Астрономы СПбГУ рассчитали, как «гравитационный трактор» может помочь защитить Землю от астероида
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета рассчитали,
каким образом можно оградить планету от столкновения с опасным
астероидом, используя двигатель малой тяги. Для этого его нужно
установить либо на угрожающем Земле космическом теле, либо на
«гравитационном тракторе» — пока теоретическом аппарате для изменения
траектории объектов с помощью гравитационного воздействия.
Материал
об этом опубликован в журнале Astronomy Reports. Идеи спасения Земли от
смертоносных астероидов волнуют не только голливудских
кинематографистов, но и ученых по всему миру. Их опасения можно понять —
при условии, что небесное тело будет сравнительно небольших размеров,
примерно 20 метров в диаметре, встреча с ним может привести к повторению
челябинского сценария. Но если диаметр будет как у Тунгусского
космического тела, около 100 метров, последствия будут эквивалентны
взрыву нескольких атомных бомб. Если такой астероид упадет в пустыню,
ничего страшного не произойдет, но при попадании в город он превратит
его в руины.
«Один из способов борьбы с астероидами — удар по
опасному небесному телу с помощью ракеты. В результате должен появиться
большой импульс, который заставит астероид изменить свою орбиту. Этот
путь годится для тел, диаметр которых не превышает 100 метров», —
отмечает первый автор статьи, заведующий кафедрой небесной механики
СПбГУ Константин Холшевников.
Самый радикальный метод — взрыв
астероида с помощью ядерной бомбы. В случае если диаметр тела не
превышает 100 метров, его удастся уничтожить. Если же габариты больше,
взрыв разрушит не весь астероид, но возникшая реактивная сила поможет
изменить траекторию оставшейся части и обезопасить планету. Однако если
тело уже летит на Землю, такой способ не годится.
Дело в том,
что большинство астероидов, прежде чем ударить по планете, несколько раз
с ней сближаются. Таким образом, после очередного сближения может
пройти несколько лет, прежде чем тело прицельно полетит в сторону Земли.
В это время его и нужно взорвать. Только так, отмечает эксперт, можно
будет гарантировать, что осколки рассеются в пространстве и не будут
угрожать человечеству. Впрочем, вероятность, что астероид полетит на
Землю «без предупреждения», все же существует.
Группа ученых из
СПбГУ рассчитала возможность применения мирного способа борьбы с
астероидами, который исключает взрывы и столкновение с ракетами.
Астрономы считают, что отклонить космическое тело с орбиты столкновения с
Землей можно с помощью двигателя малой тяги. «Целью исследования стало
установление фундаментальной возможности применения такого метода. По
нашим расчетам, астероиды диаметром до 55 метров при тяге двигателя 1
ньютон можно отклонить примерно за один год. Если тело до 50 метров, то
при тяге в 20 ньютонов его можно отклонить за месяц. Если диаметр до 150
метров, а тяга двигателя составляет 20 ньютонов, на выполнение операции
потребуется год», — рассказывает Константин Холшевников.
Ученые
создали модельную задачу, по условиям которой двигатель обеспечивает
постоянное тангенциальное ускорение. В этом случае импульс направляется
по касательной к траектории астероида и при необходимости увеличивает
или уменьшает скорость тела. В результате астероид разминется с Землей.
Для того, чтобы сильнее изменить направление движения тела, понадобятся
более мощные двигатели. Однако, по словам эксперта, двигатель малой тяги
— это самый выгодный вариант с учетом потребления топлива.
Другой
вопрос — как установить двигатель на космическое тело. Дело осложняется
еще и тем, что астероид постоянно вращается. Эта задача требует
отдельного решения и новых расчетов. Однако ее можно обойти с помощью
«гравитационного трактора». «Использовать „гравитационный трактор" — это
все равно что поднять самого себя за волосы. Предположим, существует
относительно большой астероид, скажем, диаметром 100 метров. Рядом с ним
пролетает космический аппарат и останавливается относительно этого
тела.
В результате гравитационного притяжения он начинает
падать на этот астероид. Здесь надо включить двигатель, чтобы аппарат
уходил в сторону. В результате он тянет за собой этот большой астероид.
Получается то же самое — малая тяга. „Трактор" хорош еще и тем, что
вращение астероида не играет роли. Если установить двигатель прямо на
астероид, он будет вращаться вместе с ним. Но трактор не будет
вращаться», — объясняет Константин Холшевников.
При этом оба
космических аппарата — «гравитационный трактор» и двигатель малой тяги,
который предполагается закрепить на астероиде, — существуют сегодня лишь
в теориях и моделях. «Человечество неожиданно может столкнуться с
непредвиденной опасностью. Мог ли кто-нибудь предугадать пандемию
коронавируса? Или падение Чебаркульского метеорита? Невозможно узнать
заранее, какие ресурсы потребуются для спасения человечества в следующий
раз. Справиться с подобными угрозами может помочь развитие науки.
Причем особенно важно развивать именно фундаментальную науку», — считает
другой автор статьи, доцент кафедры небесной механики СПбГУ Владимир
Титов.
Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.