«Гравитационный трактор» поможет защитить Землю от столкновения с астероидом

Опасность столкновения Земли с астероидом зависит от размеров космического тела: если оно будет сравнительно небольших размеров, примерно 20 метров в диаметре, то встреча с ним может стать повторением челябинского сценария. Но если диаметр астероида будет как у Тунгусского космического тела – около 100 метров – последствия будут эквивалентны взрыву нескольких атомных бомб, который превратит любой город в руины.

«Один из способов борьбы с астероидами — удар по опасному небесному телу с помощью ракеты. В результате должен появиться большой импульс, который заставит астероид изменить свою орбиту, но этот способ годится для тел, диаметр которых не превышает 100 метров», — отмечает первый автор исследования, заведующий кафедрой небесной механики СПбГУ Константин Холшевников.

Другой – радикальный способ – взрыв астероида с помощью ядерной бомбы. Если диаметр тела не превышает 100 метров, то способ сработает, однако если габариты астероида больше, то взрыв разрушит его не полностью, но все же поможет изменить траекторию оставшейся части и обезопасить планету. Но есть одно но: если астероид уже летит на Землю, такой способ не годится, ведь большинство астероидов, прежде чем ударить по планете, несколько раз с ней сближаются, и взорвать его нужно именно тогда, когда он прицельно полетит в сторону Земли. Только так можно будет гарантировать, что осколки рассеются в пространстве и не будут угрожать человечеству.

Группа ученых из СПбГУ рассчитала возможность применения мирного способа борьбы с астероидами: астрономы считают, что отклонить космическое тело с орбиты столкновения с Землей можно с помощью двигателя малой тяги.

«По нашим расчетам, астероиды диаметром до 55 метров при тяге двигателя 1 ньютон можно отклонить примерно за один год. Если тело до 50 метров, то при тяге в 20 ньютонов его можно отклонить за месяц. Если диаметр до 150 метров, а тяга двигателя составляет 20 ньютонов, на выполнение операции потребуется год», — рассказывает Константин Холшевников.

Ученые создали модельную задачу, по условиям которой двигатель обеспечивает постоянное тангенциальное ускорение. В этом случае импульс направляется по касательной к траектории астероида и при необходимости увеличивает или уменьшает скорость тела. В результате астероид разминется с Землей. Для того чтобы сильнее изменить направление движения тела, понадобятся более мощные двигатели, но, по словам эксперта, двигатель малой тяги — это самый выгодный вариант с учетом потребления топлива.

Другой вопрос — как установить двигатель на космическое тело с учетом того, что астероид постоянно вращается. Именно здесь может прийти на помощь «гравитационный трактор».

«Предположим, существует относительно большой астероид, скажем, диаметром 100 метров. Рядом с ним пролетает космический аппарат и останавливается относительно этого тела. В результате гравитационного притяжения он начинает падать на этот астероид. Здесь надо включить двигатель, чтобы аппарат уходил в сторону. В результате он потянет за собой этот большой астероид. Получается то же самое — малая тяга. "Трактор" хорош еще и тем, что вращение астероида не играет роли. Если установить двигатель прямо на астероид, он будет вращаться вместе с ним. Но трактор не будет вращаться», — объясняет Константин Холшевников.

При этом оба космических аппарата — «гравитационный трактор» и двигатель малой тяги, который предполагается закрепить на астероиде, — существуют сегодня лишь в теориях и моделях.

«Человечество неожиданно может столкнуться с непредвиденной опасностью. Мог ли кто-нибудь предугадать пандемию коронавируса? Или падение Чебаркульского метеорита? Невозможно узнать заранее, какие ресурсы потребуются для спасения человечества в следующий раз. Справиться с подобными угрозами может помочь развитие науки. Причем особенно важно развивать именно фундаментальную науку», — считает другой автор исследования, доцент кафедры небесной механики СПбГУ Владимир Титов.