Способы защиты земли от малых объектов вселенной

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

Как защитить нашу планету от астероидов: существуют способы или нет

Российские исследователи из научного университета г. Самары разработали и уже успели провести первые испытания нового лазерного устройства, направленного на борьбу с потенциально опасными астероидами.

Как обезопасить Землю от космических глыб

Стоит отметить, что это не полностью отечественный проект, а совместная разработка самарских ученых, коллег из института РАН и университета Эмори (США). Технология проекта представляет собой уникальную лазерную пушку, где с помощью оптической накачки преобразовываются метастабильные атомы в инертных газах. Руководителем проекта стал американский профессор-химик Майкл Хэвен. Разработка аппарата стартовала еще в 2012 году.

Подобный проект в будущем может дать жизнь компактным лазерам, чья мощность будет огромной – от 1 мегаватта.

Оптическая накачка будет функционировать благодаря излучению диодных лазеров. При такой обработке все атомы инертных газов переходят в состояние возбужденной метастабильности. Подобная манипуляция на выходе даст мощный лучевой поток, способный помешать астероидам приблизиться к Земле.

Мониторинг

И все же, как обезопасить нашу планету от вмешательства «извне»? На подобный вопрос точно могла бы ответить специальная служба по контролю и мониторингу космического пространства, которую с 1990 года до сих пор не могут создать – одни лишь разговоры. На данный момент в распоряжении ученых Земли есть лишь мощные телескопы, которые способны определить потенциальную угрозу. К примеру, любое космическое тело размером от 150 метров будет зафиксировано в точке между орбитами Марса и Меркурия.

Но несмотря на всю мощность, этого весьма недостаточно. Первым делом следует разработать аппараты, которые способны отслеживать астероиды в размере менее 150 метров в поперечнике. Подобный «снаряд» был причиной инцидента в г. Челябинске.

Стоит отметить, что большинство орбитальных и наземных обсерваторий, где автоматически пытаются выследить приближающиеся к планете космические тела, на данный момент теряют свои полезные функции. Каждую секунду через вычислительные «фермы» таких центров проходит огромное количество собранных данных, и как следствие система не справляется с оперативной обработкой полученной информации.

Сейчас технологический процесс не собирается сделать настолько масштабный скачок. И поэтому количество данных, которые необходимо обработать, значительно выше, чем производительность современных вычислительных устройств.

Чтобы создать эффективную линию защиту от космического «дождя» в-первую очередь нужно пересмотреть такую науку как «Математика». Никто не спорит, за последние пару сотен лет человечество колоссально продвинулось во всех науках, однако «Математика» осталась на уровне XIX века и в данный момент она не отвечает нынешним запросам естественных знаний. Возьмем, к примеру, задачу о взаимодействии гравитации между тремя телами.

В абсолютном большинстве случаев, решение данной задачи будет очень приблизительным. Не стоит забывать о том, что космическое тело также взаимодействует с другими гравитационными источниками. Именно поэтому можно лишь приблизительно рассчитать траекторию полета малых космических тел.

Также известны случаи, когда небесные тела попросту «исчезают» с рассчитанной ранее траектории и появляются в совершенно другом месте. Ученые объясняют это тем, что орбиты астероидов непостоянны и в процессе движения могут изменяться. Последним примером является астероид Таутатис. Это небесное тело вытянутой формы, длина которого около 2,5 километров. Движение данной «скалы» астрономы называют «хаотическим». Подобное явление произошло из-за того, что тело находится в постоянном резонансе между Юпитером и Землей, поэтому его траектория постоянно меняется.

Космический «бильярд»

В научных кругах есть любопытная версия, как обезопасить Землю от астероидов – «выбивать» большие космические тела кометами малых размеров, тем самым изменяя их траекторию движения.

В теории это выглядит так: выбирается одна комета, которая направляется в сторону потенциально опасного объекта, а потом на этот «мини-биток» посылают специальный аппарат, работающий на энергии самого объекта. Подобное устройство играет роль «штурмана», тем самым направляя комету на приближающуюся угрозу.

Облако из стальных игл

Навстречу астероиду отправляется ракетоноситель с миллионом стальных иголок на борту. В ходе контролируемого взрыва, иголки попадают в космос и образуют искусственное облако. При столкновении с таким количеством иголок, небесное тело, которое летит с ужасающей скоростью, просто превратиться в пыль.

Подобный эксперимент уже проводился в 1963 году военными и учеными США. В ходе операции, часть Земли покрылась слоем из 500 млн. иголок. Однако направлено это было не на борьбу с космической угрозой, а чтобы защитить свои радиотрансляции от прослушивания со стороны советской разведки.

Длина «стального облака» была 40 километров, ширина – 30. Через месяц после успешного запуска облако рассеялось.

Примечательно, что про данный подход вспомнил русский ученый, профессор и доктор технологических наук Юрий Чудецкий. Он подчеркнул, что благодаря этой технологии можно было с легкостью избежать «встречи» с челябинским астероидом.

Источник

Защита Земли от опасных космических объектов

Исследование вариантов безопасности Земли от столкновения с астероидами. Открытие, исследование и характеристика астероидов. Варианты решения проблемы обеспечения комето-астероидной безопасности. Изменение траектории движения космического объекта.

Рубрика	Астрономия и космонавтика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	23.10.2017
Размер файла	228,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В последние годы наряду с другими проблемами выживания человечества очень серьезно заявила о себе проблема кометно-астероидной опасности. Наблюдательные данные и теоретические оценки малых телах Солнечной системы, новые факты о катастрофических столкновениях в — все это произвело существенный сдвиг в восприятии научными кругами и общественностью той реальной опасности, которую представляют собой столкновения крупных космических тел с Землей. Все больше возрастает понимание того, что падения крупных космических тел на Землю играли очень важную роль в развитии жизни на Земле в прошлом и могут оказать решающее влияние на нее в будущем.

Цель работы — Анализ результатов по данной проблеме и создание возможного проекта по проблеме защиты Земли от опасных космических объектов.

— Аналитическое изучение литературы о структуре Солнечной системы и проблемах космических полётов к небесным телам;

— Исследование вариантов безопасности Земли от столкновения с астероидами;

— Авторский проект возможного проекта по безопасности Земли от космических объектов;

— Создания презентации по выбранной теме и теста по проблеме.

1. Астероидная опасность

1.1 История, открытие, исследование и характеристика астероидов

О том, что в Солнечной системе между орбитами Марса и Юпитера движутся многочисленные малые тела, было известно около 200 лет назад. И. Кеплер, наблюдая за Марсом пришёл к выводу, что совершенству Солнечной системы мешает непомерно большой пустой промежуток между орбитами Марса и Юпитера и решил, что там должна находиться планета. Ученые, исследующие Солнечную систему, искали планету, находящуюся между орбитами Марса и Юпитера. В1766 г мало известный профессор физики Иоганн Даниель Тициус впервые сформулировал найденный им правило планетных расстояний. В 1772 г. 25-летний немецкий астроном Иоганн Боде поместил формулировку правила Тициуса в своей книге «Руководство по изучению звездного неба». Боде предсказывал на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца существование не спутников Марса, а «большой планеты», которая должна совершать полный оборот вокруг Солнца за 4,5 года. Было сформулировано «Правило Тициуса-Боде». Постепенно это правило обрело популярность, и убедило многих астрономов в правильности поисков пятой планеты, чья орбита расположена между орбитами Марса и Юпитера.

Было создано специальное общество, которое занималось поисками этой планеты и называло себя «небесной полицией». Сообщество состояло из двадцати четырёх астрономов, каждому из которых надлежало исследовать один час зодиака для отыскания неизвестной планеты. В Палермо итальянский астроном директор обсерватории Джузеппе Пиацци уже много лет вел наблюдения положений звезд для составления звездного каталога. Работа близилась к концу. В первый вечер XIX в., 1 января 1801 г., Пиацци обнаружил в созвездии Близнецов слабую звездочку, с блеском около 7 m , которой почему-то не оказалось ни в его собственном каталоге, ни в каталоге Христиана Майера, имевшегося в распоряжении Пиацци. На следующий вечер оказалось, что звездочка имеет не те координаты, что накануне: она сместилась на 4′ по прямому восхождению и на 3′,5 по склонению. На третью ночь выяснилось, что ошибки нет и что звездочка медленно перемещается по небу. Шесть недель следил Пиацци за странной звездой. Но наблюдения прервала болезнь. Поправившись, Пиацци уже не смог найти её. Непрерывно перемещаясь, объект затерялся среди слабых звезд.

В это время 23-летний, еще никому не известный, Карл Фридрих Гаусс увлекся созданием методов обработки астрономических наблюдений. Он решил попытаться определить эллиптическую орбиту новой планеты по имеющимся данным. Для этого ему пришлось разработать новый метод, который прославил Гаусса и известен теперь в небесной механике как метод определения эллиптической орбиты по трем наблюдениям. Объединив результаты всех наблюдений с помощью созданного им же несколько раньше метода наименьших квадратов, Гаусс определил, что орбита объекта лежит между орбитами Марса и Юпитера и что большая полуось ее (2,8 а. е.) точно совпадает со значением, предсказанным законом Тициуса-Боде. Сомнений не осталось: это была искомая планета.

Пиацци назвал её Церерой, в честь богини — покровительницы острова Сицилия. Новая планета заняла, как будто, равноправное положение среди остальных, к радости астрономов, заполнив брешь между Марсом и Юпитером. Церера, как и остальные планеты, была холодной и светилась отраженным солнечным светом, но очень слабым. В Берлине Генрих Вильгельм Ольберс, немецкий врач и астроном, член Парижской Академии наук, член Лондонского королевского общества и руководитель Берлинской обсерваторией, внимательно следил за движением Цереры. 28 марта 1802 г. он неожиданно неподалеку от нее обнаружил еще одну, но более слабую планетку (около 9 m ). Ольберс дал ей название Паллада, в честь Афины Паллады. Мало того, что Паллада двигалась тоже на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца, уже занятом Церерой, ее орбита к тому же сильно отклонялась от плоскости эклиптики (на 35°). Позднее была открыта Юнона, Веста. Несмотря на малые размеры, Церера, Паллада, Юнона и Веста стали включаться в общий список планет. Пиацци предложил именовать новые члены Солнечной системы планетоидами (т.е. планетоподобными), а Гершель — астероидами (звездоподобными).

1.2 Общая характеристика астероидов

На сегодня неизвестно точное количество астероидов. Вероятно число малых планет доступных наблюдению с Земли, около 100 000, а их общее число должно составить сотни миллионов. 98% всех астероидов находится между орбитами Марса и Юпитера на расстоянии от Солнца (2,6-3,6) а.е. и образуют так называемый первый пояс астероидов. Большинство из них близко к Земле и Солнцу почти не подлетают. Но есть и нарушители. Например, астероид Икар, подлетает к Солнцу на расстояние, 0,19 а.е. Имеются три группы астероидов, сближающихся с земной орбитой: группа Амура — астероиды, лишь приближающиеся к земной орбите с внешней стороны, группа Аполлона астероиды, небольшая часть орбиты которых лежит внутри орбиты Земли, и группа Атона — астероиды, большая часть орбиты которых лежит внутри земной. Около 2% астероидов не принадлежат к 1 поясу, они рассеяны по всей Солнечной системе. Большинство из них находится за орбитой Нептуна. Первое такое тело открыли в 1992 году. сейчас их известно более 300 — они получили название «пояса Койпера», по имени астронома, который впервые выдвинул гипотезу о его существовании ещё в 50 годах 20 века.

С Земли астероиды наблюдать очень трудно, т. к. в телескоп их диски не видны, и только с появлением космических аппаратов и орбитальных телескопов стал доступен внешний вид астероидов. Это тела неправильной формы покрытые кратерами. Многие астероиды очень малы, поэтому их сила тяжести ничтожна, она не в состоянии придавать им форму шара, поэтому большинство астероидов имеет неправильную форму, так же это подтверждается и тем, что их блеск очень быстро совпадает с ростом фазового угла. И только лишь самые крупные астероиды могут сохранять шарообразную форму, если им удастся избежать столкновения с немногочисленными телами таких же размеров. Столкновения с мелкими телами не могут существенно изменить форму астероида, результатами подобных столкновений являются многочисленные кратеры на поверхности всех астероидов. Все открытые до сих пор астероиды обладают прямым движением, то есть движутся вокруг Солнца в ту же сторону что и большие планеты. И поэтому почти все астероиды движутся в пределах тороидального кольца. Объём этого кольца составляет порядка 1,6 *10 26 кмі. Что касается состава астероидов, то он до сих пор плохо изучен. О веществе астероидов мы можем судить по обломкам, падающим на Землю в виде метеоритов, и по их спектрам. По спектрам выделяют следующие группы астероидов: силикатные -15%, металлические — 10 %, углистые -75%. 98%. процентов всех астероидов Солнечной системы находятся в главном поясе между орбитами Марса и Юпитера.

1.3 Астероиды вблизи Земли

Почти 3/4 века не подозревали, что не все астероиды движутся между орбитами Марса и Юпитера. Первый астероид вблизи Земли был открыт только 13 августа 1898. Это был 433 Эрос, первый астероид-малютка поперечником менее 25 км. В год его открытия он прошел на расстоянии 22 млн. км от Земли. Его орбита оказалась непохожа ни на одну до сих пор известную. Через несколько лет после Эроса, в 1904 г., был открыт астероид 588 Ахилл, движущийся по орбите больших размеров, далеко за пределами кольца астероидов, почти точно по орбите Юпитера. Все астероиды кольца находятся, если так можно выразиться, в безопасной зоне. Но и они все время испытывают возмущения со стороны планет. Самое сильное воздействие на них оказывает, конечно, Юпитер. Поэтому их орбиты непрерывно меняются. Если быть строгим, то нужно сказать, что путь астероида в пространстве представляет собой не эллипсы, а незамкнутые квазиэллиптические витки, укладывающиеся радом друг с другом. Планеты возмущают, конечно, движение не только астероидов, но и друг друга. Но наибольшее возмущение испытывают астероиды. Астероиды отклоняются со своего пути то в одну, то в другую сторону. Чем дальше, тем больше становятся эти отклонения: ведь планеты непрерывно «тянут» астероид, каждая к себе, но сильнее всех Юпитер. Встреча Земли с объектом диаметром порядка 1 км может привести к катастрофическим последствиям. Такие астероиды делят на три группы, по мере сближения с земной орбитой: это группы Амура Атона и Апполона. Установлено, что около 160 космических тел, имеющих размеры порядка 1 км, в своём движении по траектории, пересекают орбиту Земли, а 125 из них уже называют «потенциально опасными». Поскольку, каждый год открывается одна-две сотни неизвестных ранее малых планет, то этот список будет расти. На сегодня известно, около 10 опасных астероидов, диаметром больше 5 км. Но учёные подсчитали, что подобные объекты могут сталкиваться с Землёй не чаще, чем раз в 20000000 лет. В 2004 году в обсерватории Китт-Пик в Аризоне был открыт астероид. Собственное название он получил 19 июля 2005. Назвали астероид в честь древнеегипетского бога Апопа (в греческом произношении — Апофиса), огромного змея, разрушителя, который живёт в темноте подземного мира и пытается уничтожить Солнце в течение его ночного перехода. Выбор такого названия не случаен, так как по традиции малые планеты называют именами греческих, римских и египетских богов. В результате сближения с Землёй в 2029 г. астероид изменит свою орбитальную классификацию, поэтому имя древнеегипетского бога, произнесённое на греческий манер, весьма символично.

Согласно последним расчетам, Апофис сближается с орбитой Земли и, возможно, 13 апреля 2029 года астероид пройдет между Землей и Луной всего на расстоянии 30-40 тысяч километров от нашей планеты. В ночном небе он будет заметен даже без бинокля и телескопа, но должен пролететь мимо. Однако, есть большая вероятность того, что, проходя мимо Земли, астероид попадет в, так называемую, «гравитационную ловушку» после чего траектория астероида может измениться. Вот тогда его шансы столкнуться с Землей будут очень велики. Гравитационная ловушка, а точнее — «точки Лагранжа» впервые были определены ещё в 1772 году французским математиком Ж.Л. Лагранжем. Он показал тогда, что одно из решений задачи трех тел, взаимно притягивающих друг друга, ведет к их устойчивому движению в вершинах равностороннего треугольника. Сам Лагранж отнесся к такой возможности как к математическому курьезу. Но в 1906 году был открыт астероид, который так и движется, имея в других вершинах треугольника Солнце и Юпитер. Со временем были обнаружены сотни аналогичных образований в окрестностях других планет, в том числе и в системе Солнце — Земля. После проведённых радарных наблюдений возможность столкновения в 2029 году была исключена. Однако, следующий визит «сумрачного гостя» в 2036 году грозит еще большими проблемами, потому что вероятность его столкновения с Землей достаточно велика. По Туринской шкале опасность в 2004 была оценена в 4, но вскоре её понизили до 0. Если раньше предполагалось, что вероятность столкновения объекта с Землей составляет 1:45000, то сейчас этот показатель снизился до 1:250000. Апофис не единичный случай. Потенциально опасных астероидов «великое множество». Но на данный момент вероятность столкновения с Землёй всех открытых астероидов ничтожно мала по сравнению с вероятностью того, что Апофис столкнётся с нашей планетой. Если Апофис действительно упадёт на Землю, то жизнь исчезнет с планеты Земля возможно навсегда. От человеческой цивилизации останутся только развалины. А от Апофиса останется лишь огромный кратер, который ещё долго будет свидетельствовать о той страшной трагедии, причиной которой стал Апофис.

1.4 Исследование вариантов «защиты» Земли от астероидной опасности

Для решения проблемы обеспечения комето-астероидной безопасности учёные предлагают разные варианты защиты Земли.

Предлагается изменить либо орбиту астероида, либо разрушить его атомным оружием. Но ни одна страна в мире пока не готова изменить Договор, согласно которому «Государства — участники Договора обязуются не выводить на орбиту вокруг Земли любые объекты с ядерным оружием или любыми другими видами оружия массового уничтожения, не устанавливать такое оружие на небесных телах и не размещать такое оружие в космическом пространстве каким-либо иным образом». Кроме того, точно неизвестны его состав, плотность. Поэтому невозможно рассчитать, куда полетят осколки.

СПОСОБ № 2: КОРАБЛЬ-БУКСИР.

В Европейском космическом агентстве предлагают посадить на астероид космический корабль. Плотно зацепившись за Апофис, он включит двигатели и заставит космическое тело изменить траекторию. Также сейчас корректируют орбиту МКС пристыкованные корабли. Двигатель, мощностью и размерами схожий с теми, что стоят на земных легковых автомобилях, работая на астероиде в течение года, смог бы перенести его на орбиту, заведомо безопасную для нас. Пока люди не умеют сажать аппараты на малые космические тела. Посадка американской станции на астероид Эрос в 2001 году была жесткой — она на большой скорости столкнулась с поверхностью. Нельзя назвать удачной посадку японского аппарата «Хиябуса» («Сокол») на астероид Итокава в 2005 году. Во время нескольких неудачных попыток «Сокол» повредил почти все свое оборудование, и научная программа была скомкана.

СПОСОБ № 3: СОЛНЕЧНЫЙ ПАРУС.

Заранее к Апофису можно будет запустить аппарат, который пристыкуется к астероиду и развернет на нем солнечный парус. Так называют светоотражающую полимерную пленку толщиной 7,5 микрона (примерно в десять раз тоньше человеческого волоса). Действует он аналогично корабельному. Только роль ветра выполняет солнечный свет. Его частицы — фотоны — ударяют в полимерную пленку, создается давление, и астероид получает дополнительную скорость или меняет направление. Но пока солнечный парус ни разу не испытывали в космосе.

СПОСОБ № 4: ИЗМЕНЯТЬ ОРБИТЫ АСТЕРОИДОВ, ИЗМЕНЯЯ ИХ АЛЬБЕДО.

Теоретически возможно отклонять небольшие, но опасные астероиды подальше от Земли, изменяя количество отражаемого ими солнечного света. Иные показатели теплоотдачи от космического тела, могут сказаться на параметрах его орбиты благодаря эффекту Ярковского. Этот эффект вызывается тем, что при испускании тепла от тела, имеющего неравномерную температуру, более нагретые места подвержены большей силе отдачи от теплового излучения, чем более холодные области. Ярковский заметил различия в импульсах подталкивают объект таким образом, что его орбита слегка смещается. Величина воздействия эффекта относительно мала, но она накапливается с течением времени. Форма астероида, вращение, состав и детали поверхности — все должно быть учтено, чтобы получить точные параметры орбиты определенного астероида. Идея же состоит в том, чтобы изменить поверхностные температуры угрожающего Земле астероида так, чтобы через десятилетия или столетия, его орбита сместилась подальше от нашей планеты.

СПОСОБ № 5: ИЗМЕНЕНИЕ АЛЬБЕДО АСТЕРОИДА.

Неожиданное решение проблемы астероидной опасности созрело в недрах Московского авиационного института. Преподаватели Ю. Чудецкий и И. Денисов стоят, по мнению многих, на пороге открытия мирового масштаба. Они предложили изменить траекторию движения космического объекта, покрасив его поверхность в другой цвет. Технически эта операция не представляет серьезных проблем. Изменится отражательная способность астероида, и он отклонится от своего пути на 1-2 градуса. К аналогичным результатам приведет и уменьшение массы объекта. Этого можно добиться, запустив вокруг странника облако мельчайших частиц, которые будут потихонечку бомбить «бедолагу». Уже сейчас, кто в шутку, а кто всерьез, называют на первый взгляд невинные придумки профессоров шагом на пути создания нового оружия массового уничтожения.

СПОСОБ № 6: КОСМИЧЕСКОЕ ОБЛАКО — ТОРМОЗ.

В основе проекта, выдвинутого российскими учёными, лежит использование для увода астероида с опасной орбиты его собственную кинетическую энергию. На пути движения астероида создается искусственное пылевое образование из малых частиц, которые будут сталкиваться с астероидом, в результате чего он может начать тормозиться, разрушаться и переходить на другую, более безопасную для Земли, орбиту. Это предложение выглядит вполне разумным, хотя на практике его довольно сложно осуществить. Ведь до сих пор не понятно из чего будет состоять данное облако, и как доставить его на орбиту Апофиса. Какова должна быть масса этого облака? Гораздо проще будет разместить на пути астероида некоторое количество небольших космических аппаратов, сравнительно небольшой массы. Они будут помещены на круговую орбиту у астероида, затем будут постепенно на него падать, взаимодействовать с его поверхностью, образуя кратеры с выбросом некоторой массы, пропорциональной кинетической энергии соударяющихся тел, таким образом, опасный объект будет тормозиться и «сходить» с орбиты (ПРИЛОЖЕНИЕ № 8).

2. Гравитационное воздействие

«На астероид можно воздействовать импульсно, то есть взрывом или ударом, а можно гравитационно, подведя к нему космический аппарат определенной массы. Аппарат своим гравитационным воздействием будет оттягивать «Апофис» в сторону от Земли», — К. Стихно инженер НПО. В основе предлагаемого нами проекта защиты Земли от опасных космических объектов лежит подробное рассмотрение именно этого способа.

По оценкам астрономов, астероид имеет неправильную вытянутую форму, его размеры по разным оценкам от 270 до 415 метров в диаметре, поэтому возьмём среднее значения его диаметра: (270 + 415): 2 = 342,5 м. Радиус астероида соответственно будет равен R =171,25 м.

Если принять радиус Апофиса, равный примерно R = 171,25м и предположить, что плотность астероида та же, что и у Земли, то его масса должна быть примерно в (6400/171,25)і = 5,2 * 10 13 раз меньше Земли. Допустим, к астероиду запущен космический аппарат, конечная масса которого равна 10 4 кг. Тогда можно сделать следующий расчёт, который позволит изменить орбиту астероида и сделать её более безопасной для Земли.

Космический аппарат (массой 10 т) сообщает астероиду ускорение, равное

g = f m/rІ ? 6, 67 * 10 -11 *. 10 000/ 171, 25ІІ ? 2,274 *10 -8 (мм/сІ).

Проверка размерности: [((мі/кг*сІ) * кг): мІ] = [м/сІ]

За год скорость связки астероид-корабль изменится на величину:

х = g * t = 2,274 * 10 -8 * 365 * 24 * 3600 = 7,17 * 10 -1 м/с ? 0, 717 мм/с.

За три года можно будет достичь скорости 2,15 см/с.

За 10 лет — 0,717 мм/с * 10 = 7,17 мм/с.

И за это время, например 3 года, астероид сможет отклониться от своей первоначальной траектории на величину: h = хІ: 2 g, как это следует из закона сохранения энергии.

h = 2,15ІІ/2 * 2,274 * 10 -8 ? 1,02 * 10 8 мм ? 1,02 * 10 5 м.

Таким образом, сила притяжения космического аппарата постепенно увлечет астероид в сторону с его траектории. Тяга двигателей космического аппарата может реально изменить его орбиту и «отодвинуть» от опасной для Земли орбиты.

Делая эти предположения для расчета, мы не учитывали плотности астероида, сделали некоторые предположения относительно размеров астероида, исходя из имеющихся данных из Интернета. Если немного расширить рамки задачи, то вырисовываются интересные возможности. Известно, что многие космические тела состоят в основном из металлов (из сверхчистых железа и никеля) или из пород, которые геологи назвали бы ценной высокообогащенной рудой. Теоретически, такие астероиды, будучи переведенными на удобные орбиты, могли бы пойти на переплавку в космических домнах, благо даровой энергии Солнца в свободном пространстве достаточно. Правда, сейчас отливки космического металла по цене будут едва ли не платиновыми, но в будущем, с развитием космических транспортных систем, ситуация может измениться.

Конструкторы предполагают энергетически выгодными для старта одну из наиболее «удобных» с точки зрения баллистики дат: 14 апреля 2014 года, 6 октября 2018 года, 5 мая 2020 года и 17 апреля 2021 года. После 2021 года лететь будет уже поздно….

Доказано, в любой момент, какой — либо астероид или комета может столкнуться с нашей планетой. Прежде чем решить, какой вариант окажется самым действенным в каждом конкретном случае, к опасному астероиду следует направить исследовательский посадочный зонд. Американцы предлагают послать к Апофису небольшой аппарат, заодно выполняющий и научную задачу. На борту он будет нести камеру, лазерный альтиметр, систему связи и, едва ли не главное, — радиомаяк. По плану стартовать в космос Foresight мог бы в мае 2012 года на борту ракеты-носителя Minotaur IV и встреча с Апофисом состоялась бы в марте 2013-года, масса аппарата 1,5 тонны. После 10 дней предварительного изучения астероида аппарат начал бы медленно дрейфовать по орбите вокруг Апофиса. Такой облёт должен продолжаться 30 дней, во время которых Foresight выполнит множество снимков «камушка» в разных диапазонах спектра. Далее зонд уйдёт с круговой орбиты вокруг скалы и просто полетит рядом с ней по общей околосолнечной орбите, на расстоянии в 2 километра от астероида. Дистанцию эту аппарат должен непрерывно измерять лазером. Через 10 месяцев такого совместного полёта люди смогут с высокой точностью определить орбиту Апофиса, поскольку всё это время за самим зондом учёные легко проследят по радиомаяку.

Конкретные меры защиты будут определяться в зависимости от имеющегося запаса времени до столкновения и характеристик, как самого астероида, так и элементов его орбиты.

Проблема космической защиты может эффективно решаться только параллельно с изучением и освоение космоса. Чтобы применить тот или иной способ защиты, необходимо исследовать особенности движения малых тел Солнечной системы. Поэтому создана Всемирная служба космической безопасности.

астероид столкновение космический

1. Энциклопедия для детей. (Том 8). Астрономия. — М.: Мир энциклопедий, 2006 — 688 с.

2. Жаков А.М. Как управляют спутниками. — Лениздат, 1988.

3. Космос. Полная энциклопедия / Ил.Н. Красновой. — М.: Эксмо, 2007. — 248 с.

4. Марленский А.Д. Основы космонавтики. Факультативный курс. — М.: Просвещение, 1985.

5. Рябов Ю.А. Движение небесных тел. — М.: Наука, 1988.

6. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Пер. К Мишиной, А. Зыковой. — М.: Изд. Эксмо, 2006.

7. www. apophis. ru.

8. http: //www.astronaut.ru/bookcase/books/isz/text/06.htm.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Открытие астероидов вблизи Земли, их прямое движение вокруг Солнца. Орбиты астероидов, их формы и вращение, насквозь холодные и безжизненные тела. Состав астероидного вещества. Формирование астероидов в протопланетном облаке как рыхлых агрегатов.

реферат [32,3 K], добавлен 11.01.2013

Межпланетная система, состоящая из Солнца и естественных космических объектов, вращающихся вокруг него. Характеристика поверхности Меркурия, Венеры и Марса. Место расположения Земли, Юпитера, Сатурна и Урана в системе. Особенности пояса астероидов.

презентация [1,3 M], добавлен 08.06.2011

Классификация спутников Земли, виды космических кораблей и станций. Порядок вычисления круговой орбитальной скорости. Особенности движения спутников вблизи Земли. Характеристика электромагнитных волн. Принципы работы аппаратуры оптических спутников.

презентация [10,9 M], добавлен 02.10.2013

Изучение строения и места Земли во Вселенной. Действие гравитационного, магнитного и электрического полей планеты. Геодинамические процессы. Физические характеристики и химический состав «твёрдой» Земли. Законы движения искусственных космических тел.

реферат [43,1 K], добавлен 31.10.2013

Форма, размеры и движение Земли. Поверхность Земли. Внутреннее строение Земли. Атмосфера Земли. Поля Земли. История исследований. Научный этап исследования Земли. Общие сведения о Земле. Движение полюсов. Затмение.

реферат [991,6 K], добавлен 28.03.2007

Источник