Астероидные страхи и их разоблачение
Вчерашнее сообщение, что китайцы готовят собственное испытание системы перенаправления опасных астероидов – то есть собираются ударить по небольшому астероиду скоростным зондом-импактором, чтобы затем оценить, как изменится орбитальное движение астероида – вызвало очередное буйство параноидальных страхов. Как и в предшествующем случае с запуском американского зонда-импактора DART (англ. Double Asteroid Redirect Test – Тестирование Отклонения Двойных Астероидов), граждане, не особенно понимающие о чем идет речь, и судящие об астероидах в основном по голливудским фильмам-катастрофам, напропалую ударились в панику.
Среди высказываемых опасений наиболее популярны:
* Что от эксперимента астероид может сойти с орбиты и врезаться в Землю
* Что от эксперимента астероид может расколоться, и его обломки разлетятся во все стороны (и врежутся в Землю)
* Что злокозненный Доктор Зло воспользуется этой технологией, чтобы направить астероид в Землю
И поскольку терпеть это буйство эффекта Даннинга-Крюгера нету сил, я решил в меру возможностей разложить все по полочкам.
А вдруг от удара безвредный астероид сорвется с орбиты и станет опасным?
Краткий ответ: энергии удара зонда и близко для такого не хватит.
Чтобы астероид мог угрожать столкновением с Землей, он должен пересекать орбиту Земли. Астероид, который не пересекает орбиту Земли, столкнуться с ней не сумеет даже теоретически.
Для испытания системы отклонения астероидов выбираются такие «мишени», которые гарантированно не пересекают орбиту Земли. Разница в орбитальных параметрах между «мишенью» и Землей попросту слишком велика, чтобы то ничтожное изменение, которое внесет в орбитальное движение астероида удар зонда-импактора, превратило бы астероид в угрозу.
Астероиды не просто “висят” в пустоте – они движутся по своим орбитам вокруг Солнца, и удерживаются на этих орбитах инерцией своей исполинской массы. Сдвинуть их с места очень непросто. Удар крошечного зонда изменит орбитальную скорость астероида от силы на сантиметры (а то и миллиметры) в секунду. Для того, чтобы заставить астероид-«мишень» пересечь орбиту Земли – сделаться угрожающим — нужны изменения в миллионы раз большие.
Но как же такое крошечное изменение сумеет отклонить опасный астероид?
Задача противо-астероидной системы именно что двигать угрожающие Земле астероиды, так, чтобы они в Землю не попали. Неужели такое крохотное изменение орбитальной скорости — сантиметры, а то и миллиметры в секунду! — достаточно, чтобы увести от Земли опасный астероид?
Краткий ответ: да, этого вполне достаточно, потому что столкновение астероида с Землей требует очень-очень точного совпадения.
Чтобы столкнуться с Землей, астероид должен не просто пересекать земную орбиту: он должен пересечь земную орбиту ровно в тот момент, когда Земля будет находиться в точке пересечения. Иными словами, астероид и Земля должны в одно и то же время оказаться в одной и той же точке своих громадных орбит (для понимания порядка величин – длина орбиты Земли составляет около 930.000.000 километров). Вероятность такого совпадения крайне мала, и требует, чтобы множество параметров сошлись с очень-очень высокой точностью.
А это значит, что даже небольшого изменения орбитальной скорости опасного астероида хватит, чтобы тот «опоздал» в точку встречи с Землей — промахнувшись на сотни тысяч, а то и миллионы километров.
Допустим, мы изменили орбитальную скорость астероида всего на 1 сантиметр в секунду (0,01 м/с). Казалось бы, немного — но в году 31.536.000 секунд. Накопившееся за год отклонение астероида составит уже 315 километров. За десять лет — 3154 километра. На практике, отклонение будет значительно больше, поскольку изменение орбитальной скорости астероида изменит и форму его орбиты вокруг Солнца. Изменит незначительно — но в масштабах миллионов и миллиардов километров пути, такое изменение будет достаточно ощутимо.
Что если астероид от импакта развалится?
Краткий ответ: ничего плохого, а то и к лучшему.
Если астероид от импакта развалится (что вполне вероятно: по современным данным, полученным от близкого изучения ряда астероидов, они представляют собой не летающие скалы, а, скорее, рыхлые комья из слипшихся валунов, щебенки и льда), его обломки не разлетятся по всей Солнечной Системе этакой космической картечью. Нет, они продолжат двигаться примерно по той же самой орбите, постепенно расползаясь во все более разреженное облако. Их инерция ведь никуда не девалась, удар импактора повлиял на нее лишь незначительно. А Космос очень большой.
Отметим также, что раздробить угрожающий астероид на кучу мелких обломков — весьма эффективный способ нейтрализовать угрозу столкновения. Земля обладает очень даже неплохим «щитом» из атмосферы, в котором мелкие обломки (пусть даже совокупно обладающие значительной массой) просто сгорят без вреда. Крупные астероиды опасны именно тем, что благодаря размерам и массе, они могут преодолеть атмосферу, не рассеявшись в ней шлейфом плазмы.
Но что если некий Доктор Зло решит применить технологию отклонения астероидов, чтобы умышленно направить астероид к Земле?
Краткий ответ: сделать это на много-много порядков сложнее, чем отклонить астероид от Земли.
Заставить астероид промахнуться мимо Земли легко. Нам нужно просто чуть-чуть изменить его орбитальную скорость, при этом нам не нужна ни идеальная точность ни идеальная направленность воздействия.
Заставить же астероид столкнуться с Землей потребует чрезвычайно точно изменить его орбитальную скорость в строго определенных параметрах. Одним импактом это практически наверняка сделать не получится. Потребуется множество зондов-импакторов, последовательно наносящих удары по астероиду, с тщательным анализом последствий каждого столкновения, чтобы добиться необходимой точности изменения орбиты.
Учитывая, что после первого же импакта абсолютно все на Земле догадаются, что происходит — нетрудно понять, что незадачливого Доктора Зло сотрут в порошок недовольные соседи задолго до того, как его астероидный план хотя бы начнет приближаться к завершению. И помешать этому плану будет тоже элементарно: достаточно нанести по астероиду «внеплановый» удар в произвольном направлении, чтобы все (дорогостоящие) усилия Доктора Зло пошли прахом.
Если хотите аналогию, представьте что снайпер пытается поразить из винтовки спичку, установленную на крыле выписывающего фигуры высшего пилотажа самолета в десятке километров от снайпера. Представьте себе титанические усилия, которые необходимы снайперу, чтобы прицелиться в такой ситуации. А теперь представьте, что для того, чтобы помешать снайперу сделать этот супер-точный выстрел, нам достаточно просто отвесить винтовке (или снайперу) несильного пинка в произвольном направлении…
