Как мы готовимся к отклонению астероидов, которые могут нанести Земле значительный ущерб
Астероиды — обломки, оставшиеся от образования внутренних планет — являются источником огромного любопытства для тех, кто стремится узнать о строительных блоках нашей Солнечной системы и исследовать химию жизни.
Люди также рассматривают возможность добычи металлов на астероидах, но одна из важнейших причин, по которой ученые изучают этот древний космический мусор, - это планетарная оборона, учитывая потенциал космического мусора причинять вред Земле.
Соответственно, НАСА планирует планетарную оборонительную миссию 2022 года, которая включает в себя отправку космического корабля на столкновение с околоземным астероидом в попытке проверить, сможет ли он отклониться при столкновении с Землей.
Доктор Наоми Мердок — планетолог из Французского института аэронавтики и космоса ISAE-SUPAERO, специализирующийся на геофизической эволюции астероидов, — является частью последующей миссии, запланированной Европейским космическим агентством. Она рассказывает Horizon о миссии, которая будет характеризовать астероид после столкновения, чтобы получить данные, которые будут служить основой для стратегий, разработанных для борьбы с любыми угрожающими астероидами, которые могут встретиться на пути Земли.
Но есть ли у нас реальная опасность быть уничтоженными большим скалистым остатком? На самом деле нет, но некоторые астероиды могут нанести значительный ущерб, поэтому мы укрепляем нашу оборону здесь, на Земле, предполагает она.
Что делает астероиды интересными?
Астероиды содержат подсказки о том, как сформировалась наша солнечная система. Их физический состав и состав также могут помочь ответить на большой вопрос о том, как возникла жизнь.
Сколько их мы идентифицировали – и из чего они сделаны?
До сих пор мы идентифицировали более миллиона астероидов, но есть десятки, если не сотни миллионов, о которых мы не знаем. Дело в том, что, в отличие от звезд, астероиды сами по себе не излучают света, а лишь отражают солнечный свет, поэтому многие из более мелких трудно заметить.
Из чего они состоят, зависит от того, где они образовались в Солнечной системе. Те, что образовались ближе всего к солнцу, приняли на себя основную тяжесть жары, потеряв материал, который мог бы быть действительно интересным для изучения. Но наиболее распространенными являются те, которые образовались дальше всего от солнца: С (углеродистый) тип, вероятно, состоящий из глины и силикатных пород, являются одними из самых древних объектов в Солнечной системе, но их трудно обнаружить, потому что они относительно темного цвета.
Тогда есть более яркие варианты. M (металлический) тип, состоящий в основном из металлического железа, в основном населяет среднюю часть пояса астероидов. (Пояс астероидов лежит примерно между Марсом и Юпитером). S (каменистый) тип, включающий силикатные материалы и никель-железо, чаще всего встречается во внутреннем поясе астероидов.
Большинство метеоритов (небольшой кусочек астероида или кометы, который переживает путешествие через атмосферу Земли), найденных на Земле, являются либо металлическими, либо каменными. Менее вероятно, что углеродистый тип будет обнаружен на земле, если только астероиды не были достаточно большими, потому что они должны выжить в атмосфере нашей планеты, не сгорая полностью. В принципе, типы метеоритов, которые мы находим на земле, не обязательно представляют тип астероидов, которые даже попали бы в нашу атмосферу.
Так какого же астероида опасаются ученые с точки зрения опасности, которую они представляют для нашей планеты?
Любой размер астероида в принципе может поразить нас, но самые крупные астероиды легко обнаружить — мы идентифицировали подавляющее большинство из них, и они не опасны. Маленьких астероидов гораздо больше, чем больших, и потому, что они маленькие, их действительно трудно обнаружить и трудно проследить. Мы должны искать их несколько раз, чтобы точно определить их орбиту, чтобы знать, где они будут в космосе.
То, на чем мы фокусируемся, - это те (небольшие астероиды) в диапазоне размеров от 100 до 500 метров. Этот диапазон размеров, вероятно, наиболее опасен, потому что они все еще могут нанести большой ущерб на Земле, например, в региональном и национальном масштабе. Но мы еще не знаем, где они все находятся, и именно поэтому это ключевой диапазон размеров для планетарной обороны, потому что есть риск обнаружить однажды, что тот, о существовании которого мы не знали, приближается к нам.
Space scientists are trying to improve our ability to detect these smaller asteroids, then assess whether they are threats, and finally, if need be, (we try to) deflect the object.
В рамках проекта NEO-MAPP мы помогаем подготовиться к этим планетарным оборонным миссиям, совершенствуя космические приборы, которые связаны с измерением свойств поверхности, недр и внутренней структуры астероидов, потому что именно эти параметры будут определять, будет ли миссия отклонения успешной или нет. Другая цель состоит в том, чтобы лучше понять посадку на астероиды, последствия их низкой гравитации и способы интерпретации данных, записанных во время поверхностных взаимодействий.
После того, как вы обнаружили астероид, который вы хотите исследовать, как вы собираетесь высадиться на один из них?
До первых космических полетов многие думали, что астероиды-это просто скучные глыбы породы, но мы начали понимать, что на самом деле они гораздо интереснее. У них есть своя эволюционная история, которая действительно важна для понимания Солнечной системы в целом.
Единственный способ по-настоящему исследовать механические и физические свойства астероида-это соприкасаться и взаимодействовать непосредственно с ним, но у нас нет хорошего понимания фактической поверхности астероидов, которые содержат среду с низкой гравитацией. Это действительно экзотическое место, обычно покрытое зернистым материалом, таким как песок, камни, валуны, в зависимости от типа астероида и его размера. И этот гранулированный материал в условиях низкой гравитации ведет себя гораздо больше как жидкость, чем тот же материал на Земле.
В результате предыдущие миссии имели разную степень успеха при посадке, поэтому сейчас мы изучаем поведение посадки в гравитационных условиях, подобных тем, что наблюдаются на астероидах.
Вы являетесь частью миссии Европейского космического агентства "Гера", которая последует за миссией НАСА "ДАРТ" к двойной астероидной системе. Чего надеются достичь эти миссии?
DART-это предстоящая миссия планетарной обороны, предназначенная для столкновения с меньшим астероидом луной, называемым Диморфосом, на орбите с околоземным астероидом Дидимосом. Идея состоит в том, чтобы проверить, можно ли отклонить орбиту Диморфоса. В последующие дни мы узнаем, было ли отклонение успешным или нет. Затем "Гера" обследует и охарактеризует пару астероидов и образовавшийся кратер.
Основной космический аппарат Hera не коснется поверхности, а будет выполнять все исследования на орбите вокруг астероидов. Однако мини-спутники под названием cubesats приземлятся на Луне. Один, например, выйдет на орбиту и изучит астероид (основной инструмент-радар для того, чтобы заглянуть внутрь него), а затем спустится на поверхность. Посадочная часть миссии-это " бонусная наука’ (не необходимая для достижения целей миссии), но чрезвычайно интересная для того, чтобы охарактеризовать физические свойства астероида.
Идея этих миссий состоит в том, чтобы проверить ключевой метод отклонения и понять цель. Хотя Диморфос не представляет угрозы для Земли, его размер примерно соответствует потенциально опасным астероидам. Что мы хотим сделать, так это провести хорошо описанный масштабный эксперимент, который мы можем использовать для экстраполяции на любые потенциальные астероидные угрозы. Для этого нам нужно узнать о наших целях, включая их форму, массовую плотность, размер ударного кратера и уровень мусора, образующегося при столкновении.
Измеряя физические свойства и детально характеризуя цель, мы можем откалибровать наши численные модели. Если в один прекрасный день на нашем пути появится потенциально опасный астероид, мы сможем использовать эти модели, чтобы предсказать, что может произойти, если мы попытаемся отклонить его.
Еще одной особенностью Геры является план заглянуть внутрь Луны. Я думаю, что будет чрезвычайно интересно посмотреть, что там находится, потому что это многое расскажет нам об истории пары астероид-Луна.
Таким образом, мы готовимся к борьбе с любыми астероидами, которые могут нанести Земле некоторый ущерб. Но насколько вероятно, что нас полностью уничтожит астероид?
Маленькие астероиды, включая кусочки, достаточно крошечные, чтобы их можно было назвать космической пылью, каждый день попадают в нашу атмосферу — вот что такое падающие звезды. Вероятность того, что астероид нанесет крупномасштабный ущерб, очень мала. Этот диапазон размеров от 100 до 500 метров является самым опасным диапазоном-так что именно над этим ученые работают в настоящее время.
В целом, мы все можем спать спокойно, зная, что крайне маловероятно, что нас уничтожит астероид.