Способы предотвращения падения астероидов

Способы устранения угрозы падения астероидов на Землю

Кометы или астероиды, иногда падали на Землю. Каждый миллион лет одно-два больших космических тела проникает в атмосферу Земли и врезается в землю или океан с огромной силой.Некоторые из 2000 крупных околоземных объектов имеют орбиты, которые пересекаются с орбитой Земли и, теоретически, могут поразить нас. Хотя угроза реальна, вероятность падения крупного астероида или кометы незначительна.

Случаи реальной угрозы столкновения с астероидом

В последние годы были отмечены появлением крупных небесных тел, которые вызывали тревогу общественности:
1. Астероид диаметром 800 м пересек орбиту Земли 23 марта 1989 года на расстоянии около 400 тысяч километров от Земли. Наша планета была на этом месте шесть часов ранее.

Возможные последствия падения астероида

2. Астероид диаметром около 10 метров, реально представляющий опасность, проходил на расстоянии 150 тысяч километров от Земли 17 января 1991 года.

3. В ноябре 2011 года, астероид 2005 YU55 пролетел на расстоянии 326000 км от Земли.

Конечно, крошечные объекты бомбардируют поверхность Земли постоянно. Большинство из них падает в океан или глухие районы Земли. Тем не менее, один метеорит разбил заднюю часть автомобиля Chevy Malibu в Пикскилл, Нью-Йорк, 9 октября 1992 года. К счастью никто не пострадал. Автомобиль был пуст. Единственный случай в современной истории гибели живого существа от падения метеорита зафиксирован в Египте, где погибла собака.

Способы защиты Земли от падения астероидов, комет

В США уже поднимался вопрос учеными о создании службы раннего оповещения и предупреждения падений метеоритов, но возникли вопросы финансирования. В 1991 году НАСА, по просьбе Конгресса США, призвали к созданию международной системе Обзора «Космическая стража» и с помощью наземных телескопов и камер проводить наблюдения за космическим пространством, с целью обнаружения опасных для Земли объектов. Конгресс США отказался финансировать проект в размере $ 10 млн в год. НАСА тратит $ 1 млн в год создание и реализацию более мелких поисковых программ, которые контролируют около 10 процентов неба в месяц.

Что же делать, если астрономы обнаружили большой объект за шесть месяцев до его вероятного удара в Землю? По мнению американских специалистов, при достаточно раннем обнаружении угрозы военные планировщики могли бы:

1. При помощи лазеров, установленных на Луне или Земле вызвать нагрев и, соответственно, испарение газов, пара в виде реактивной струи, способной изменить курс движения кометы.

2. Попытаться раздробить объект взрывом и сменить его курс.

Изменение траектории астероида путем направленного взрыва

3. Взорвать возле астероида ядерный заряд для изменения его траектории движения.

Европейские специалисты предлагают менее кровожадные, хотя более затратные способы избежать астероидного апокалипсиса. Один из способов заключается в постройке космического буксира, способного транспортировать астероид или кометы при помощи щупалец-захватов. Имеется вариант изменение траектории движения астероида с помощью гигантского космического паруса, использующего давление солнечного ветра.

Солнечный парус способен изменить траекторию астероида

Обновление: другие способы предотвращения столкновения астероида с Землей представлены здесь.

НАСА говорит в своем «Бюллетене об астероидах и кометах», что в настоящее время не обнаружены астероиды или кометы, которые взяли бы курс на столкновение с Землей. В интернете активно муссировались слухи о грозящей катастрофе планете Земля, в случае сближения кометы Еленина. Более того, катастрофа будет вызвана именно гравитационным воздействием кометы Еленина на Землю. Подробнее об этом на этой странице. Шансы столкновения в течение следующего столетия с объектом 1 км и более в диаметре очень малы (примерно 1:10 000), но такое столкновение возможно и может случиться в любое время. Яркий пример — столкновения кометы Шумейкера-Леви с газовым гигантом Юпитером. Последствия столкновения такой кометы с Землей имело бы катастрофические последствия для всего живого.

Популярные статьи рубрики «Угроза из космоса»

• 

Также читайте

Комментарии

О свойстве разнесенного тела, связи средней проекции
центробежных сил с числом пи и безопорном движении
Известно, что сила тяжести на экваторе направлена в центр земли. Представим себе Т-образную подставку с длиной плеч 100 метров и на концы положим гири с одинаковым весом. Силы тяжести будут направлены под углом к равнодействующей силе, проходящей вертикально через опору подставки. При этом величина равнодействующей силы будет определяться проекциями сил на вертикаль. То есть разнесенное тело оказывает меньшее давление на опору чем сосредоточенное в центре опоры. Разница в силах при весе гирь в 1 килограмм составляет тысячные доли миллиграмма. Практически реализовать это свойство невозможно. Другое дело центробежная сила, направленная от оси вращения.
Представим себе, что исходная масса разделена на две равные части и соединена прямым, жестким и невесомым стержнем. При прямолинейном движении, количество движения не зависит от расположения разнесенной массы вдоль или симметрично поперек линии движения, и будет равно исходному количеству движения.
При движении по окружности будет наблюдаться следующее:
а) Если разнесенная масса будет расположена симметрично на радиальной линии, сумма центробежных сил разнесенных масс будет равна центробежной силе исходной массы.
б) Если части исходной массы будут расположены на окружности (в данном случае симметрично относительно исходной радиальной линии и зафиксированы) сумма центробежных сил будет меньше центробежной силы исходной массы. Что объясняется действием центробежных сил по радиальным линиям, соответствующим углом между расположением масс и сложением проекций сил.
Если на цепную передачу рисунок 1 установим на шарнирах грузики с разнесенной массой и на горизонтальных участках осуществим переход из перпендикулярного положения в горизонтальное с соответствующей фиксацией, то получим различную величину центробежных сил на полуокружностях. Что означает принципиальную возможность выделения центробежной силы для безопорного движения.
Поиск устройств для получения безопорного движения (инерциоидов) ведется безрезультатно в течении 80 лет. Чтобы разобраться в этом обратимся к рисунку 1 цепной передачи, на звене которой закреплен Г-образный держатель с грузиком массой m. Если длина плеча держателя равна радиусу вращения R, то грузик, достигнув центра вращения, остановится, а опора держателя обежит звездочку за время ∆t равное половине периода обращения T, после чего грузик начнет двигаться в обратном направлении к центру вращения второй звездочки. То есть грузик будет двигаться возвратно-поступательно с остановками в центрах окружностей.
0 0

180 180
Рисунок 1 Рисунок 2
Если на половине прямолинейного пути грузик переместить к опоре держателя, то часть пути грузик будет двигаться по окружности радиуса R левой звездочки и далее возвратно- поступательно. При обегании грузиком левой звездочки, по оси установки звездочек, появляется сила Fл, среднее значение которой равно сумме центробежных сил в расчетных точках деленное на количество расчетных точек:
Fл=(∑▒sin⁡α )/n∙(mv^2)/R, где: α — угол положения расчетной точки, n — количество расчетных точек, v — линейная скорость цепи, равная 2πR⁄T=πR/∆t. Далее грузик переходит на осевую линию останавливается и возвращается с появлением импульса силы Fп∆t =m∆v, где: ∆v-векторная разность равная 2v.
Чтобы сравнить силы, умножим левую и правую части уравнения центробежных сил на ∆t. Заменим v на πR/∆t, сократим одинаковые велечины (жирным шрифтом) и сравним результаты:
Fл∆t=(∑▒sin⁡α )/n∙(〖m π〗^2 R^(2 ) ∆t)/(R ∆t^2 )=(∑▒sin⁡α )/n∙π=0,636157∙π=1,99999, где число 0,636157 получено расчетом через 0,5 градуса (п=360).
Fп∆t=m∆v=m∙2v=(m∙2πR)/∆t=2
То есть практически имеем равенство импульсов сил.
Исключив прямолинейный участок (перемещение грузиков в центр и возврат осуществляются по вертикальной оси) получим аналогичный результат.
Перемещение грузика в промежуточное положение также не даст результата, поскольку скорость на горизонтальном участке будет выше линейной, что приведет к наличию ускорений на переходах и соответственно возникновению уравнивающих сил.
То есть вне зависимости от кривизны траектории, импульс силы будет зависеть только от массы и скорости. Вышесказанное означает не возможность получения безопорной силы за счет применения замкнутых траекторий. При этом не оговаривается, что материальная точка не делится и не изменяет формы.
По этой причине большинство моделей инерциоидов не показали тяги.
Инерциоид Толчина, работающий на принципе разгона и торможения ротора, так же не показал тяги, поскольку импульсы момента силы при разгоне и торможении равны.
Тележка с вращающейся пушкой, очевидно, не привлекла внимания, поскольку реактивную силу выгоднее использовать по прямому назначению.
Движение по поверхности тележек с различными инерциоидами, по всей видимости, объясняется вибрациями корпуса и нелинейным сопротивлением участка покой — движение.
Выше дано сравнение импульсов сил:
Fл∆t=1,99999 (движение по полуокружности), Fп∆t=2 (лобовой удар). Различие в результатах вычислений, по всей видимости, объясняется большим шагом расчета и погрешностью калькулятора. Если считать, что в соответствии с законом сохранения количества движения должно быть равенство импульсов сил, то выражение для расчета числа пи будет иметь вид
π=(2 n)/(∑▒sin⁡α ) , где:
α — угол положения расчетной точки на полуокружности, n — количество расчетных точек.
Получение данного выражения позволяет сделать вывод, что расчетных работ по инерциоидам не проводилось, в противном случае выражение было бы известно.
За пределами указанного рассуждения об импульсах сил остаются следующие возможности поиска инерциоида:
Движение с изменением формы тела:
На рисунке 2 показан ротор с кольцевыми держателями грузиков. Если грузики установить друг над другом (имитируя массу тела в одной точке), то будет дисбаланс. Если грузики разнести в стороны на 90 градусов, будет сбалансированное состояние. Если в точке 0 градусов грузики устанавливать в одну точку, а через 180 градусов грузики разнести на 90 градусов, появится возможность получения безопорной силы.
При этом не обязательно грузики разносить на 90 градусов. Если разнести грузики на 10 градусов с соответствующей фиксацией, то будет выделяться до 3-х процентов от полной суммы проекций центробежных сил.
Движение грузиков змейкой.
Известно, что при ослаблении натяжения ремня, происходит преждевременное сбегание ремня, переходящее в вибрацию. Это объясняется действием центробежных сил.
Представим себе ряд шкивов, по которым двигается лента, на которой закреплены грузики в форме гантели (держатель толщиной с ленту, грузики нависают над шкивами).
На входе в змейку грузик двигается перпендикулярно оси установки шкивов. После пересечения оси шкивов грузик стремится двигаться прямолинейно, но прижимаемый лентой к шкиву, растягивает ленту. В результате чего возникает центробежная сила и увеличивается радиус вращения грузика. Увеличение радиуса вращения потребует импульса момента силы, что в свою очередь приведет к возникновению противоположного импульса на оси шкива, действующего перпендикулярно оси на корпус устройства.
Возникнув, центробежная сила будет действовать до 180 градусов включительно. Пройдя точку перехода, грузик стремится двигаться прямолинейно, но силы упругости возвращают грузик в исходное положение на радиус вращения второго шкива, и далее включаются силы упругости. То есть переходной процесс при переходе со шкива на шкив будет более длительным, с выделением импульса силы упругости. Достигнув края змейки, грузик сойдет со шкива, при этом выделится импульс силы упругости.
Из рассмотрения действия сил на полуокружности, видно, что на выходе полуокружностей выделение сил по оси установки шкивов будет больше чем на входе, поэтому имеет смысл проводить эксперименты, изменяя весовые соотношения, длительность перехода и скорость вращения.
Прокладка соединительной цепи по хордам
Если на цепь, рисунок 1, равномерно установить грузики и на левой звездочке цепь провести по окружности, а на правой по хордам между грузиками, то получим увеличение диаметра делительной окружности. Указанное даст уменьшение центробежных сил на правой звездочке.
Гашение импульсов силы
Представим цепную передачу из одной большой и трех малых звездочек. Если грузики установить на расстоянии в два раза большим чем длина обхвата малой звездочки, то установив три звездочки на гасящей платформе можно. смещением начала обегания одной из звездочек, добиться взаимного гашения импульсов.
Выбрасывание грузиков без отдачи
Устройство напоминает вращающуюся насадку для полива огородов. Грузики через полый вал распределяются в диаметральный канал. Если вращать корпус и синхронно выпускать грузики (уменьшая и восстанавливая массу), то корпус будет вращаться с переменной скоростью, а грузики, двигаясь по касательной ударяться в противоположные стенки.
Если грузики выпускать попеременно в одном направлении, а движение грузика на выходе организовать по криволинейной траектории, которая позволит плавно снижать давление на обод синхронно с выходом грузика на замену, получим сохранение балансировки вплоть до отделения грузика. То есть ротор будет вращаться с постоянной скоростью и без вибраций. Грузик, ударившись о приемное устройство, возвращается в ротор.
Для вышеописанных экспериментов обязательным условием является установка второго устройства противоположного направления вращения с целью гашения не используемых сил.
Приведенные примеры показывают на возможность проведения предварительных расчетов и построению графиков для принятия решения.
О необходимости проведения работ свидетельствует факт отправки в космос моделей инерциоидов для испытаний. Затраты на проведение работ ничтожные по сравнению с
экономическим эффектом.
Пронота В.П.

Источник

Как защититься от астероида который угрожает Земле?

Может ли человечество отразить космическую угрозу и уничтожить астероид, который угрожает нашей планете? Виды и способы уничтожения опасных астероидов в космосе.

В 2011 году, на расстоянии 325 тысяч километров от Земли прошел небольшой астероид 2005 YU55 из группы Аполлонов. Рядовое в общем-то событие. Однако тогда ученые не на шутку всполошились. Ведь несмотря на то, что 2005 YU55 считается относительно небольшим астероидом, его диаметр составляет около 400 метров, а вес переваливает за 55 миллионов тонн. Попади такой в нашу планету – мало не покажется.

Популярный апокалиптический сюжет – бомбардировка Земли астероидами.

Кажется – чего волноваться, ведь в самой близкой точке от Земли, космический гость находился от неё в сотнях тысячах километров! Но, 325 000 км, по космическим меркам – сущая ерунда, ведь если посмотреть чуть шире – 2005 YU55 прошел на расстоянии меньшем, чем располагается орбита Луны.

На память сразу приходят байки про метеорит погубивший 65 млн. лет назад динозавров, а ведь в том столкновении, тоже не было ничего необычного – огромные астероиды в прошлом частенько врезались в Землю. Таким образом, мы приходим к одному и тому же раскладу: если люди хотят избежать участи динозавров, нам надо разработать гарантированный способ увода астероида с траектории столкновения с планетой.

«Мы имеем возможность, как физическую, так и техническую, защитить Землю от столкновения с астероидом, – говорит Расти Швейгарт, из американского некоммерческого общества В612, цель которого – защита Земли от столкновений. – У нас очень мало сил, чтобы оказывать на Солнечную систему. Но их достаточно, чтобы спасти нас».

Это действительно так, и в арсенали землян на данный момент существует сразу несколько способов “сбить” астероид с пути к Земле. Остановимся подробно на основных.

Гравитационное отклонение астероида

Если астрономы сумеют засечь опасный астероид заблаговременно, то наилучшим решением будет запуск космического зонда, а точнее – космического тягача, который приблизится к астероиду и полетит рядом с ним. Этому зонду даже не надо врезаться в астероид, достаточно просто двигаться рядом, синхронно.

Главной задачей тут будет создание максимально тяжелого аппарата, и тогда его притяжение в скором времени приведет к изменению орбиты астероида.

Это звучит невероятно – ведь, сила, с которой аппарат будет притягивать астероид, ничтожна (вспомним громадный вес 2005 YU55). Но если запустить такой зонд за несколько лет до предполагаемого столкновения, орбита астероида сдвинется за это время на много метров или километров. Эта разница будет увеличена в результате действия других факторов (например, притяжение Юпитера) и астероид пройдет мимо нашей планеты.

К сожалению, у метода есть два крупных недостатка: во-первых, астероид должен быть обнаружен действительно очень задолго до столкновения, во-вторых, космический аппарат должен быть очень тяжелым.

Бомбардировка астероида

Если астероид хочет уничтожить нас, можно нанести удар первыми. Зачем зонду мирно лететь рядом с астероидом, когда можно в него врезаться? Это предаст космическому обломку кратковременный, но очень сильный импульс, который пусть и не уничтожит сам астероид, но точно отклонит его орбиту.

При этом, человечество уже имеет подобный опыт. В 2005 году NASA послала зонд, врезавшийся в комету Темпеля 1 для определения ее состава, японские зонды успешно “приземлялись” на астероид Итокава, спускаемый аппарат с зонда “Розетта” не менее успешно “приземлился” на комету Чурюмова — Герасименко.

Кроме простого столкновения, человечество может воспользоваться для защиты и настоящим оружием. Если астероид слишком велик для результативного столкновения и замечен слишком поздно для гравитационного пути, можно попробовать взорвать его ядерным зарядом.

Но это – последнее средство, потому что астероид, а точнее то, что от него останется, продолжит лететь в направлении Земли.

Самый напрашивающийся вариант – разбомбить астероид на подлете. Проблема в том, что сам астероид от этого никуда не девается и его обломки продолжают движение.

Испарение астероида с помощью направленной солнечной энергии

Довольно экзотический вариант для тех, кто не уверен в силе “космического тягача” и не доверяет “серьезным аргументам” военных.

К астероиду можно загодя послать группу маленьких космических аппаратов, снабженных фокусирующими зеркалами. Эти крохотные зонды, добравшись до астероида, займут места на орбите вокруг него и дальше полетят рядом с ним.

При этом они ориентируют свой зеркала так, чтобы солнечный свет попадал на опасный камень в одной точке. Это позволит нагреть это место до такой степени, что камень начнет испаряться, создавая реактивную струю, которая будет работать как двигатель малой тяги, уводя астероид с его текущей орбиты.

Правда, этот вариант пока стоит на грани фантастики: для такой миссии у человечества пока нет технологий, но формации спутников активно развиваются, и концепция «интеллектуальной пыли», множества крохотных аппаратов, рассматривается в приложении ко многим задачам.

Астероид запеченный в фольге

Еще одна интересная, но, также пока нереализуемая идея – обернуть астероид фольгой или чем-то вроде неё. Это приведет к увеличению отражательной способности астроида почти до 1, и фольга начнет действовать как космический парус.

Солнечное давление повысится, создавая силу, изменяющую орбиту. Преимущество этого подхода по сравнению с «интеллектуальной пылью» в том, что как только астероид упакован, о нем можно забыть, а его вращение не будет играть никакой роли, тогда как при активном воздействии всю формацию аппаратов придется вращать вместе с астероидом, а это потребует больших затрат топлива.

Как можно понять из описания, такой способ проще придумать, чем попробовать реализовать на практике.

Зачем использовать пассивный «космический тягач», если можно сдвинуть астероид с орбиты активным способом – прицепив к нему реактивный двигатель?

Можем ли мы вовремя обнаружить опасный астероид?

Как ни странно, способ увода астероида подальше от Земли или его уничтожения – не главная проблема. Намного важнее его вовремя заметить, ведь надо будет разработать и создать специальный аппарат, а если используется гравитация, послать его заранее.

И вот именно с обнаружением астероида и может возникнуть настоящая проблема. Конечно, если взять тот же 2005 YU55, о котором говорилось ранее, то астрономы ещё в 2005 году рассчитали его модель поведения на годы вперед и пришли к выводу, что хоть он и приблизиться к Земле достаточно близко в 2011 и 2015 году, риск столкновения с ним минимален.

Но проблема с астероидами в том, что под действием третьих сил (например, внезапного столкновения с более мелким астероидом, не обнаруженным ранее), они способны очень быстро сменить орбиту и этот факт перечеркнет всю проделанную ранее работу.

Какой из астероидов может превратится в космическую угрозу и сколько у нас будет времени на её устранение – на этот вопрос наши ученые ответить не могут.

Источник