Бизнес

Яндекс.Метрика

Космический гость: как предотвратить катастрофу

В канун второй годовщины падения болида под Челябинском заместитель научного руководителя РФЯЦ–ВНИИТФ профессор Вадим Симоненко и заместитель директора Борис Водолага на встрече с корреспондентом ТАСС Евгением Ткаченко рассказали об исследовании проблем предотвращения столкновения с опасными космическими объектами. Предлагаем вашему вниманию материалы, подготовленные учеными РФЯЦ–ВНИИТФ к интервью с корреспондентом.

Вадим Симоненко – Метеорит, взорвавшийся (точнее, «разорвавшийся» - развалившийся под действием динамического напора воздуха) 15 февраля 2013 г. в небе над Челябинской областью на высоте около 25 километров, стал наиболее разрушительным за последние 100 лет /после падения Тунгусского более крупного небесного тела/. Энергия взрыва в тротиловом эквиваленте составила около 400 килотонн. Были серьезно повреждены строения, в том числе и крупные, около 1600 человек были травмированы и порезаны осколками стекол разбитых окон. На восстановление домов и оконных рам потребовались месяцы и свыше миллиарда рублей. Но при этом, к счастью, не было ни одного смертельного случая.
Складывается впечатление, что таким доброжелательным образом великая природа вновь предупреждает все человечество об опасности столкновений с небесными телами. Можно думать, что предупреждение ниспослано наиболее восприимчивому народу в максимально щадящей, но весьма убедительной форме. Удачно было «выбрано» место и время для такого «послания». Пролет происходил на большой (и потому безопасной) высоте, фактически над мегаполисом, но на достаточном удалении от него. Мегаполису и его жителям была отведена роль коллективного «регистратора». Как будто специально было выбрано время, когда многие были в пути на работу, причем некоторые – в силу «особенностей» российской жизни – на автомобилях с видеорегистраторами. В результате была получена уникальная научная информация о протекании процессов, сопровождающих столкновение. А Челябинск и его пригороды, своими разрушениями (весьма ощутимый компонент жертвенности), дали возможность не только определить физические параметры разрушительных воздействий («благосклонно» на многие порядки ослабленные «великодушной» природой), но и наглядно представить возможные масштабы катастрофических последствий столкновений даже таких малых по космическим масштабам тел, как Челябинский болид. Ведь если бы он имел большую массу и/или входил в атмосферу под большим углом были бы многочисленные жертвы и катастрофические разрушения. Не зря многие называют 15 февраля 2013 г. вторым днем рождения Челябинска.
Интересна еще одна особенность, связанная с произошедшими событиями. Они произошли в регионе, где находятся Федеральный ядерный центр ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина и Государственный ракетный центр им. академ. В.П. Макеева. Специалисты этих центров вовлечены в исследования проблем предотвращения опасных космических столкновений.
Научные обсуждения опасности космических столкновений стали расширяться с середины 1980-х гг., когда Л. Альварес с коллегами показали, что около 60 млн. лет назад произошло столкновение относительно крупного космического тела с Землей. Следы его в виде избыточного иридия наблюдаются в соответствующих геологических слоях по всему земному шару. Вскоре был найден и громадный кратер Чиксулуб (диаметром 180 км) того времени, захвативший часть полуострова Юкатан, но основная площадь его расположена под водой. Альварес с коллегами предположили, что именно это столкновение обусловило вымирание динозавров.
К этому времени был накоплен богатый опыт по мирным ядерным взрывам, который можно было перенести на описание высокоскоростных космических столкновений. К концу 1980-х гг. стала вырисовываться тенденция сокращения военных программ. Еще Е.И. Забабахин говорил, что «Самая желаемая наша цель состоит в том, чтобы наши военные разработки никогда не были бы применены, а мирные – как можно дольше служили человечеству». Поэтому в инициативном порядке стали рассматривать проблемы использования ядерных взрывов для предотвращения столкновений опасных космических объектов. Неясны были реальные масштабы космической опасности: частота столкновений и вероятные массы тел, значительные неопределенности были (и продолжают оставаться) в знании свойств тел. Первоочередными стояли задачи выявления опасных объектов астрономическими средствами, оценки их масс и свойств. Предварительные результаты исследований докладывались в 1992 г. на Забабахинских научных чтениях.
Примерно в то же время обсуждения аналогичных вопросов начали специалисты американских ядерных лабораторий и НАСА по директиве конгресса США. Их рекомендации были сразу же поддержаны конгрессом. Была начата программа астрономических наблюдений с целью обнаружение объектов масштаба 1 км. Были обсуждены принципиальные возможности использования ядерного воздействия для предотвращения опасных столкновений. В январе 1993 г. в Аризонском университете была проведена конференция по вопросам опасности столкновений с астероидами и кометами.
Для понимания наших возможностей на отечественном уровне в 1994 г. в Снежинске при поддержке Минатома была проведена конференция с участием американских ученых. Анализ показал, что даже в области наблюдений задел времен Советского Союза был настолько велик, что отставание еще не успело проявиться. А в вопросах воздействия и космической доставки средств воздействия у наших специалистов были прочные позиции. Была введена классификация опасностей на три категории – глобальную, региональную и локальную. Было признано, что на современном уровне технологического развития наиболее эффективным способом предотвращения столкновений является использование ядерного взрывного воздействия, хотя для этого требуется хорошее знание свойств пород, из которых состоит опасное тело, и его структуры. Отмечалось, что для малых тел возможно использование кинетических средств воздействия путем организации столкновения с искусственными телами достаточно большой массы. Но конкретные условия реализации таких возможностей не обсуждались. Поэтому обсуждения всего комплекса проблем космической опасности и защиты были весьма эффективны. Расхождение мнений было лишь в одном вопросе. Отец американской водородной бомбы Эдвард Теллер настаивал на необходимости проведения ядерных взрывных экспериментов в космосе для исследований эффективности воздействия. Наши специалисты и часть американских коллег не видели в этом настоятельной необходимости. Да и Теллер через год на конференции «Защита Земли» в Ливерморе отказался от этой идеи.

Борис Водолага – Размер Тунгусского метеорита специалисты оценивают в 80–100 метров, а Челябинского – в 17–20 метров. Последствия, вызванные встречей Земли с этими космическими пришельцами известны. Зафиксировано, что в опасной близости к орбите Земли проходят траектории примерно 4700 тел размером более 100 метров (по мнению специалистов это составляет около 95% всех опасных космических объектов этого класса). Имеются каталоги опасных космических объектов (ОКО). Ряд ОКО находится под пристальным наблюдением. Среди них астероид Itokawa размером ≈ 500 метров и Апофис размером ≈320 метров и массой 50 млн.тонн (Апофис - древнеегипетский бог мрака и разрушения). Расчеты, основанные на результатах наблюдений, показывают, что Апофис пройдет в опасной близости от Земли в апреле 2029г., а в 2036г. произойдет второе сближение с Землей. Известны результаты расчетов падения в океан метеорита размером 50 метров, массой 520 тыс. тонн под углом к горизонту 20 градусов со скоростью 12,7 км/с (кинетическая энергия ОКО эквивалентна 10 мегатоннам тротила). Через 30 минут после падения в океане сформировалась волна с высотой между гребнем и впадиной 30 метров. Нетрудно представить, что произойдет с прибрежным городом, попавшим под действие такой волны. Столкновение с твердой поверхностью приведет к разрушениям на площади, сопоставимой с площадью Москвы в пределах МКАД. Для борьбы с ОКО размерами 100 метров и более рассматриваются два сценария: изменение его траектории и фрагментирование взрывом на мелкие части, чтобы встреча их с Землей не привела к катастрофе. Если крупный ОКО внесен в каталог, то возможность его столкновения с Землей (пример Апофиса) рассчитывается за несколько лет до предполагаемого события, и есть возможность изменить его траекторию с помощью ядерного взрыва с энергией порядка 10 кт. Доставка ядерного взрывного устройства осуществляется в этом сценарии ракетно-космической системой. Если крупный ОКО возникнет внезапно (напомним, что их ≈5%) и времени на изменение траектории нет, его предстоит разрушить. Для этого на килограмм массы ОКО необходима энергия порядка 100 кДж ОКО по параметрам, близким к Челябинскому метеориту, требуют даже большего внимания, чем упомянутые выше: их количество существенно больше, а в каталоги занесено ≈4% от общего числа (экспертная оценка), т.е. в основном их придется рассматривать как появляющиеся внезапно, особенно при появлении со стороны Солнца. В этом случае возможности землян крайне ограничены. В качестве примера приведем астероид 2012DA14, диаметр которого ≈ 60 метров, открытый 23 февраля 2012 г. Именно этот астероид 15 февраля 2013 г. позже Челябинского метеорита пролетел на расстоянии ≈27 тыс.км от Земли, т.е. ниже орбит геостационарных спутников. 15 февраля 2013 г. пролет астероида 2012DA14 закончился для жителей Земли благополучно, но через 2-3 года при худшем сценарии развития событий астероид столкнется с Землей.
Для борьбы с ОКО ученые из Государственного ракетного центра им. академ. В.П. Макеева (г.Миасс) предлагают создать трехэшелонную систему защиты Земли:
- дальнего эшелона для защиты от крупных долгопериодических комет и астероидов;
- среднего эшелона для защиты от короткопериодических комет и астероидов;
- ближнего эшелона для защиты от внезапно обнаруженных астероидов малых размеров.
Для перехвата ОКО дальнего и среднего эшелонов могут быть использованы ракеты-носители космического назначения типа «Союз», «Протон», «Ангара». Для ближнего эшелона в условиях острого дефицита времени целесообразно использовать комплексы, созданные на базе межконтинентальных баллистических ракет на высококипящих компонентах топлива, находящихся в режиме постоянного дежурства в течение длительного времени. Необходимо также создать систему раннего оперативного наблюдения, способную обнаруживать малые ОКО на расстоянии 2-3 млн. км от Земли.
Изучению последствий падения Челябинского метеорита посвящено столько работ, что только этой проблематике пришлось выделять особое место на крупных симпозиумах. В том числе в 2014 г. на традиционных XII Забабахинских научных чтениях в Снежинске впервые была выделена обособлено секция о космической защите Земли. Скорее всего этот раздел науки останется обособленным и в последующие годы.

Вадим Симоненко – Таким образом, Челябинский метеорит показал необходимость снизить границу опасных коcмических объектов до меньших размеров (8 м), которую ранее принимали на уровне Тунгусского (80 м). Частота таких столкновений существенно выше. Поэтому задача предотвращения их становится актуальной. В частности, необходимость разработки мер по обеспечению  планетарной защиты от космических рисков и угроз, связанных с астероидно-кометной опасностью, подтверждена рекомендациями круглого стола, состоявшегося в марте 2013 г. в Совете Федерации Федерального Собрания Российской Федерации. Научные обсуждения, состоявшиеся на Забабахинских чтениях 2014 г., показали, что у нас есть реальные возможности предотвращения такой опасности нашими отечественными средствами. Одним из таких предложений является Система планетарной защиты «Цитадель», предлагаемая центром Планетарной защиты и представленная на упомянутом заседании в Совете Федерации.
Достаточно эффективно может быть получена богатая информация по свойствам таких тел и обеспечен эффективный перехват и нейтрализация их воздействия. Нужна политическая воля и соответствующая программа работ, которые должны быть выполнены именно силами наших специалистов, а не по подсказкам зарубежных «доброжелателей» и «гастролеров» как это повсеместно культивируется в затянувшийся период разрушающих реформ.