В 2029 году мимо Земли пролетит ледяной астероид Апофис. Хотя ученые заявляют, что столкновение исключено, американские инженеры из Массачусетского технологического института на всякий случай разработали карту принятия решений в ситуации, если что-то пойдет не так. Описание приведено в журнале Acta Astronautica.
13 апреля 2029 астероид 99942 Апофис, названный так в честь древнеегипетского бога хаоса, пройдет рядом с Землей. Эта ледяная глыба размером с Эйфелеву башню, летящая со скоростью 30 километров в секунду, будет настолько близко, что, вероятно, затронет сферу геостационарных спутников, находящихся на расстоянии около 36 тысяч километров от Земли. Это будет самое близкое приближение одного из крупнейших астероидов в следующем десятилетии.
Если астероид окажется в так называемой гравитационной скважине — месте, где он будет захвачен гравитационным полем Земли, — он изменит свою траекторию и в 2036 году, когда в следующий раз будет пролетать мимо нашей планеты, может произойти столкновение.
Результаты всех расчетов показывают, что столкновения не произойдет и астероид благополучно пролетит мимо и в 2029-м, и в 2036 году. Тем не менее, ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали так называемую карту принятия решения, в которой рассмотрены стратегии отклонения астероида от Земли.
В своих расчетах авторы учитывают массу астероида, его скорость, близость к гравитационной скважине и время, необходимое на оповещение о прибытии небесного тела. В качестве объектов моделирования были взяты астероиды Апофис и Бенну — другой околоземный астероид, который является целью оперативной миссии НАСА OSIRIS-REx, которая планирует доставить образец материала с поверхности Бенну на Землю в 2023 году.
"Люди в основном рассматривали стратегии отклонения в последнюю минуту, когда астероид уже прошел через замочную скважину и движется к столкновению с Землей, — приводятся в пресс-релизе MIT слова руководителя исследования Сунг Вук Паек (Sung Wook Paek). — Мы заинтересованы в предотвращении прохода через замочную скважину. Это похоже на упреждающий удар с меньшей степенью неопределенности"
В 2007 году НАСА в своем докладе, представленном Конгрессу США, пришло к выводу, что в случае, если астероид направляется к Земле, наиболее эффективным способом отклонить его будет запуск ядерной бомбы в космос. Сила ее детонации взорвет астероид, но нашу планету при этом накроет шлейф продуктов ядерного взрыва. Так что применение ядерного оружия для уничтожения астероидов является весьма спорным решением.
Вторым вариантом является отправка к астероиду "кинетического ударника" — космического корабля, ракеты или другого снаряда, который — если он направлен в правильном направлении и с достаточной скоростью — должен, столкнувшись с астероидом, отклониться его от курса.
"Этот физический принцип похож на игру в бильярд", — объясняет Пэк.
Однако для успеха кинетического ударника нужно очень точно знать траекторию полета астероида, его массу, импульс и состав поверхности. Так как ни один из этих параметров не известен абсолютно точно, ученым приходится учитывать неопределенность. Пэк и его коллеги разработали код моделирования для определения вероятности успеха отклонения астероида с учетом набор неопределенностей его свойств.
Как вариант исследователи предлагают предварительно отправить к астероиду корабль-разведчик, который сможет уточнить параметры этого небесного тела, либо двух кораблей, один из которых обмеряет астероид, а второй, отправленный чуть позже, может немного отклонить астероид еще до отправки главного ударника.
Главными итоговыми параметрами моделирования были: близость астероида к гравитационной скважине и время, остающееся до прохода астероида через нее.
"Скважина похожа на дверь — как только она откроется, астероид вскоре с большой вероятностью коснется Земли", — говорит ученый.
По оценкам ученых, если Апофис пройдет через гравитационную скважину через пять и более лет, есть время, чтобы отправить два корабля-разведчика. Если проход через скважину произойдет в течение двух-пяти лет, достаточно времени для отправки только одного корабля-разведчика — для измерения астероида и настройки параметров крупного ударника. Если же до прохода астероида через скважину останется менее одного земного года, будет уже поздно, что-либо предпринимать.
"Даже главный ударник может оказаться не в состоянии достичь астероида в эти сроки", — делает вывод Пэк.
По мнению ученых, сбор информации и изготовление снарядов-ударников займет от двух до пяти лет.