Читать книгу Смерть с небес - Филип Плейт - Страница 8

Разумеется, большая разница между нами и динозаврами состоит в том, что у них не было космической программы.

Вы сто раз видели это в кино: обнаруживается астероид диаметром в несколько километров с орбитой, ведущей его прямиком к столкновению с Землей. Если ничего не предпринять, он сотрет нас с лица планеты. Берем команду бравых героев астронавтов, или нефтяников с нефтяной платформы, или военных. Они героически отправляются в космос, героически противостоят чудовищному астероиду и героически разносят его на клочки, которые без вреда проливаются звездным дождем на Землю на глазах зевак.

Ну да, выглядит героически. Есть только одна проблема: это не сработает.

Вообще-то, с этим сценарием много проблем. Например, нет никакой гарантии, что, взорвав астероид ядерным оружием, мы уничтожим его. Множество астероидов практически полностью состоят из твердого железа, поэтому ядерная бомба, возможно, лишь чуть-чуть нагреет такой астероид.

Даже если астероид состоит из скальных пород, нет никаких гарантий того, что ядерный взрыв рассеет его на мелкие кусочки. Во-первых, если он очень большой, ядерный заряд может не так уж сильно разрушить его. Но это также зависит от степени плотности астероида.

Было обнаружено, что некоторые астероиды имеют очень малую плотность, и сначала это ставило ученых в тупик. Плотность скальных пород составляет примерно 2–3 г/см³ (приблизительно в два-три раза больше плотности воды). Но некоторые астероиды имеют меньшую плотность. Например, астероид (253) Матильда, обращающийся вокруг Солнца между Марсом и Юпитером, имеет плотность примерно 1,3 г/см³. Он, должно быть, похож на пенопласт. Как такое возможно?

Когда у нас наконец появилась возможность наблюдать астероиды вблизи с помощью космических зондов, оказалось, что они сильно изрыты кратерами. Ясно, что астероиды атакуют своих собратьев: они ударяются друг о друга, оставляя гигантские рытвины на поверхности. Достаточно сильный удар может привести к тому, что астероид разлетится на куски. Но, если скорость удара будет чуть-чуть ниже критической, астероид не разорвет: он расколется от удара, однако фрагменты останутся на месте, как случается при ударе молотком по хрустальному яйцу. Собственные силы тяготения не дадут осколкам астероида разлететься, но он покроется трещинами и расселинами. По сути, это будет куча камней, подвешенная в пространстве.

Что получится, если попытаться взорвать что-то подобное ядерной бомбой?

Эксперт по астероидам, Дэн Дарда из Юго-западного исследовательского института в Боулдере, Колорадо, захотел это выяснить. Он обнаружил, что научные публикации об астероидах содержат не так уж много информации об экспериментах с веществом настоящих астероидов, поэтому решил устранить этот пробел. Он раздобыл пару метеоритов, осколков астероидов. Один был из плотных, твердых скальных пород. Второй был более пористым, и больше похож на астероид (253) Матильда, чем на кусок, скажем, кварца.

Свои образцы он принес в Исследовательский центр NASA им. Эймса в Калифорнии, который гордится своей необычной пушкой: с помощью сжатого воздуха она выстреливает снаряды со скоростью несколько километров в секунду.

Дарда поместил твердый образец в перекрестье прицела пушки и выстрелил в него металлическим шариком со скоростью 5 км/с. Как и ожидалось, метеорит взорвался, разлетевшись на сотни фрагментов.

Затем он поместил в перекрестье пористый образец скальной породы. При попадании шарика метеорит поглотил его и не разлетелся на куски.

«Что, если бы подобный объект приближался к Земле и вы старались его остановить?.. Какой был бы результат, если бы мы выстрелили в него неким снарядом на очень большой скорости для того, чтобы попытаться разбить его? Что, если для того, чтобы разбить его, вы бы попытались поместить рядом с ним небольшой ядерный заряд? Произошло бы именно то, что вы обычно ожидаете в случае твердого скального объекта?» – спрашивает Дарда.

«Вы берете кирпич, берете молоток, ударяете по кирпичу, и он разлетается на куски… вот что вы представляете себе, рассуждая о разрушении астероида.

Но если вы берете мешок с песком и бьете по нему тем же молотком, ничего не происходит. Вы просто слышите глухой звук удара, вот и все…»

Плохие новости для нас. Куча обломков прекрасно поглощает разрушительные удары, поэтому ядерный снаряд не уничтожит астероид. Если мы заметим, что на нас движется такой объект, мы можем бомбить его сколько угодно, а он будет лишь смеяться над нами, пока не врежется в Землю.

На самом деле, многие ученые переосмысливают идею уничтожения астероида ядерным снарядом. Даже если это осуществимо, взрыв приближающейся угрозы имеет огромный недостаток – вместо одного большого опасного объекта в результате образуются тысячи небольших потенциально опасных фрагментов. Это может показаться лучше, чем альтернатива (столкновение с одним гигантским астероидом), но даже камень диаметром 100 м может легко уничтожить большой город. Десять таких одновременных столкновений приведут к катастрофе вне зависимости от точки падения. Да, взрывная сила столкновений будет меньше, но они будут распределены по большей площади, сея разрушения во всем мире, вместо того чтобы быть сосредоточенными в одном месте.

Дарда указывает на еще одну опасность взрыва небольших астероидов. «Если рассмотреть космический состав типового астероида такого размера… в нем достаточно хлора и брома, чтобы уничтожить озоновый слой. Поэтому не важно, упадет ли этот объект в одном месте единой массой, или миллион всех тех мелких фрагментов, образовавшихся после взрыва, все равно обрушится на землю, испаряясь в атмосфере. В любом случае все очень опасные вещества попадут в нашу уязвимую атмосферу».

Тогда, может быть, лучше просто позволить небольшому астероиду упасть на нас, если уж остановить его невозможно?

Разумеется, это не годится, особенно если вы находитесь прямо в центре мишени.

Но, возможно, есть другое решение.

Одно из предложений – не сбрасывать бомбу на астероид, а взорвать ее рядом с ним. Если взорвать бомбу около астероида, скажем, на расстоянии нескольких сотен метров, выделится огромное количество тепла, от которого часть поверхности астероида испарится. Твердые скальные породы или металл превратятся в газ, и это газовое облако мгновенно рассеется, действуя как ракетный двигатель. Оно слегка подтолкнет астероид, сдвигая его.

Ненамного, но в космосе много и не нужно: каждый небольшой толчок делает свое дело. Если взорвать несколько бомб, можно на самом деле сгенерировать достаточную силу, чтобы существенно сместить астероид. Если сдвиг будет достаточным, астероид пролетит на значительном расстоянии от Земли.

А большое преимущество этой технологии в том, что она сработает и для кучи обломков, однако как – мы точно не знаем.

У этого метода есть несколько недостатков. Во-первых, необходимо значительное упреждение. Чем дальше астероид от Земли, тем меньше придется изменять его орбиту, чтобы он не столкнулся с нами. Большинство экспертов считают, что десяти лет будет достаточно, однако им было бы спокойнее иметь 20. Сотня лет вообще было бы идеально. Этот метод лучше сработает на астероидах меньших размеров, потому что их легче сдвигать, но маленькие астероиды более тусклые, соответственно их сложнее обнаружить. Запас времени будет меньше, поэтому ошибки будут недопустимы. Доставить к астероиду одну бомбу сложно; доставить 20 или еще больше – гораздо сложнее.

Другая проблема заключается в том, что практически невозможно предугадать, как взрыв повлияет на орбиту астероида. Его может быть достаточно, чтобы этот камень не попал в нас, или он может перевести его на такую орбиту, что мы столкнемся с ним на следующем витке вокруг Солнца.

Возьмем, например, астероид (99942) Апофис. Это камень диаметром примерно 250 м, пересекающий орбиту Земли, – потенциально опасный объект. При таких размерах и массе его падение вызвало бы значительные разрушения, при этом мощность взрыва составила бы 900 мегатонн (как минимум в десять раз мощнее, чем самый разрушительный ядерный взрыв в истории человечества). Апофис пройдет мимо Земли 13 апреля 2029 г.; в этот раз риска столкновения нет, но он пролетит так близко, что будет ближе к поверхности Земли, чем многие метеоспутники и спутники связи.

Астероид приблизится к нам настолько, что его орбита подвергнется значительному гравитационному воздействию Земли, а насколько она изменится, зависит от того, как близко он пройдет от Земли в 2029 г. Собственно, в космосе есть область, называемая «замочной скважиной», и, если Апофис пройдет сквозь нее, орбита его изменится именно настолько, что при следующем возвращении в 2036 г. он столкнется с Землей.

Эта критическая область не такая уж большая, но, так как мы недостаточно точно знаем траекторию Апофиса, полностью устранить вероятность того, что он пройдет через нее, мы не можем. Эти шансы крайне малы, может быть меньше 1 к 45 000, но изучить этот вопрос стоит.

А что, если Апофис проскользнет прямо в замочную скважину? У нас будет всего семь лет, на то чтобы сдвинуть его для предотвращения столкновения с нами. Лучше с самого начала не допустить его прохождения сквозь замочную скважину. Если мы доберемся до Апофиса ранее 2029 г., нам практически не придется даже толкать его; расчеты показывают, что будет достаточно изменить его скорость всего на несколько тысячных сантиметра в час. Так что можно подумать, что ядерный снаряд в подходящем месте сработает.

К сожалению, нет. Та замочная скважина не единственная: их десятки, тысячи. Первая замочная скважина определяет лишь путь Апофиса при его возвращении через семь лет; другие замочные скважины определяют его положение через 10, 12, 20 лет… вместо спасения, взрыв лишь позволяет нам выиграть немного времени, причем нет никакой гарантии, что мы сможем увести его от какой-нибудь другой замочной скважины или не отколем от него кусок или десять кусков, которые пройдут сквозь другую замочную скважину.

Ключевой вопрос заключается в контроле последующей орбиты, а взрыв ядерного снаряда не настолько деликатный[3]. Нам нужно найти способ поточнее управлять движением астероида.