Защита Земли от кометной угрозы

4 июля 2005 года (День Независимости США) НАСА успешно выполнило уникальную миссию Deep Impact («Проникающий удар») по столкновению 372 килограммового снаряда (импактора) с кометой Темпель-1. Расчет изменения скорости кометы, основанный только на законе сохранения импульса в системе снаряд – комета, оказался ошибочным. При массе кометы равной 7.6Е+13 кг и скорости сближения 10,3 км/с, изменение скорости кометы должно было составить малую величину Δ𝑉=5.1Е-8 м/с. Такое воздействие, практически, не изменило бы орбиту кометы. Реальный процесс столкновения вызвал несоизмеримо большие последствия.

Кинетическая энергия импактора в миссии Deep Impact составила около 4,7 тонны в тротиловом эквиваленте. В момент столкновения с поверхностью кометы, снаряд полностью разрушился. Разрушение импактора вызвало первую световую вспышку. Направленная плазменная струя, образовавшаяся из материала снаряда, пробила в теле кометы глубокий канал. Назовем это явление «супер кумулятивным» эффектом. Произошел мощнейший выброс вещества, сопровождающийся второй, более яркой, вспышкой. На месте столкновения образовался громадный, по сравнению с размерами импактора, кратер глубиной 30 метров и диаметром 150 метров. В окружающее пространство было выброшено 200-250 тысяч тонн вещества, состоящего, примерно, поровну из пыли и льда. Его скорость доходила до 1800 км/час (500 м/с). В среднем, скорость разлета частиц была значительно больше параболической (второй космической) скорости и составила 200 м/с. Выброс вещества кометы продолжался еще 12 суток. В конечном итоге, приращение скорости кометы было равно Δ𝑉=1.1Е-3=0.0011 м/с, а не 5.1Е-8 м/с, как считалось раннее. Удар импактора вызвал цепь событий, в результате которых комета Темпель-1 получила импульс в двадцать тысяч раз больше расчетного.

Дальнейшее значительное увеличение кинетической энергии разобьет комету на несколько частей. Вместо сравнительно простой задачи изменения орбиты одного тела нужно будет решать более сложную задачу для нескольких фрагментов.

Предлагается следующее.

1.            Использовать не один, а группы снарядов, формирующие в поверхностном слое космического тела полости определенной формы (диффузоры).

2.            Для создания пролонгированной реактивной тяги использовать «супер кумулятивный» эффект, причем плазменные струи снарядов должны прожигать вещество на глубину большую, чем размеры полости.

3.            Разработать систему управления, позволяющую направлять активные снаряды на поверхность космического тела с максимальной точностью.

4.            Начать исследование «супер кумулятивного» эффекта (плазменных струй высокой плотности энергии).

На рисунке обозначено: 1 – направление реактивной струи, 2 – тело кометы, 3 – простейший диффузор, 4 – потоки пыли и газа, 5 –«супер кумулятивный» канал.

Скорость снаряда относительно кометы может превосходить скорость удара о Темпель-1 в несколько раз, а масса снарядов, размещенных в контейнерах, может составлять десятки тонн, что увеличит кинетическую энергию импакторов, примерно, на три порядка. Общая масса выброшенного вещества, создающего эффективную реактивную тягу в ледяных кометах подобных Темпель-1, может достигать сотен миллионов тонн, а изменение скорости кометы громадную величину – метры в секунду. Таким образом, используя малые воздействия, мы сможем управлять колоссальной энергией сравнимой с энергией всех ЯУ

.

Вывод

Современные технологии и быстродействующие управляющие системы, использующие активные снаряды, позволяют уже сегодня начать разработку эффективной защиты Земли от кометной и, возможно, астероидной угрозы. В обозримом будущем, управление орбитами массивных тел будет являться основным средством трансформации планет Солнечной системы (включая Землю), требующим минимального вложения энергии и средств.

**********************************************************************************

Были использованы данные по изменению орбиты кометы Темпель-1 из работы Бондаренко Ю.С.:

http://www.ipa.nw.ru/PAGE/DEPFUND/LSBSS/img/preprint.pdf

11 апреля 2013 года                                                                                                       Лебедев В.Н.