Коли чекати на Армагеддон?
В одному з віддалених куточків Сонячної системи, на далекій орбіті, тихенько таїться одна з найбільших загроз людству – астероїд, що летить до Землі. Майже всі людські істоти загинуть, якщо такий астероїд зіткнеться із Землею. Питання не в тому, чи буде зіткнення у майбутньому, а коли це станеться. Простежимо історію зусиль людства, прикладених для порятунку Землі від загрози астероїдів.
Сенсація дня 15 лютого 2013 року – падіння 50-тонного метеориту у Челябінській області. До лікарень звернулось понад 1000 потерпілих, з них близько 200 дітей. Первинний збиток оцінено 1 млрд. рублів. Це не перше і, на жаль, не останнє падіння великого метеориту на Землю. Ось приклади.
У середині січня 2000 року у Канаді сталося щось, що пробудило країну від зимової летаргії. Мешканці побачили, як високо у небі вибухнув 200-тонний астероїд. Якби астероїд такого розміру впав на землю, він мав би руйнівну силу атомної бомби. Але канадцям пощастило, бо він розпався, не досягнувши землі. Але, може, це був наш останній шанс уціліти?
У 2000 році високо над Тихим океаном ще один астероїд вибухнув із силою, вдесятеро більшою, ніж бомба Хіросіми. У 2002 році інший астероїд сколихнув Середземне море.
Як довго чекати, доки астероїд, що проходить через атмосферу Землі, потрапить у густонаселений район? Скільки ще залишилося до Армагеддону?
Ще кілька років тому ми думали, що у безпеці. Вважали, що знищення астероїда відноситься до галузі наукової фантастики та Голлівуду. Звичайно, ми всі визнаємо, що динозаври вимерли після зіткнення Землі з астероїдом, але це було 65 мільйонів років тому. Такі речі, здавалося, сьогодні не відбуваються.
Ознаками смертельної для Землі небезпеки нехтували. Гігантські кратери та величезні вм'ятини, що виникли внаслідок зіткнень, були віднесені на рахунок згаслих вулканів. Лише деякі геологи та астрономи зрозуміли, яке їхнє справжнє походження, але коли людей попереджали, що такий астероїд може вразити Землю знову, ніхто не слухав.
Одним із тих, хто наважився не погодитися, був астроном Девід Леві. Спостереження до телескопа переконали його, що світ стикається з реальною небезпекою. Він стверджував, що шанси постраждати від великої комети чи астероїда становлять 100%. Результати тривалих спостережень принесли плоди, сталося те, що стерло глузування. Що дуже протверезило.
Це сталося у січні 1993 року у Паломарській обсерваторії. Девід Леві, Кароліна та Юджин Шумейкери спостерігали астероїди та комети, коли Кароліна направила телескоп на дальній куточок Сонячної системи поблизу Юпітера. Вона побачила, за її словами, ланцюжок з 5 або 6 комет, немов черга трасують куль з вогненними хвостами позаду. Пізніше виявилося, що їх було понад двадцять. Вони назвали цей дивний ланцюжок кометою Шумейкер-Леві 9.
Причиною сенсації стала орбіта комети. Її курс був направлений прямо до Юпітера.
Астрономічна спільнота схвилювалась і кинулася до телескопів. Телескопи та відеокамери звернулися до комети, і Шумейкер-Леві 9 не розчарувала глядачів. 1994 року комета виступила у грандіозному шоу – величезні шматки її вдарили Юпітер. Удар справді був грандіозним. Хмари, що тільки утворилися, були розміром із Землю.
Катастрофа на Юпітері була найруйнівнішим зіткненням, коли-небудь баченим у Сонячній системі.
Однієї ночі Земля відчула вразливість. У нас на очах був атакований сусід за Сонячною системою. Таке зіткнення могло статися з нами. Якось раптом астероїди стали першим пріоритетом урядів. Вони розпочали полювання на чужорідних потенційних убивць. Всі погляди звернулися до пояса астероїдів, це група каменів, що кружляють орбітою між Марсом і Юпітером.
Більшість з них нешкідливі і ніколи не наблизяться до Землі, але іноді вони стикаються, і одного з них був викинутий з орбіти зі швидкістю 20 кілометрів на секунду, що в кілька разів перевищує швидкість кулі. За такої швидкості астероїд розміром один кілометр у поперечнику міг вразити Землю із силою, що перевищує у 20 разів потужність усієї ядерної зброї у світі.
1998 року NASA, за дорученням конгресу США, зайнялося пошуком астероїдів розміром не менше одного кілометра. Їх у Сонячній системі виявилося близько 1100.
Однак у космосі існують інші астероїди, і розміри багатьох з них перевищують один кілометр.
Статистика стверджує, що кілометровий астероїд падає на Землю раз на мільйон років, п'ятикілометровий – раз на десять мільйонів.
Є й інший аспект проблеми – паніка. У 1997 році на небі було виявлено дуже яскраву комету Хейла-Боппа, вона пройшла в 196,7 млн. км від Землі. Це досить велика відстань, далі, ніж відстань від Землі до Сонця, тому хвости цієї комети ми й бачили довгий час.
Видовище викликало паніку в непідготовлених умах, наслідувала низка самогубств. А якби вона пролетіла ближче? Або уявіть, що комета летіла б прямо до Землі та її хвости, доки Сонце їх не запалило, було б не видно. У нас було б замало часу, щоб протистояти загрозі.
Головне питання: чи можна вже зараз виявити у далекому космосі цих невидимих убивць – астероїди чи комети, націлені на нас?
Як урятуватися від небесного кілера?
Після майже 10 років пошуків і кількох хибних тривог астрономи виявили те, чого багато хто боявся: астероїд за кілометр діаметром, націлений на Землю. Він відомий як 1950 DA. За розрахунками він вдарить чи пройде у небезпечній близькості від Землі у 2880 році. Його вплив може вбити сотні мільйонів людей.
Наука зіткнулася з найважчим завданням: що робити, щоб уберегти Землю від зіткнення з астероїдом чи кометою. До елітної команди вчених, зібраних урядом США для вирішення цього завдання, увійшов Джей Мелош. Сюди увійшли також одні з найкращих розробників зброї. Вони впевнено пропонували звернути зброю масового знищення в зброю масового порятунку – атакувати астероїд, що наближається, ядерними ракетами.
Проте Мелош та його колеги вказали на очевидні перешкоди.
Марно використовувати навіть найпотужніші ракети з боєголовками в 20 мегатонн. Вчені підрахували, що вибух лише розіб'є астероїд на фрагменти, і на Землю випаде дощ із величезних валунів. До того ж радіоактивних. Гігантський кілер буде перетворено на щось таке ж смертельне: розривні бомби. Адже комета Шумейкер-Леві 9 теж складалася з окремих шматків, що залишилися, очевидно, від комети, що розірвалася.
Якщо шматки вдарять суходолом, кожен фрагмент викличе гігантську пожежу. Великі шматки, що впали в море, утворюють хвилі заввишки до 4 км, здатні повністю зруйнувати все на суші.
Дуже велика ймовірність того, що ядерний заряд потрапить не по центру мас астероїда, а по його околиці, і не підірве його, а лише змусить обертатися.
Стало ясно, що існуюча ядерна зброя не зможе врятувати Землю. Що необхідно було щось більше – те, що не тільки розіб'є астероїд на фрагменти, а й випарує його.
Фахівці почали розраховувати, наскільки потужна зброя потрібна для такої мети. Результат був приголомшливий.
Найбільша бомба з будь-коли зроблених повинна бути розміщена на найбільшій ракеті, і вся конструкція повинна бути розігнана до швидкості 40 000 км/год. Якщо така зброя потрапить до некомпетентних чи зловмисних рук, це і без астероїда може призвести до глобальної катастрофи. Ідея була відхилена як божевільна. Дослідникам треба було знайти найкращий спосіб.
Саме тоді експерти запропонували новий підхід. Чи не підривати астероїд, але відвести його від курсу, що веде до Землі. Проте їхнє рішення, як і раніше, було пов'язане з використанням ядерної зброї.
20-мегатонна бомба недостатньо потужна, щоб знищити астероїд за кілометр шириною, але якщо підірвати її близько до нього, то вибух на відстані може відхилити астероїд з курсу.
Але чи достатньо зміни швидкості в кілька сантиметрів на секунду, щоб врятувати світ?
Розробляючи цей план, експерти виявили, що так це можливо.
Спочатку підрахували, якою мірою має бути зміщений астероїд. Мінімально безпечне відстань дорівнювало половині діаметра Землі, тобто. трохи більше ніж 6000 км.
Потім вони підрахували, наскільки необхідно прискорити астероїд. Світ може бути врятований, якщо змінити швидкість об'єкта лише на 2 см/сек, але за 10 років до зіткнення.
Схоже, що вибух поблизу астероїда, зроблений за 10 років до зіткнення, зможе змусити астероїд піти від Землі. А 1950 DA збирався вдарити по нас більш ніж через 800 років, тому часу достатньо, щоб врятуватися від нього.
Наука знайшла відповідь! Однак, на жаль, була не зовсім права.
Чому вибух не спрацює?
Після тривалих розрахунків та досліджень вчені з'ясували, що простий ядерний вибух може не вплинути на астероїд із низькою щільністю речовини та не зрушить астероїд з орбіти. Отже, загроза Землі залишається реальною.
У січні 2000 року над озером Тагіш у Британській Колумбії (Канада) розлетівся на шматки великий метеорит чи астероїд. Місцеві жителі ретельно шукали частки, що досягли Землі. Ще б пак! Грам метеоритної речовини може коштувати тисячі доларів. Але ніхто нічого не знайшов.
Один із шукачів, Джим Брук, після тижня невдалого пошуку, вирушив, несолоно хлібавши, додому по льоду замерзлого озера. Там він помітив якісь дивні темні постаті на льодовій поверхні. Джим зрозумів, що знайшов єдині матеріальні докази існування астероїда.
Відволікаючись від нашої теми, згадаємо чим ще знаменитий цей метеорит. Уламки метеорита зібрали з льоду озера і в замороженому вигляді, щоб, не дай боже не спотворити їхній склад, доставили до лабораторії. Там і виявили, що метеорит був багатий на вуглецю і містив органічні речовини, аж до амінокислот. Що ще раз свідчить про можливість життя у Всесвіті, а не лише на нашій планеті.
Але повернемось до метеоритів-вбивців.
Новини про відкриття Брука швидко поширились серед наукової спільноти. Були надіслані зразки для аналізу.
Деякі з них потрапили до Музею природної історії в Лондоні, який має одну з найбагатших колекцій залишків астероїдів. Всі вони були важкими камінням чи металами, ніяк не схожими на нововідкритий.
Метеорит з озера Тагіш піддавали численним високотехнологічним тестам, і поступово зрозуміли, чому частини метеорита були настільки мізерними. Метеорит був високопористим. Це був найлегший метеорит з колись виявлених. Така дивна інформація поставила нове завдання перед вченими.
Теорія вибуху з відривом полягає в тому, що астероїд складається з щільних порід чи металу. Усі розрахунки було зроблено з урахуванням цього припущення. І ніхто не знав, що станеться, якщо астероїд складається з неміцного чи легшого матеріалу.
Фахівець зі зіткнень Ден Дарда вирішив перевірити це експериментально. У лабораторіях NASA він підривав зразки метеоритів зі спеціальними кульками і стріляв по них із величезної повітряної гармати. Його експерименти у вакуумній камері імітували ефект ядерного вибуху у космосі.
Спочатку Дарда досліджував, як реагують тверді та міцні частини метеориту. Реакція була очікуваною. Але потім він експериментував з легкими і пористими зразками, такими як речовина з озера Тагіш, і результати були дуже різні.
Хоча тверді метеорити переміщалися після вибуху, шмат пористої скелі діяв як губка і вбирав силу удару. Метеор, що прямує до Землі, міг навіть не поворухнутися. Небезпека для Землі стала величезною! Пористі астероїди діаметром в один і більше кілометрів досі загрожують життю на планеті і просто продовжуватимуть шлях до Землі, увібравши силу вибуху.
Чи унікальний метеорит із Тагіша, чи там, нагорі, є інші, подібні до нього? Проблема полягала в тому, що неможливо знати склад конкретного метеорита, доки він не досліджений.
Для грубої орієнтації вчені почали стежити за швидкістю обертання небесних тіл, ґрунтуючись при цьому на правилі, що чим більше спин (момент обертання) астероїда, тим щільніший. Повільний спин означатиме, що астероїд складається з пористого або порошкоподібного матеріалу. Таким чином, використовуючи величину спина як відправну точку, отримали гарні та погані новини.
Астероїд 1950 DA обертається дуже швидко, а це означає, що він складається із твердого матеріалу, і вибух, ймовірно, відведе його зі шляху.
Погана новина полягає в тому, що в просторі сотні астероїдів, що повільно обертаються, а це означає, що вони імунні до такого вибуху.
Тягти чи штовхати?
Після того, як вченим стало ясно, що вибух не допоможе зрушити астероїд, треба було придумати інший, безпечніший спосіб відхилення астероїдів від Землі. Насамперед, NASA зажадало розібратися, який тип астероїда може потрапити до Землі і як найкраще боротися з ним.
Всі погляди звернулися до невеликого зонду Шумейкер-Нір, який знаходився наприкінці своєї трирічної подорожі через простір. Одним із основних його завдань було вивчення всього, що стосувалося складу астероїда Ерос діаметром 30 кілометрів.
Труднощі перед зондом були величезні. Ерос набагато менше будь-якої планети або її місяця і рухався зі швидкістю вдвічі більшою, ніж куля. Офіційною метою місії зонда було рух по орбіті навколо Ероса та збирання цінної інформації. Але секретне завдання було набагато амбітніше.
Жоден літальний апарат до цього не намагався сісти на щось таке мале і з такою величезною швидкістю. Посадка залежала від низки делікатних операцій.
Успіх зонда виявився кориснішим, ніж очікували. Він не лише надіслав цінну інформацію про склад Ероса, але й зміг настільки наблизитися до своєї мети, що, ймовірно, наблизив нас до важливого відкриття: як боротися з погрозами від астероїдів у майбутньому.
Несподівано відкрилася можливість розгортання нового типу технології. Ця технологія була мрією Джея Мелоша. Давній противник ядерної ідеї, він вважав, що Земля потребує легко і постійно відхиляло б астероїди від неї. І, звичайно, без використання ядерних вибухів. Він відразу зрозумів, що у Сонячній системі є величезне джерело енергії, яке може бути використане для цієї мети – Сонце.
Отже, Мелош запустив незвичайну ідею. Він запропонував винайти апарат, який діє як гігантська лінза, і направити концентрований сонячний промінь на астероїд. Мелош дав цьому винаходу ім'я «сонячний колектор».
Під дією тепла частина поверхні астероїда згоряла б, і енергія, що звільнилася, повільно зіштовхувала б астероїд з курсу. Розрахунки Мелоша показали, що для успішної роботи сонячний колектор повинен знаходитись поряд з астероїдом протягом багатьох років. Після успіху зонда Шумейкер-Нір ідея видавалася можливою.
Але коли Мелош представив свій план на конференції з проблем зіткнення, де більшість учасників були розробниками зброї, його зустріли вороже. Заперечення проти очевидних вад плану було одне: ніхто не знає, чи можуть такі сонячні колектори бути побудовані. Ідея була засуджена як чужа та відхилена.
Проте за кілька днів після конференції Мелошу зателефонував невідомий. Голос стверджував, що колектори не тільки існують, але й наразі використовуються. Джей Мелош дізнався, що є компанія, яка виготовляє невеликі прототипи параболічних дзеркал. Але збирали вони не сонячне проміння, а радіохвилі.
Мелош зрозумів, що та сама технологія може бути легко адаптована для збирання сонячної енергії. Це вже був спосіб відхилення астероїдів, що наближаються, незалежно від їх складу.
Мелош планував розпочати із запуску зонда, оснащеного, подібно до зонда, використаного для Ероса. Оскільки він повинен розпочати роботу за 10 років до зіткнення, зонду ще потрібен був час для досягнення мети. Підійшовши досить близько, він розкрив би величезний сонячний колектор, який повільно, але вірно палив би поверхню астероїда, поступово зміщуючи його з курсу.
Це не єдиний проект «м'якого» відведення астероїда з траєкторії. Можна зміцнити невеликий ракетний двигун поверхні астероїда. Навіть тижня роботи вже існуючого двигуна було б достатньо зміни швидкості астероїда на необхідну величину. Однак для цього знадобилася б важка м'яка посадка на астероїд з невідомими властивостями поверхні.
Є ще один дотепний варіант – не штовхати астероїд, а тягнути його. Масивний космічний апарат, оснащений маневровими двигунами, повинен зависнути за кількасот метрів над астероїдом. Притягнення до космічного апарату повільно, але правильно відтягне астероїд убік. Але все це треба ще здійснити та випробувати.
Скільки може коштувати запуск такого апарата. Відповідь парадоксальна – не дорожча за вартість фільму «Армагеддон».
А може, ви хочете запропонувати щось новеньке?