Главная Статьи Поиск и захват астероида

Поиск и захват астероида

19.02.2014 Тема: Asteroid Redirect Mission

Астронавт изучает прирученный астероид (nasa.gov)
Астронавт изучает прирученный астероид (nasa.gov)

Год назад, 15 февраля, люди испытали на себе опасность астероидов, уже неоднократно вызывавших на нашей планете вымирания, массовые и не очень. Эти события случались слишком давно, и на человека, по-видимому, подействовали лишь раз, уничтожив культуру Кловис. Впрочем, до этого удары астероидов, уничтожавшие различные виды, прокладывали людям дорогу. Теперь, вооруженные знаниями о Вселенной, способные к управлению материей, люди могут постоять за себя, если новый посланец из космоса соберется расчистить место на планете.

Однако к взрыву метеора над Челябинском никто не был готов, хотя он был мощнее, чем взрыв любой атомной бомбы. В России поиск потенциально опасных околоземных объектов ограничен техническими возможностями. Не имея космических телескопов (Спектр-Р предназначен для других целей) и имея лишь небольшое число слабых наземных аппаратов, трудно найти много астероидов. NASA, имея орбитальный телескоп WISE, добилось большего. Всего человеку известно 10713 околоземных астероида. Сейчас агентство усиливает работу по поиску потенциально опасных астероидов и разрабатывает стратегии их отклонения. Проект ARM (Asteroid Redirect Mission – увод астероида) направлен на свод астероида с его орбиты и помещение на безопасную орбиту спутника Луны. На этой орбите он затем будет изучен астронавтами, запуск которых должен состояться через двадцать лет.

Проект ARM будет использовать возможности разрабатываемых сейчас в США нового космического аппарата Orion, сверхтяжелой ракеты-носителя SLS и двигателя малой тяги. Все это – элементы критических технологий, фигурирующих в плане NASA по отправке астронавтов к Марсу в 30-х годах. Проект, таким образом, решает сразу две задачи – выводит освоение космического пространства на новый уровень, ведь пока человек не удалялся от нашей планеты за орбиту Луны, а обычно не удаляется более 350 километров; а также позволяет быть готовым к спасению всего человечества.

Агентство рассматривает два основных сценария по автоматическому переводу астероида на орбиту около Луны. В первом подходе планируется выбрать небольшой астероид и направить его по нужному пути. Во втором подходе планируется от крупного астероида отделить кусок, с которым затем можно было бы управиться. В любом случае следующим шагом должно быть путешествие астронавтов к астероиду или его части на орбите около Луны – ближе, чем может изначально находиться астероид.

Перемещение астероида на фоне неподвижных звезд (nasa.gov)
Перемещение астероида на фоне неподвижных звезд (nasa.gov)
Несмотря на десять тысяч известных околоземных астероидов, лишь небольшое их число может рассматриваться как потенциальные кандидаты проекта ARM. Многие астероиды слишком велики, чтобы с ними могли справиться современные технологии коррекции орбиты, либо же их орбиты таковы, что даже небольшой астероид с них не удастся свести из-за большого количества требуемого топлива, которое к астероиду прежде надо доставить. Некоторые астероиды, находящиеся сейчас слишком далеко от нас, могут быть хорошими кандидатами, но из-за удаленности и малого размера об этом не будет известно, пока они не подойдут ближе к Земле. Некоторые астероиды находятся на приемлемом расстоянии слишком короткое время, чтобы их можно было хорошо рассмотреть.

Для небольших астероидов, приближающихся к Земле, NASA реализует программу быстрого реагирования. Если астероид может оказаться кандидатом в проекте ARM, на него будет направлена аппаратура для быстрого изучения. Первым критерием является размер астероида – он должен быть равен примерно 12 метрам. Таких объектов около Земли тысячи, если не миллионы. Однако из-за малого размера увидеть их очень трудно. Их наблюдение возможно только при максимальном сближении с Землей. Для поиска астероидов в основном применяются оптические телескопы, которые просматривают небесную сферу на предмет движущихся объектов. Характерное время обзора одной области – час, так что фоновые звезды и галактики остаются неподвижными, тогда как астероиды смещаются. За одну ночь телескоп способен обнаружить несколько сотен движущихся объектов, но лишь незначительная часть из них оказывается новыми. Координаты новых объектов обрабатываются и публикуются в сети Интернет, в частности, на сайте Лаборатории реактивного движения. В рамках проекта ARM происходит постоянный автоматический контроль этой базы данных на предмет потенциальных целей для захвата. При обнаружении такового, система отсылает сотрудникам сообщение. С начала слежения за базой данных в марте 2013 года это происходило всего дюжину раз. Такова же оценка числа астероидов размером 6-12 метров, каждый год проходящих к Земле ближе, чем Луна. Несложно понять, что половина из них приближается к Земле на освещенной стороне и сразу исключается из поисков. Остальные должны быть обнаружены и находиться на орбитах, позволяющих захват. Тем не менее, современные телескопы уже позволяют различать столь мелкие объекты даже дальше Луны, и в год их открывается несколько десятков.

В случае получения сообщения у астрономов начинается трудное время. Крохотные астероиды видны лишь несколько дней, пролетая близко к Земле. Дополнительные наблюдения астероидов производятся уже радиотелескопами. Для этого используются две крупные одиночные тарелки в Голдстоуне и Аресибо. Радиотелескопы, работающие в этом случае как огромные радары, могут предоставить сведения о размере и скорости вращения объекта, а иногда даже позволяют составить его снимок. Скорость вращения астероида не менее важна, чем его размер, так как очень быстро вращающийся астероид сложнее как для перенаправления на новую орбиту, так и для последующего изучения астронавтами. Оптические телескопы предоставляют дополнительные сведения, которые можно использовать для определения скорости вращения и орбиты астероида. Для изучения химического состава используются телескопы инфракрасного диапазона. В год NASA тратит 20 миллионов долларов на слежение за астероидами, а в этом году 105 миллионов выделено на подготовку проекта ARM.