Все последние события из жизни вулканологов, сейсмологов
Японцев, Американцев и прочих несчастных, которым повезло родиться, жить
и умереть в зоне сейсмической активности

Стихия

Землетрясение, Извержения вулканов, Ледяной дождь, Лесные пожары, Ливни, Наводнения, Огненный смерч, Паводок, Смерчи (Торнадо), Тайфуны, Тектонический разлом, Ураганы, Цунами, град, ледоход

Вулканы

Авачинский, Безымянный, Бромо, Везувий, Даллол, Иджен, Йеллоустоун, Кальбуко, Карымский, Килауэа, Ключевская Сопка, Мерапи, Мутновский, Невадос-де-Чильян, Ньирагонго, Толбачик, Фуэго, Хурикес, Шивелуч, Этна

Тайфуны

Тайфун Нору

Наводнения

Наводнение в Приморье

Районы вулканической активности

Вулканы Камчатки, Вулканы Мексики, Курилы

Грязевые вулканы и гейзеры

Локбатан

Природа

Вулканы, Изменение климата, Красота природы

Наука

Археология, Вулканология

Наша планета

Живая природа, Спасение животных

Ураганы

Тайфун Мэттью, Ураган Ирма, Ураган Харви, ураган Мария

Районы сейсмической активности

Землетрясение в Италии, Землетрясение в Китае, Землетрясение в Турции

Солнечная система

Венера, Марс, Меркурий, Планета Земля, Плутон, Сатурн, Юпитер

Космос

экзопланеты

Астрономические события

Лунное затмение, Метеориты, Противостояние Марса, Суперлуние

Антропогенные факторы

Климатическое оружие

Землетрясения

Прогноз землетрясений

2021-04-28 22:37

ЩИТ И МЕЧ ЦИВИЛИЗАЦИИ.

В настоящее время рассматриваются три основных принципа отражения кометно-астероидной опасности. Это отклонение угрожающего объекта с орбиты встречи с Землей, экранирование Земли от столкновения с угрожающим объектом и, наконец, его уничтожение.

Самый простой способ отклонения небольшого тела — ударное воздействие на него с помощью специального космического аппарата. Если объект диаметром 100 м движется по орбите с перигелием в 0,9 а.е. и апогелием 4,0 а.е., лежащей в плоскости орбиты Земли, то аппарат-ударник массой 100 т при столкновении с таким телом сообщит ему дополнительную скорость 0,25 м/с. Чтобы развести траектории объекта и Земли на 1 млн км, удар необходимо нанести за 9,5 лет до предполагаемого момента столкновения (за это время описанное тело сделает три витка). А вот для более крупных объектов применять этот способ вряд ли целесообразно — ввиду неприемлемо большой массы требуемого космического аппарата.

Не слишком крупный астероид (размером в несколько десятков метров) можно свести с траектории и с помощью специального буксировщика, вариант конструкции которого был предложен в «ТМ», №4 за 2001 г.. Кстати, предназначался он для сугубо мирных дел — транспортировки небольших астероидов с целью их использования в качестве источников сырья для космической индустрии, которую, рано или поздно, человечеству придется создавать. Поэтому, возможно, стоит рассматривать его сразу как транспортную систему двойного назначения.

Если астероид не угрожает Земле непосредственно, а представляет лишь потенциальную опасность, периодически проходя поблизости, то время, необходимое для проведения коррекции орбиты, не слишком критично. В связи с этим на буксировщике целесообразно использовать электроракетные двигатели с ядерной энергетической установкой, характеризующиеся большим удельным импульсом при малом расходе рабочего тела. Однако главной проблемой при этом будет организация хранения на борту аппарата приемлемого количества данного рабочего тела — по самым скромным прикидкам, речь должна идти о 500 — 600 т.

Иначе будет обстоять дело при необходимости защиты от астероида, обнаруженного уже на траектории встречи, например, за несколько десятков суток до нее. Двигатели малой тяги просто не успеют за столь короткий промежуток времени сообщить ему сколько-нибудь существенный импульс.

Реально ли для борьбы с такими объектами создать мощный буксировщик с ядерно-термическим ракетным двигателем? Предположим, что угрожающий объект обнаружен на расстоянии 135 млн км, то есть за 30 суток до встречи с Землей. Пусть для предотвращения прямого столкновения необходимо отклонить его траекторию на 7000 км в сторону. Тогда при наиболее благоприятном взаимном расположении орбит Земли и этого объекта потребуется придать ему импульс около 30 м/с. Простой расчет по формуле Циолковского показывает, что при скорости истечения газов из сопла 10 км/с (прогнозируемой для твердофазного ЯРД) и массе астероида 2 млн т (что соответствует диаметру 100 — 120 м) для этого потребуется 6000 т рабочего тела — водорода. Вывод такой массы криогенного компонента в космос и, тем более, организация его хранения практически неосуществимы.

При заданной массе астероида потребную массу рабочего тела можно снизить только увеличением скорости истечения. Среди двигателей большой тяги такую возможность дают жидкофазный и газофазный ЯРД. В первом случае скорость истечения может достигать 20 км/с, что для вышеприведенных исходных данных соответствует 3000 т рабочего тела. Во втором случае соответствующие величины будут находиться в диапазоне 30 — 70 км/с и 2000 — 860 т. Последняя цифра уже более обнадеживающая. Тогда существенно упростится и проблема хранения рабочего тела на орбите, если в качестве его будет использоваться не водород, а вода. Правда, скорость истечения при этом снизится примерно в 2,2 раза, то есть речь пойдет как минимум о 2000 т воды. Гипотетический сферический бак для ее хранения будет иметь диаметр 16 м. Вроде бы, не так и много. Но при существующих средствах доставки вывод в космос 2000 т полезной нагрузки означает 20 стартов ракеты-носителя типа «Энергия». Кроме того, газофазные ЯРД находятся лишь в стадии теоретической разработки, и об их практическом использовании говорить пока преждевременно, равно как и о создании сверхмощных буксировщиков.

Гораздо более жизнеспособна на данный момент идея «аппарата-диверсанта», доставляющего на астероид ядерный заряд, взрывом которого можно добиться направленного выброса массы и изменения траектории небесного тела. Исходные данные примем прежние (масса объекта 2 млн т и расстояние обнаружения 135 млн км). В этом случае потребуется отбросить 2,8% общей массы астероида со скоростью около 1000 м/с. Использование «ядерно-взрывного двигателя» представляется наиболее перспективным для объектов диаметром свыше километра.

Другой подход к проблеме защиты Земли от опасных космических объектов предполагает экранирование планеты от столкновения. На пути угрожающего объекта с помощью мощного буксировщика с ЯРД, кинетического удара или ядерного взрыва ставится помеха — астероид меньших размеров. Тогда траектория первого тела изменится вследствие полученного при столкновении импульса. Этот метод, получивший название «космического бильярда», оправдывает себя в случае противодействия угрожающим объектам размером в несколько сотен метров. Конечно, такую операцию должны предварять подробнейшие баллистические расчеты, причем необходимо иметь возможность провести их в кратчайшие сроки.

Третий подход подразумевает уничтожение опасных космических объектов или, по крайней мере, их размельчение на фрагменты, последствия столкновения с которыми будут менее катастрофичны. Создание подобной системы, конечно, сопряжено с большими трудностями. Ведь перехватить нужно не самолет, не спутник и даже не боеголовку, а гораздо более массивный и менее уязвимый объект, скорость которого относительно Земли может достигать 72 км/с! Не исключен и вариант, что работать придется против нескольких тел — обломков объекта, расколотого ранее в результате применения одного из описанных выше методов. Кроме того, необходимо соблюсти два условия: осколки разрушенного тела сами по себе должны быть существенно менее опасны для Земли, чем исходное тело, и должен быть обеспечен их разлет, исключающий последующее групповое воздействие на нашу планету.

Исходя из второго требования, перехват по штатной схеме функционирования следует осуществлять на максимально возможном удалении от Земли, что существенно усложняет задачу наведения. Первое же требование обуславливает рост мощности применяемых зарядов и накладывает ограничения на максимальные размеры космического тела, к которому метод разрушения может быть применен. Расчеты показывают, что поверхностным ядерным взрывом мощностью 1 Мт можно уничтожить астероид диаметром в 500 м, а заглубленным взрывом той же мощности — до 1 км. Если задаться требованием, что масса перехватчика, по соображениям удобства его поддержания в оперативной готовности, не должна превышать 20 т, то мощность взрывного устройства будет ограничена 100 Мт, а максимальный диаметр перехватываемого объекта окажется в пределах 3 — 5 км.

Рассматривался специалистами и такой вариант: использовать для разрушения угрожающего объекта энергию кинетического удара, но в этом случае, при равенстве масс цели и перехватчика и при скорости соударения 30 км/с, удастся разрушить лишь тело диаметром до 50 м.

Теоретически возможны и другие способы разрушения космических тел, но их реализуемость ныне представляется весьма сомнительной. И пока человечество не овладеет гравитацией или чем-то подобным, единственным реальным средством поражения, применимым в подобном ударном комплексе, остается ядерный взрыв.

И вот здесь опять встают проблемы отнюдь не технического характера. Ведь перехватчики, базирующиеся на Земле, способны поражать лишь сравнительно небольшие тела на сравнительно малом удалении. То есть создание эффективного ударного комплекса будет неизбежно означать ВЫВОД В КОСМОС ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ, что в настоящее время запрещено международными соглашениями. Да и система, способная свести астероид с опасной орбиты, теоретически может быть использована и для противоположной цели — преднамеренного обрушения его на территорию «потенциального противника». Кроме того, по существующему международному праву падение обломков разрушенного астероида на территорию какой-либо страны, даже в случае предотвращения глобальной катастрофы, будет рассматриваться ее властями как повод для предъявления претензий к государству, запустившему перехватчик. Разрешить эти и многие другие проблемы будет очень трудно. Поэтому реализация глобальной системы космической защиты явится еще и своеобразным показателем «взрослости» человеческой цивилизации.

Но вернемся к инженерным вопросам. Поскольку универсальный метод предупреждения столкновения Земли с космическими объектами, применимый в широком диапазоне их физических свойств, размеров, подлетных траекторий и дальностей перехвата, пока не известен, напрашивается закономерный вывод: глобальная система космической защиты должна быть ЭШЕЛОНИРОВАННОЙ.

Именно по такой схеме построен один из наиболее проработанных на сегодняшний день проектов, предложенный НПО имени С.А. Лавочкина. В нем система защиты Земли состоит из наземно-космической службы обнаружения, космической службы перехвата и наземного комплекса управления. Сама система имеет два эшелона — дальнего перехвата и ближнего, или оперативного. Эшелон дальнего перехвата предназначен для противодействия крупным объектам (размерами свыше 1 км), столкновение которых с Землей может быть предсказано за месяцы и годы. Аппарат-перехватчик целесообразно создавать на базе уже существующих межпланетных космических станций, с использованием отработанных на них технических решений.

Эшелон ближнего перехвата предназначен для борьбы с угрожающими планете объектами в околоземном пространстве. Согласно проекту, на Земле на боевом дежурстве постоянно должны находиться ракеты-носители с навигационными аппаратами, предназначенными для высокоточного определения параметров орбиты и физических характеристик космического тела, и с аппаратами-перехватчиками. Аппарат-навигатор стартует с некоторым опережением относительно перехватчика и, проходя вблизи цели, передает полученные данные на наземный комплекс управления, где на их основе уточняется схема перехвата, а затем передаются соответствующие команды на борт перехватчика. В качестве носителя предлагается использовать российскую конверсионную ракету, созданную на базе МБР СС-19.

В другом проекте, предложенном Челябинским научным центром, для действий в эшелоне дальнего перехвата намечено использовать космические аппараты, несущие на борту ядерные заряды мощностью 10 — 20 Мт. Выводить их в космос должна будет ракета-носитель «Энергия». Комплекс, обеспечивающий ближний перехват, предназначен для уничтожения объектов размером 50 — 150 м методом кинетического удара. Поскольку в этом варианте масса ударников и проникателей составляет 10 — 20 т, их вывод на орбиту способны осуществить ракеты-носители типа «Протон» или «Ariane-5».

Конечно, при более глубоком анализе может выявиться целесообразность включения в предложенную схему новых элементов. Например, сверхдальних перехватчиков, предназначенных для разрушения небесного тела термоядерным ударом на периферии Солнечной системы Хотим мы того или нет, но при реализации столь масштабного космического проекта человечество пока не может обойтись без использования атомной энергии. Конечно, после многочисленных аварий на АЭС, после нескольких десятилетий ядерного противостояния (до сих пор не окончившегося) осознать это будет очень и очень трудно. Но другого пути не дано.

ПОДВЕДЕМ ИТОГ.

Осуществление проекта глобальной системы космической защиты может быть начато уже сегодня — по крайней мере, никаких непреодолимых технических препятствий пока не видно. В отличие от любых «ковчегов» и убежищ, этот проект по самой своей сути не может не быть международным, поскольку предполагает защиту не «избранных», а всего человечества, всей планеты. Его воплощение в жизнь не только существенно снизит вероятность глобальной катастрофы, но и позволит земной цивилизации сделать новый крупный шаг на пути освоения космического пространства, расширит наши знания о природе, а в конечном итоге послужит совершенствованию общества, улучшению качества жизни его членов. Создав и развернув ГСКЗ, человечество существенно увеличит свой научно-технический задел в самых разных областях космонавтики.

Многие специалисты, из числа тех, кто и сегодня не сомневается в необходимости и неизбежности проникновения человека в космическое пространство, все же мучаются над вопросом: куда идти? По какому пути может сейчас развиваться космонавтика, какие цели и задачи должны перед ней стоять? Для того чтобы не растрачивать впустую средства, в настоящий момент необходимо предложить детальную, научно проработанную, концепцию освоения космоса. Концепцию, которая будет не только удовлетворять потребности сегодняшнего дня, но также способствовать развитию человечества и решению стоящих перед ним проблем, в том числе носящих глобальный характер. И, думается, создание ГСКЗ должно занять в ней одно из наиболее приоритетных мест.


Источник: epizodyspace.ru