Стрельба по астероиду космическим кораблем — это, конечно, хорошо, но новая идея звучит куда более фантастично.
Согласно исследованию, мощный импульс рентгеновского излучения способен испарить часть приближающегося астероида и изменить его траекторию. Пока неясно, будет ли этот подход более экономически эффективным, чем другие рассматриваемые варианты, но возникают вопросы о безопасности создания подобного инструмента.
Тем временем испытания уже проведены в более безопасном масштабе.
Миссия DART доказала возможность отклонения астероида, летящего к Земле. Однако остаются сомнения, является ли это лучшим способом борьбы с подобными угрозами в будущем. Ученые из Национальных лабораторий Сандия протестировали альтернативный вариант в очень малом масштабе, обстреляв рентгеновскими импульсами поверхность двух моделей астероидов в вакууме.
Эти псевдоастероиды были всего 12 мм в диаметре. Если бы объект такого размера направлялся к Земле, он бы превратился в яркий метеор и сгорел бы задолго до столкновения с поверхностью. Тем не менее, новая работа доказала принцип: испаряя два распространенных минерала, составляющих астероиды, можно изменить импульс объекта в целом. В более крупном масштабе этот подход мог бы сместить астероид в сторону, чтобы он пролетел мимо Земли, а не столкнулся с ней.
Рано или поздно Земля столкнется с объектом, достаточно большим, чтобы нанести нам серьезный ущерб. Предложено множество идей, как справиться с такой угрозой, помимо излюбленного Голливудом подхода “взорвать эту чертову штуку”. Большинство признают, что почти наверняка практичнее изменить орбиту космического объекта, чем полностью его уничтожить.
Подсказка, как это сделать, кроется в естественном поведении комет. Когда солнечный свет нагревает лед кометы до тех пор, пока часть его не превратится в газ, молекулы улетают с поверхности, образуя хвост. Как предсказывает третий закон Ньютона, ускорение газов от кометы придает силу ее ядру, чего может быть достаточно, чтобы заметно изменить траекторию.
Если мы сможем воспроизвести этот эффект на угрожающем нам объекте и точно определить место испарения, мы сможем сместить орбиту в нужном направлении.
Конечно, превратить камень в газ намного сложнее, чем лед. Некоторые предложения включают фокусировку лазеров на приближающейся угрозе, но рентгеновские лучи несут гораздо больше энергии на фотон, чем видимый свет.
Используя самый мощный импульсный генератор в мире, известный как “Z”, исследователи из Сандии создали ударные волны в аргоне, чтобы создать рентгеновский импульс мощностью 1,5 мегаджоуля, направленный на модельные астероиды, подвешенные в вакууме. Импульс нагрел “астероиды”, один из которых был сделан из кварца, а другой из плавленого кварца, настолько сильно, что каждый из них выпустил облако пара, создавая ударную волну, которая толкала объект, от которого она исходила.
Несмотря на различия в составе, оба “астероида” были ускорены почти до одинаковой скорости, 69,5 и 70,3 м/с соответственно. Оба показателя значительно превысили ожидания.
Заставить такой маленький объект двигаться, даже со скоростью скоростного поезда, может показаться не таким уж большим достижением, но авторы подсчитали, что это можно масштабировать для работы с объектами шириной 4 километра. Это не совсем убийца динозавров, но достаточно большой, чтобы положить конец нашей цивилизации.
Миссия DART дает представление о жизнеспособности этой идеи. Орбита Диморфоса изменилась от удара больше, чем ожидалось. Физики подсчитали, что это произошло потому, что облако выброшенного материала передало астероиду больший импульс при расширении, чем сам космический аппарат.
К сожалению, гораздо сложнее предсказать, какую силу будет оказывать ударная волна, по сравнению с ударяющим объектом известной массы. Это проблема, потому что, если мы пока не готовы отправиться в пояс астероидов, и у нас не хватает подходящих объектов для использования в качестве подопытных кроликов для измерения будущих отклонений. Диморфос был выбран для миссии DART, потому что он не только удобно проходит близко к Земле, но и вращается вокруг Дидимоса, что делает любое изменение траектории гораздо более заметным, чем на объекте, вращающемся вокруг гораздо более далекого Солнца.
Если мы не планируем продолжать бить один и тот же несчастный астероид снова и снова, нам нужны альтернативные объекты для испытаний, чтобы сравнить эффективность различных подходов. Демонстрация того, что эти лабораторные “астероиды” могут выполнять такую роль, может быть важнее, чем полученные измерения для этого конкретного подхода.
Тем более, маловероятно, что человечество захочет доверить свою судьбу методу, который не был протестирован на полноразмерном астероиде. Если рентгеновские импульсы — именно тот метод, который мы выберем, это означает, что нужно разместить в космосе что-то, способное выстрелить мощный импульс. А это может вызвать некоторые вопросы у мирового сообщества насчет того, кто будет контролировать стрельбы и куда это “что-то” будет направлено.
Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Читайте также: НАСА случайно создало первый метеорный поток искусственного происхождения
