Космический способ обнаружения объектов

Защита от угроз из космоса

Последнее падение крупного космического объекта на Землю (Челябинский болид), вызвало сильный взрыв, причем как физический, так и эмоциональный. В день трагедии средства массой информации пестрили заголовками о падении метеорита и причиненном метеоритом ущербе.

Пользователи, успевшие заснять метеорит на видеокамеры, выкладывали в интернет отснятый материал для всеобщего доступа. К бурному обсуждению ущерба и масштабов трагедии многие интернет пользователи высказывали сомнения по поводу природного происхождения этого объекта, а некоторые критиковали военных за неспособность обнаружить и уничтожить этот объект. Одним словом, трагедия понемногу обросла слухами и мифами. На самом деле, проблема с обнаружением малых космических тел всегда была острой.

Знакомство с комическими угрозами

Постараемся внести немного ясности в суть проблемы (по мере знаний и найденных материалов). Во-первых, определимся с термином «космические угрозы». В нашем понимании, такими угрозами являются два типа объектов: искусственные спутники Земли и «космический мусор», кроме того, более страшную угрозу представляют астероиды и кометы, летающие по солнечной системе в значительном количестве.

Многие из космических объектов имеют размеры менее 50 м, что представляет серьезную проблему для их своевременного обнаружения специальными средствами.

Внеземные тела, даже малого размера (менее 50 м), как показал «Челябинский болид», способны причинить значительный материальные ущерб и даже привести к человеческим жертвам. Так, например, известно чуть более 1% тел больше 50 м в диаметре.

Обоснуем мысль тем, что 1% — это ничто, так как даже погрешность во многих измерениях и исследованиях допускается 5-10%.

Возможно, предположение не верно, так как сравниваются фактические знания и допустимая погрешность измерений, но ведь и сейчас существует вероятность падения с неба в любой момент астероида или метеорита.

Как предотвратить внеземные угрозы

Рассмотрим краткий анализ технических средств и знаний, которые могут быть использованы для предотвращения «космической угрозы».

Поэтому, необходима информация о космических объектах, их траекториях, составе, размерах, массе и прочее.

Системы контроля

Существующие системы контроля над космическим пространством и объектами, такие как Российская СККП (Система контроля космического пространства) и Американская SPADATS (Space Detecting and Tracking System), служат лишь для контроля над космическими аппаратами (КА) и комическим мусором. С помощью этих систем ведется мониторинг траекторий полета, определение целевого назначения и государственной принадлежности.

Отслеживание астероидов, комет с помощью этих систем в принципе возможно, но лишь на определенных расстояниях, которые ограничены не многим более 36000 км. Причем, системы СККП и SPADATS следят, в основном, за КА, а их скорость намного меньше скорости астероидов.

Так, первая космическая скорость, с которой КА двигаются по околоземной орбите составляет 8 км/с.

Телескопы

Другими существующими средствами обнаружения объектов космического происхождения являются телескопы, работающие в широких диапазонах электромагнитных волн. Однако, чаще всего телескопы заняты в научных исследованиях и не осуществляется постоянное слежение за космическим пространством в поисках метеоритов.

Остается только создавать новые, специальные средства обнаружения и желательно на дальних расстояниях.

Противодействие космическим угрозам

Второй важной задачей является противодействие обнаруженным угрозам. Здесь тоже не просто. Обнаружив потенциально опасное космическое тело, движущееся по траектории к Земле, необходимо определить характеристики тела (состав, размеры, масса и пр.), так как эти параметры будут влиять на способ противодействия угрозе.

В зависимости от величины угрозы, будь то комета или метеорит, могут быть применены методы отвода космического тела на безопасную траекторию или разрушающие, с применением направленных взрывов или взрывов на поверхности тела.

С помощью космических аппаратов (КА)

Способы, предлагаемые учеными, кардинально отличаются друг от друга.

Например, предполагается использование космических аппаратов в виде тральщиков, когда астероид или комета, за счет взаимного притяжения с КА или при помощи специальных устройств и ракетных (ионных) двигателей, смещаются на безопасные орбиты.

С помощью зеркал

Кроме того, предлагаются идеи по растапливанию ледяных глыб, коими являются некоторые астероиды и кометы, с помощью больших зеркал, которые будут доставляться в необходимое место с помощью космических аппаратов.

Метод подрыва объектов

Идея подрыва астероида или кометы так же может быть использована, так как разрушившись на более мелкие частицы, космическое тело может сгореть в атмосфере Земли, не причинив вреда.

Действия военных служб при космических угрозах

Если нет возможности отвести угрозу, то ее можно минимизировать, например, за счет эвакуации людей и производств.

Многие из вариантов воздействия на опасные космические объекты предполагают раннее оповещение, когда до столкновения с Землей имеется достаточное количество времени (дни, недели, месяцы, годы).

Но что делать, если до столкновения с поверхностью Земли остаются считанные минуты и часы?

В этом случае, напрашивается один вариант: надеяться на военных.

Рассмотрим подробнее. Некоторые средства поражения, которыми обладают военные структуры, могут быть использованы для подрыва или смещения с траектории движения опасных космических тел.

Можно использовать ракетное оружие с ядерными боевыми частями для подрыва астероидов вне атмосферы с использование ракет-носителей. Либо уже на поздних стадиях применения средств, схожих с системами ПРО, например Российская система А-135 (А-235) с ракетами различного класса, но такой вариант подходит только для локального прикрытия нескольких районов Земли.

Поэтому целесообразнее уничтожать или отводить астероиды или кометы заблаговременно на больших расстояниях, но требуется масштабная работа по проектированию средств раннего обнаружения.

Программы защиты на государственно уровне

Эту проблему можно долго обсуждать, но суть остается. В данное время нет эффективной защиты от космической опасности и поэтому необходимы специальные программы на государственном уровне, а возможно и в кооперации с несколькими странами.

Первые шаги уже сделаны. По результатам совещания проведенного 12 марта 2013 года в Совете Федерации, принято решение создать прообраз госпрограммы по астероидно-кометной опасности и ее развития до 2020-2030 гг.

В совещании принимали участие члены Совета Федерации, представители Роскосмоса, Росатома, Минобороны, МЧС, МИД РФ, предприятий ракетно-космической отрасли и представители научного сообщества. Будем ждать результатов и надеяться, что подобные трагедии больше не произойдут.

Источник

Космические способы обнаружения объектов и предотвращение их стоскновения с Землей

Презентация освещает космическим способам обнаружения объектов и предотвращению их столкновения с Землей

Просмотр содержимого документа
«Космические способы обнаружения объектов и предотвращение их стоскновения с Землей»

Космические способы обнаружения объектов и предотвращение их столкновений с Землёй

УЧЕНИЦА 11 А КЛАССА

• Челябинский космический метеорит вызвал озабоченность проблемой обнаружения астероидов в околоземном пространстве и необходимости защиты землян от них. Космические астероиды и метеориты, по мнению ученых, уже не раз приводили к гибели всего живого на Земле, либо к катастрофам, которые в корне меняли среду обитания живых организмов. Обнаружение космических астероидов и метеоритов превращается в задачу сохранения жизни на Земле. Сейчас известны около 911 массивных астероидов с минимум в 1 км диаметром, которые могут попасть в поле земной орбиты. А эксперты оценивают общее число этих огромных глыб, от попадания которых в Землю могли бы возникнуть опустошительные глобальные последствия, по меньшей мере, в 980.

• «LINEAR» — В нём используется два метровых телескопа и один полуметровый, расположенные в штате Нью-Мексико.
• «Spacewatch»— В нём применяется 90-сантиметровый телескоп, расположенный в Аризонской национальной обсерватории Китт-Пик; он дооснащён оборудованием для автоматического наведения, съёмок и анализа околоземных объектов.
• «Near-Earth Asteroid Tracking» (NEAT)
• «Поиск околоземных объектов в Обсерватории Лоуэлла»
• «Каталинский небесный обзор»
• «Campo Imperatore Near-Earth Object Survey»
• «Japanese Spaceguard Association»
• « Азиаго- DLR астероидный обзор»
• « Pan-STARRS »- система телескопов панорамного обзора и быстрого реагирования.

Способы обнаружения объектов в космосе

• «Инфракрасный космический телескоп»
• «Сеть оптических телескопов»
• International Asteroid Warning Network (IAWN). Эта система объединяет данные космических телескопов и наземных наблюдательных приборов, расположенных по всему миру.
• «Радиотелескопы»

Телескопы инфракрасного (ИК) диапазона

• Астероиды большую часть (до 85 %) лучистой энергии, получаемой от Солнца, переизлучают в ИК-диапазоне, поэтому ИК-телескоп, использующий детекторы с высокой квантовой эффективностью, позволяет обнаруживать опасные астероиды на гораздо больших расстояниях по сравнению с оптическими телескопами того же размера. Это же обстоятельство обусловливает более высокую точность определения размеров астероидов. Главной задачей является полный обзор неба в четырёх ИК-диапазонах в поисках таких объектов как ультраяркие инфракрасные галактики, коричневые карлики, астероиды и кометы, сближающиеся с Землёй. Считается, что ИКТ за один год может обнаружить 400 околоземных объектов.
• Основную часть телескопа занимает цистерна, заполненная жидким водородом

Стратегии по предотвращению сталкновения

• Стратегии делятся на два класса: по разрушению и по задержке .
• Стратегия разрушения заключается в том, что источник угрозы фрагментируется и его обломки измельчаются и расходятся так, что либо проходят мимо Земли, либо сгорают в её атмосфере.
• Стратегии по предотвращению столкновения могут быть прямыми и непрямыми:
• При прямых методах, таких как атомная бомбардировка или кинетический таран, происходит физический перехват болида.
• В случае непрямых методов, к объекту посылается специальное устройство (гравитационный буксир, ракетные двигатели или электромагнитные катапульты).
• Стратегия задержки использует принцип того, что Земля и объект угрозы движутся по орбите. Столкновение происходит тогда, когда оба объекта в одно и то же время достигают одной точки в пространстве.Задержка или ускорение прибытия объекта угрозы на данную величину может, в зависимости от геометрии столкновения, привести к предотвращению столкновения

• Выстрел из гамма-лазера, способный полностью уничтожить объект диаметром в несколько сотен метров
• Космический двигатель на кометном веществе, с поощью которого можно направить мини-ракету на астероид
• Тысяча микролазеров на солнечной энергии , способные разогреть астероид до 5000 градусов
• «Космический импактор» -весомая болванка, запущенная навстречу глыбе.
• «Гравитационный тягач» — небольшое тело, расположенное рядом с астероидом, длительное воздействие которого чуть изменяет траекторию.
• «Буксир» — ракетный двигатель, закрепленный на объекте.

• В качестве «битков» можно использовать кометы или малые астероиды. Для этого нужно выбрать одно из тысяч космических тел, пролетающих ежегодно рядом с Землей, — то, которое летит в сторону потенциально опасного объекта. Затем послать на мини-комету небольшой аппарат с двигателем, который работает на кометном веществе. Этот двигатель скорректирует траекторию «снаряда», чтобы уж совсем точно направить его на космического «убийцу».
• Идея «космического бильярда» принадлежит сотрудникам Института космических исследований РАН и Московского института электроники и математики ВШЭ.

• С помощью обычной ракеты можно отправить навстречу астероиду искусственное облако из миллионов стальных иголок. Глыба летит с такой скоростью, что от столкновения с иголками превратится в пыль.
• Про столь простой способ борьбы с астероидами вспомнил доктор технических наук, профессор МАИ Юрий Чудецкий, подчеркнув, что он был бы достаточно эффективным против объектов размером с челябинский болид .

• Автор — доктор технических наук Виктор Моторин — предлагает уничтожать их выстрелами из гамма-лазера.
• Боевая часть — цилиндр примерно в один метр, внутри которого взрывается ядерный заряд.Взрыв рождает гамма-луч невероятной мощности, который вырывается с торца боевого цилиндра. Мощность достигает десяти в семнадцатой степени ватт на квадратный сантиметр. Столько же создает взрыв мегатонной термоядерной бомбы.
• По данным разработчиков, диаметр луча — 3 сантиметра, дальность прицельной стрельбы — десять тысяч километров, дальность поражающего воздействия — сто тысяч километров.
• Если верить Моторину, то выстрел из гамма-лазера способен полностью уничожить объект диаметром в несколько сотен метров. Например, такой, как астероид Апофис.

Источник