астероидов, воздействуя на них тяжелыми массами на высоких скоростях – например, большие космические зонды. Принцип воздействия подобен игре с бильярдом: когда один мяч попадает в другой, второй меняет курс.
«Во время удара зонд не только передает свой импульс астероиду, но также и отдача отделяемого материала от кратера, который выталкивается против направления удара», – описывает Шафер в отношении одного из ключевых тестов Выводы. «Этот эффект отдачи действует как турбокомпрессор на отклонение астероида». Тесты показывают, что благодаря этому эффекту общий импульс, передаваемый астероиду, в четыре раза больше, чем у самого зонда.
Для более тщательного изучения исследователи прикладывают к маятнику различные материалы с астероидоподобными свойствами – плотным кварцитом, пористым песчаником или воздушным бетоном и воздействуют на них небольшими алюминиевыми снарядами. Они обнаружили, что чем более пористый астероид, тем меньше импульс передается. Другими словами, подход к снаряду особенно эффективен для более плотных космических объектов.
Ракеты достигают скорости до 10 км / с в лаборатории, что означает, что они могут достичь скорости удара, к которой стремятся исследователи в будущих миссиях. Чтобы продемонстрировать передачу импульса и связанную с этим эффективность удара, исследователи используют высокоскоростные камеры и лазерные интерферометры для измерения качания маятника ». На самом деле влияние космического зонда изменило бы скорость астероида всего на несколько сантиметров в секунду. Но этого достаточно, чтобы в течение более длительного времени отклонить его курс. Поэтому, если мы хотим остановить астероид на курсе столкновения с Землей от удара нас, нам нужно будет стрелять в него на многие годы раньше времени », – объясняет Шефер.
Маятниковый тест является частью космического проекта NEOShield, который финансируется ЕС и координируется Аланом Харрисом из Института планетарных исследований Германского аэрокосмического центра (DLR). Он объединяет специалистов из Германии, Франции, Соединенного Королевства, Испании, США и России для работы над способами защиты нашей планеты от околоземных объектов, которые являются астероидами, орбита которых приближает их к нашей близости.
Одна из целей проекта – планировать космическую миссию к середине 2015 года, чтобы фактически отклонить астероид. Для специалистов не будет недостатка в объектах: по данным НАСА, в сентябре будет более 20 близких подходов. Из них объект «2008 HB38» будет ближе всего к нам на 15-м месте на расстоянии чуть менее пяти миллионов километров.