Как найти астероиды, пока они не нашли нас

Эд Лу (Ed Lu), бывший астронавт NASA и генеральный директор Фонда B612

Мы хотели пробудить мир к осознанию неминуемой опасности столкновения астероидов с Землёй и предупредить о том; в отличие от всех других стихийных бедствий мы знаем, как это бедствие предотвратить.

Мы не знали, что один маленький астероид был уже на пути к нам. Летя на скорости 40 000 миль (64 374 км) в час, он взорвался над городом Челябинск в России после 03.20 по Гринвичу. C силой около 500 килотонн в тротиловом эквиваленте, то есть, выпуская в 30 раз больше энергии, чем было выпущено атомной бомбой, которая взорвалась в Хиросиме, он разбил окна и разрушил здания, создав потери на сотни тысяч долларов. От него также пострадали 1500 человек.

Ни один телескоп или другого рода «глаз» из тех, что выискивают подобные астероиды, не увидел, как он приближался.

Последнее серьёзное столкновение астероида с Землёй случилось 30 июня 1908 года, когда космический камень размером с офисное здание (140 футов (около 43 м) в поперечнике) врезался в Сибирь с разрушительным энергетическим воздействием, которое было в 700 раз больше, чем бомба в Хиросиме. Этот астероид разрушил 800 квадратных миль (2 000 кв. км) территории, повалил более чем 80 миллионов деревьев. Если бы удар пришёлся на одну из мировых столиц, зона поражения была бы с размер Лондона, Парижа или Вашингтона.

На сегодняшний день мы определили траектории менее чем одного процента астероидов, то есть 10 000 тел, которые пересекаются с орбитой Земли и которые больше, чем Тунгусский метеорит. В то же время, по нашим оценкам, около миллиона таких астероидов на опасных орбитах на самом деле существуют.

Вызов

Чуть более десяти лет назад вместе с астронавтом Расти Швайкарт из миссии Apollo 9, планетарным учёным Кларком Чепменом и астрофизиком Пита Хат я создал организацию под названием B612 Foundation. Наша цель состоит в том, чтобы изучить возможности отклонения или уничтожения угрожающих астероидов.

Так как и астероиды, и Земля вращаются вокруг Солнца, наша цель была в следующем: найти наиболее эффективный метод по изменению орбиты астероида, сделать так, чтобы его траектория не пересекалась с Землёй. На протяжении этих лет мы изучали различные варианты, от взрыва ядерной бомбы вблизи астероида до более современной идеи отправки автоматических космических аппаратов на встречный курс на высокой скорости.

К 2010 году одним из лучших вариантов, который мы придумали, стала модель «гравитационного трактора». Вместе с коллегой, доктором наук Стэном Лавом, разработали план, в ходе которого мы могли бы воспользоваться гравитационным притяжением между парящим космическим кораблём и астероидом, чтобы буксир корабля мог сдвинуть астероид достаточно и его курс не пересёкся с Землёй.

Но наше главное открытие было вот в чём: несмотря на то, по какому пути двигаться, есть главное условие, которое нужно соблюсти, чтобы предотвратить столкновение с астероидом. Принципиально было найти и нанести на карту траектории астероидов на годы, если не десятилетия, вперёд. Мы точно уверены вот в чём: нельзя отклонить астероид, если ты его не видишь.

Астероиды, как чёрные угольки, летят на скоростях более чем 40 000 миль (64 374 км) в час на чёрном фоне нашей Солнечной Системы. Они летают близко к Солнцу и поглощают большую часть видимого света, который на них попадает. Вот почему их так трудно обнаружить. Если переключиться на использование инфракрасного телескопа и небольшое количество тепла, которое они излучают, тогда легче обнаружить.

Орбитальные параметры почти двух третей известных околоземных объектов (NEOs) являются неопределёнными, так что мы должны искать их в инфракрасной части спектра, где мы можем обнаружить ими излучаемое тепло, сохраняя наш детектор при комнатной температуре.

Решение

В 2012 году, зная, что задача – это найти, отследить и нанести на карту астероиды до того, как их перемещать, мы объявили, что Фонд B612 теперь будет сосредоточен на строительстве и эксплуатации инфракрасного, криогенного космического телескопа на орбите вокруг Солнца, что позволит смотреть на Землю и Солнце сзади. Мы выбрали планетарного астронома Гарольда Рейтсема, у которого 30 лет стажа в Ball Aerospace, где он проектировал и строил межпланетные и астрономические детекторы изображений в качестве директора миссии. Наш телескоп, который называется Sentinel (Страж), будет первой предложенной космической миссией, которая будет смоделирована, построена и финансируема в частном секторе.

Sentinel будет запущен к Венере и при содействии гравитации этой планеты выйдет на орбиту вокруг Солнца на около 30 миллионов миль (48 280 320 км) внутри орбиты Земли. Это позволит Sentinel увидеть астероиды, когда они близки к Солнцу, когда их тепло наиболее чётко видно в инфракрасном спектре. Кроме того, близость Sentinel к Солнцу даст ему возможность генерировать в два раза больше мощности от своих солнечных батарей, чем на орбите вокруг Земли. Три яруса солнечных навесов защитят телескоп, в то время как инфракрасный детектор будет защищён с помощью специального криогенного охладителя, построенного нашим партнёром Ball Aerospace. Sentinel будет использовать три зеркала, чтобы обеспечить нам беспрепятственный обзор неба. Камера изображения Sentinel составит большое поле зрения из 16 отдельных инфракрасных детекторов. Благодаря этой системе, мы можем сканировать небо постоянно, искать движущиеся объекты и наносить на карту траектории астероидов, чтобы увидеть, есть ли из них такой, который «навострил лыжи» в нашу сторону.

Лаборатория Атмосферной и Космической Физики при Колорадском Университете будет первой рассматривать данные, за ней – Центр Малых Планет при Смитсоновской Астрофизической Обсерватории, который направит свои выводы в Лабораторию Реактивного Движения NASA в Пасадене, штат Калифорния, для анализа. И только потом данные будут обнародованы.

Мы находимся в начале новой эры, где частные компании смогут проводить грандиозные и дерзкие аэрокосмические и научные миcсии, которые ранее были доступны только правительствам. Исследование неизвестного пространства внутренней Солнечной системы является одной из таких миссий – и это первый шаг к открытию следующего рубежа для человечества, который также поможет нам защитить Землю от опасных астероидов.

День Астероида

30 июня 2015 года мы отпразднуем День Астероида – праздник, который был задуман молодым британским режиссёром Григорием Рихтерсом и астрофизиком Брайном Мэйем, главным гитаристом группы QUEEN. Этот праздник предназначен для того, чтобы повысить осведомлённость об угрозе астероидов и чтобы сделать всё, что мы можем, чтобы спасти нашу Землю, наши семьи, всё то, что мы так любим и ценим на этой планете. Больше сотни учёных, физиков и бизнес-лидеров подписали совместную Декларацию, чтобы увеличить обнаружение опасных астероидов в 100 раз.

Мы приглашаем всех вас присоединиться к нам.

Технический перевод статьи журнала ROOM

Оригинал статьи можно прочитать по этой ссылке
Finding asteroids before they find us
 журнал «ROOM» № 2(4) 2015