Лазер отгонит астероиды от Земли

Астероиды, как известно, представляют собой одну из самых больших потенциальных угроз для Земли. Столкновение с достаточно крупным космическим телом может привести к печальным последствиям. Недавно инженеры из Университета Стратклайд в Глазго разработали план по спасению нашей планеты от астероидов, основанный на инновационной лазерной технологии.

На сегодняшний день эффективной системы защиты от астероидов не существует. Американские исследователи предложили посыпать их краской, чтобы изменить воздействующее на них световое давление, что будет способствовать отклонению тела от расчетной траектории. Однако это слишком ненадежно, так как космическая аппаратура довольно часто выходит из строя. Зонд с распылителем и краской может так и не долететь до цели назначения, а второй аппарат мы отправить уже не успеем…

Идеи создать лазерный перехватчик для астероидов, траектория которых пересекается с Землей, уже выдвигались ранее. Но речь тогда шла о строительстве большого космического корабля, оборудованного лазерной установкой мощностью в несколько мегаватт. Однако это слишком сложный и дорогостоящий проект.

И вот ученые Гун Шэн Пин, Ли Цзюнь Фэн и Цзэн Сянь Гуан из Университета Цинхуа (Китай) выдвинули идею так называемого "солнечного паруса", который должен избавить нас от астероида 99942 Апофис, который пролетит в опасной близости от Земли 13 апреля 2036 года.

Солнечным парусом называется специальное приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для того, чтобы привести в движение космический аппарат, подобно тому, как паруса приводят в движение обычный корабль или лодку. Для разгона солнечного паруса, говорят китайцы, предполагается использовать сложную траекторию, использующую обращение орбитального углового момента (H-Reversal trajectory). По подсчетам специалистов, для достижения нужного эффекта парус должен врезаться в астероид за год до его пролета мимо Земли.

Но оптимальным вариантом ученые считают использование для защиты от астероидов группы небольших спутников, оснащенных высокоэнергичными лазерами, питающихся от солнечных батарей. Доктор Массимилиано Базиль с факультета машиностроения и авиационно-космической техники Университета Стратклайда прокомментировал: "Наш подход рассчитан на небольшие космические аппараты, способные летать в плотных формациях по орбите вокруг астероида, чтобы обстреливать его лазерными импульсами с малых расстояний".

Предполагается, что лазерный луч изменит альбедо (отражающую способность) астероида. Кстати, совершенно не обязательно лазерная установка разрушит незваного гостя. Достаточно разогреть точку контакта луча с поверхностью до такой степени, что поверхностный слой объекта испарится, и этот процесс создаст импульс, который приведет к отклонению тела от первоначальной траектории.

В зависимости от скорости и размера космического странника можно отправить ему навстречу от одного до нескольких десятков таких спутников. Даже если какие-то из них выйдут из строя, остальные продолжат функционировать и завершат свою миссию.

Правда, проект пока находится на стадии начальной разработки. До сих пор мощные высокоэнергетические лазеры еще не применялись в качестве космического оружия. Пока они нашли применение в основном в военной сфере.

Интересно, что долгое время изменение траектории астероида посредством лазерного луча считалось невозможным. Хотя поначалу луч нагревает поверхность астероида, образуя газопылевой шлейф, создающий реактивную тягу, в дальнейшем этот шлейф рассеивает излучение, снижая его эффективность, рассуждали ученые. Однако последние лабораторные эксперименты с 90-ваттным лазером, проведенные исследователями из Стратклайда, показали, что помехи от газопылевого шлейфа гораздо меньше, чем ожидалось, и что на самом деле лазер длительное время может эффективно функционировать.

Попутно лазерные перехватчики могут выполнять еще одну функцию — очищать околоземную орбиту от космического мусора, который за последнее время стал весьма серьезной проблемой.

Сегодня мусора на орбите скопилось так много, что со временем это может привести к эффекту Кесслера: плотность загрязнения станет такой высокой, что столкновения между обломками космических объектов будут экспоненциально увеличивать количество мусора и новых столкновений. Это на долгие годы сделает для нас полеты в космос невозможными. Так что лазеры могут очень пригодиться.