Работы за рубежом по снижению угрозы столкновения космических объектов с землей (2021)
Майор Д. Рыков
Ведущие иностранные государства активизировали деятельность по снижению угрозы падения на Землю крупных астероидов и комет. Наращиваются возможности по поиску и учету опасных объектов с использованием наземных астрономических станций и научно-исследовательских космических аппаратов (КА), разрабатываются модели для прогнозирования изменения положения космических тел в пространстве, изучаются варианты их увода с траекторий движения.
Зарубежные эксперты полагают, что несмотря на низкую вероятность столкновения нашей планеты с крупными объектами, такие события будут иметь катастрофические последствия, что требует принятия заблаговременных мер по их предотвращению. Считается, что в Солнечной системе находится около 1100 астероидов размером более 1 км, из которых свыше 1 050 каталогизированы. Падение одного из них на Землю может привести к глобальной катастрофе. Космических объектов (КО) размером от 100 до 1 000 м, способных вызвать катаклизмы регионального масштаба, насчитывается несколько миллионов. Более мелкие фрагменты практически полностью сгорают в атмосфере Земли (ежегодно до 10 тыс. т).
 |
| Внешний вид космического аппарата Osiris-Rex |
 |
| Аппарат, разрабатываемый по проекту NEO Survelliance Mission |
 |
| Схема применения космического аппарата DART |
 |
| Концептуальная схема применения европейских КА для отклонения траектории движения астероида |
 |
| Внешний вид космического аппарата Hera |
По мнению иностранных специалистов, технические решения отдельных вопросов в рамках этой проблемы могут быть основаны на технологиях военного назначения. Так, задачи определения и нейтрализации КО естественного происхождения принципиально не отличаются от тех, что связаны с перехватом баллистических целей или спутников на околоземной орбите. В то же время скорость, размеры и внезапность появления космических тел вызывают необходимость повысить требования к системе защиты.
Наиболее заметных результатов в данной области добились Соединенные Штаты и Европейский союз.
В частности, в январе 2016 года в НАСА сформирован центр по координации защиты Земли (г. Вашингтон). На данную структуру возложены следующие задачи:
- обнаружение и сопровождение потенциально опасных астероидов и комет, которые могут приблизиться к Земле на расстояние менее 8 млн км, а также прогнозирование возможных районов и времени их падения;
- оповещение руководства страны о таких угрозах для принятия мер по защите национальной территории;
- разработка и совершенствование способов изменения траекторий движения космических объектов.
В программах НАСА по защите Земли реализуются несколько проектов, предусматривающих создание КА. Ежегодные расходы на эти цели приближаются к 150 млн долларов.
В 2016 году в космос запущен аппарат Osiris-Rex (Origins Spectral Interpretation Resource Identifi cation Security Regolith Explorer), предназначенный для полета к астероиду Bennu (диаметр около 500 м) и возвращения в 2023-м на Землю с образцами его грунта (около 60 г). Машина оснащена оптикоэлектронной системой на базе трех камер, обеспечивающих обнаружение астероида и сближение с ним, оборудованием для посадки, рентгеновским спектрометром для исследования химического состава грунта и средствами сбора его образцов. Суммарные расходы на разработку и обеспечение полета аппарата составят 1 млрд долларов.
В проекте DART (Double Asteroid Redirection Test) специалисты НАСА намерены продемонстрировать возможность изменения траектории движения КО путем соударения с ним космического аппарата. Так, в 2024 году планируется направить КА к системе из двух астероидов Didymos размером 780 и 163 м. Предполагается, что аппарат достигнет объектов в течение восьми месяцев. По расчетам, соударение с меньшим из двух тел на относительной скорости около 6 км/с приведет к изменению на 1% периода его обращения вокруг более крупного астероида. В конечном счете может измениться траектория полета системы в целом. Аппарат DART оснащается оптической камерой, оборудованием связи и электрической двигательной установкой.
В рамках проекта NEO Survelliance Mission ведутся работы по созданию КА, предназначенного для обнаружения и слежения более чем за 90% астероидов крупнее 140 м, находящихся в Солнечной системе. Аппарат массой 1,3 т оснащается инфракрасной камерой с апертурой 50 см. Его намечено разместить в точке Лагранжа L1 системы Земля - Солнце после 2025 года.
Для запуска предполагается использовать ракету-носитель "Атлас-5" или "Фалкон-9". Эксплуатация КА рассчитана на 12 лет. Его создание оценивается в 500-600 млн долларов.
В Евросоюзе возможности снижения угрозы столкновений потенциально опасных КО с Землей реализуются в проекте NEOShield. В ходе работ сформирован каталог крупных объектов (1,7 тыс. астероидов и комет диаметром более 100 м), орбиты которых проходят на удалении менее 7,5 млн км от нашей планеты. Кроме того, обобщен опыт других стран в области наблюдения за крупными небесными телами и их идентификации.
Европейские специалисты рассматривают три способа увода с траектории космических объектов: соударение; взрыв в непосредственной близости; создание гравитационного поля специализированным КА. Подготовлен план проведения двух экспериментов по изменению параметров движения КО. Один из них предусматривает кинетическое воздействие аппаратом (масса 600 кг) на астероид 25143 (диаметр 330 м) для увеличения его скорости вращения вокруг своей оси. Для этих целей в 2024-2036 годах планируется запуск трех малых КА. Другой вариант предполагает соударение КА (около 10 т) с астероидом 2011AG5 (140 м), который по расчетам в 2040-м может сблизиться с Землей на опасное расстояние.
Кроме того, Европейское космическое агентство по проекту Hera разрабатывает КА. Его намечено направить в 2024 году к системе из двух астероидов Didymos для оценки эффективности применения американского аппарата DART. Программой полета предусматривается после сближения с космическими объектами в 2026 году обеспечить сбор информации об их состоянии.
Таким образом, за рубежом ведутся активные практические работы по каталогизации потенциально опасных космических тел и изучению способов нейтрализации угрозы их падения на Землю. Особое внимание уделяется отработке методов изменения траекторий движения астероидов и комет. Вместе с тем эффективность деятельности по снижению вероятности космогенных катастроф будет зависеть прежде всего от заблаговременности обнаружения подобных объектов, точности прогнозирования параметров их полета, определения размеров и состава. В связи с этим в качестве одного из перспективных направлений рассматривается размещение средств наблюдения за пределами околоземного космического пространства, например на Луне или других объектах Солнечной системы.