В сентябрьскую ночь 2022 года группа ученых из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса следила за экранами, на которых приближалась поверхность Диморфа – крошечного спутника массивного астероида Дидимоса, путешествующего в бездне космоса. Ученые лихорадочно проверяли системы своего детища – беспилотного зонда DART (Double Asteroid Redirection Test – Тест на перенаправление двойного астероида), приближающегося к цели на невероятной скорости в почти 24 000 км/ч.
В назначенный час DART с эффектно врезался в Диморф, подняв гигантское облако пыли и обломков. Восторженные возгласы ученых огласили помещение Центра управления миссией. Их эксперимент по изменению орбиты астероида увенчался триумфальным успехом. Человечество только что совершило первый в истории управляемый сдвиг траектории целого небесного тела с помощью метода кинетического импактора – своего рода космического “тарана”.
Это достижение доказало способность землян защитить планету от потенциальных астероидных ударов будущего. Однако радость ученых быстро сменилась тревожными раздумьями. Ведь даже самый незначительный космический объект, столкнувшись с Землей, может вызвать катастрофу планетарного масштаба. Согласно оценкам экспертов, удар астероида размером всего с футбольное поле высвободит энергию, равную взрыву стратегической ядерной бомбы. Более крупные тела, подобные вызвавшему вымирание динозавров Чиксулубскому астероиду диаметром около 10 км, способны оборвать ход земной жизни едва ли не полностью.
К сожалению, обнаружить все потенциально опасные объекты в космосе чрезвычайно сложно. По оценкам ученых, в околоземном пространстве роятся миллионы астероидов, значительная часть которых пока ускользает от взгляда наземных и космических обсерваторий. А любой ранее не замеченный астероид может стать той самой роковой “звездой Армагеддона” для человечества.
Тем важнее становится развитие технологий планетарной защиты, способных предотвращать столкновения с Землей. И успешный эксперимент с DART вселяет надежду – ведь этот 630-килограммовый “таран” сумел эффективно повлиять на траекторию 160 метрового Диморфа.
Однако так ли просто на деле будет отвести от Земли астероидный удар? Диморф оказался идеальным объектом для испытания кинетического импактора. Как показали исследования, этот астероид представляет собой так называемую “груду щебня” – рыхлое скопление отдельных камней и пыли, лишь слабо связанных между собой гравитацией. Многие астероиды имеют схожую пустотелую структуру, напоминающую кучу хаотично наваленных камней или мусора.
Ученые подсчитали, что при ударе по такой “груде щебня” значительная часть кинетической энергии расходуется на заполнение пустот внутри астероида. Но главный эффект заключается в том, что удар выбрасывает в космос тысячи тонн обломков и пыли. Это облако остатков, устремившись в противоположном направлении, усиливает эффект отклонения цели по принципу реактивной отдачи – подобно тому, как выталкивается назад воздух реактивным двигателем самолета. Именно благодаря этому фактору DART сумел сдвинуть орбиту Диморфа примерно на 17 минут – впечатляющий результат для первой попытки.
Вместе с тем, в реальных ситуациях все может быть гораздо сложнее. Ведь многие астероиды имеют принципиально иную структуру, состоящую из единого прочного куска вещества. При ударе по таким монолитным объектам сила воздействия будет значительно меньше. Совсем непредсказуемым может быть взаимодействие кинетических импакторов с кометами – хвостатыми странницами космоса, в составе которых присутствуют летучие вещества вроде льда. В результате удара лед может высвободиться и неожиданно изменить траекторию движения кометы.
Чтобы подробнее изучить все эти тонкости, в 2026 году к системе Дидимос-Диморф отправится европейский зонд Hera. Он выполнит комплексные измерения, оценив последствия воздействия DART. Это позволит значительно уточнить компьютерные модели взаимодействия кинетических импакторов с разными типами астероидов и комет.
Открытие возможности смещать орбиты небесных тел при помощи кинетических ударов придало новый импульс всей сфере планетарной защиты. Совсем недавно астрономы сообщили тревожную новость: в XXII веке не исключена вероятность столкновения Земли с гигантским астероидом Бенну диаметром в полкилометра. Однако, по мнению ученых, потенциальную угрозу можно будет предотвратить как раз с помощью метода кинетического импактора. Для правильных расчетов критически важно досконально исследовать состав и свойства грунта Бенну – и к счастью, образцы вещества этого астероида уже доставлены на Землю.
Таким образом, хотя планетарная защита все еще остается областью множества неизвестных и экспериментальных техник, человечество уже сейчас располагает эффективными средствами противодействия угрозам из космоса. DART явил собой первый яркий пример нашей способности отражать атаки астероидов в буквальном смысле слова. И в ближайшее десятилетие методы кинетического воздействия могут стать ключевым инструментом превентивной обороны Земли от опасных космических объектов.
Написано на основе статьи из Undark.
Читайте также: Инопланетяне, путешествующие верхом на астероидах
