ESA испытает противоастероидную оборону Земли

Цунами, опустошившее побережья азиатских стран в канун Рождества прошлого года, и атлантические ураганы, причинившие колоссальный ущерб восточному побережью США в августе и сентябре этого года, показали, что человечество пока бессильно перед природными катаклизмами подобного масштаба. В декабре 2004 г. астрономы зафиксировали астероид 2004 MN размером около 400 м, предварительный расчет орбиты которого показал, что шансы его столкновения с Землей в 2029 г. чрезвычайно высоки. Только после того как были найдены более ранние наблюдения астероида, позволившие уточнить его орбиту, стало ясно, что вероятность столкновения значительно ниже — по крайней мере, во время его очередного сближения с Землей. Эти выводы были подтверждены недавними доплеровскими наблюдениями при помощи гигантского радиотелескопа Аресибо в Пуэрто-Рико. Тем не менее, в 2029 г. этот астероид сблизится с Землей на рекордное для небесных тел такого размера расстояние 32 тыс. км — меньшее, чем радиус орбиты большинства телекоммуникационных и метеорологических спутников Земли. В момент максимального сближения этот астероид можно будет наблюдать невооруженным глазом.

Случай обнаружения астероида, который реально способен вызвать катастрофу планетарного масштаба, заставил поставить вопрос о том, существуют ли у человечества возможности не только прогнозировать, но и предотвратить катастрофическое столкновение. Ведущие мировые эксперты считают, что такая задача уже сейчас может быть решена. Миссия «Дон Кихот» Европейского космического агентства имеет своей целью конкретную реализацию идеи создания технического средства, способного изменить траекторию любого астероида, потенциально угрожающего столкновением с Землей. Ранее подобный эксперимент с иными декларируемыми целями провело НАСА. Общая концепция миссии основана на традиционных технологиях, которые используются в настоящее время в космической промышленности. Она включает в себя два космических аппарата. Функция первого из них, названного «Идальго», — на относительной скорости около 10 км/сек произвести ударное столкновение с астероидом и передать массивному небесному телу размером до 500 м. импульс, достаточный для того, чтобы изменить его орбиту и увести его в сторону от Земли. Второй аппарат — «Санчо» — предназначен для точного контроля параметров орбиты до и после столкновения. Он сблизится с астероидом за шесть месяцев до эксперимента и будет сопровождать его некоторое время спустя. Одновременно будут производиться научные исследования астероида.

В настоящий момент экспертная группа перспективных концепций ESA закончила первый этап проекта, состоящий в проведении оценки архитектуры космических аппаратов, стратегии запуска, вариантов выбора ракетных двигателей и осуществления предварительных испытаний. Объявлен тендер среди ведущих европейских аэрокосмических компаний на конструкторскую разработку идеи. Конкурс состоится в конце года, по его результатам компании, предложившие два лучших проекта, приступят к стадии конкретной реализации своих разработок. Год спустя ESA сделает окончательный выбор и начнется непосредственное изготовление зондов и научной аппаратуры.

Несмотря на то, что в обозримом будущем Земле не угрожает непосредственная опасность столкновения с массивным астероидом, реализация миссии «Дон Кихот» необходима в качестве «репетиции» для отработки технологий, которые понадобятся при возникновении в будущем реальной угрозы космической катастрофы. Как сообщает ESA, экспертным советом агентства на прошлой неделе были определены два астероида, один из которых станет объектом этого беспрецедентного космического эксперимента.

Популяция NEO — периодически проходящих около Земли астероидов (то есть тех, орбиты которых или пересекают орбиту Земли, или достаточно близки к ней) — состоит из разнообразных объектов с различными физическими характеристиками. Поэтому выбор наиболее подходящих из них для проведения эксперимента оказался непростой задачей. Проведение навигационных маневров вблизи астероида, точных измерений параметров орбиты до и после столкновения и, главное, результативный исход самого столкновения налагают ряд ограничений на форму, плотность и размер потенциального объекта атаки «Идальго». Так, для успешного проведения маневров необходимо знать особенности гравитационного поля объекта, а сам «импактор» должен быть направлен в нужную точку, для чего требуется точная информация о положении центра масс астероида. С другой стороны, чрезвычайно важное значение для проведения навигационных маневров имеет отражающая способность поверхности астероида (альбедо). Проблема состоит в том, что астероиды с высоким альбедо, которые состоят из плотных силикатных соединений, представляют собой хороший объект для навигации, но подходят менее всего для проведения ударного эксперимента. Еще одним вопросом, который волнует общественное мнение, является опасность реального столкновения с Землей изначально безопасного для нее астероида в случае неудачного проведения эксперимента. Это относится не только к обозримому будущему, но и к отдаленной перспективе в пределах нескольких сотен или тысяч лет. Несмотря на то, что специалисты по небесной механике гарантируют точность расчетов по изменению траектории, начальная орбита объекта столкновения должна иметь параметры, удовлетворяющие максимальному запасу безопасности. В частности, такой объект может принадлежать к классу околоземных астероидов, перигелий орбиты которых больше одной астрономической единицы.

Астероиды, отобранные для проведения эксперимента, имеют обозначения (99942) 2002 AT4 и (10302) 1989 ML. Этот выбор представляет собой разумный компромисс между множеством (зачастую противоречащих между собой) критериев. Первый кандидат имеет размер от 160 до 370 м, период обращения вокруг Солнца 2,55 года, имеет вытянутую орбиту, пересекающую орбиту Марса, но, тем не менее, никогда не пересекающую орбиту Земли. Ближайшее сближение с Землей произойдет 16 марта 2053 г., когда астероид будет находиться на расстоянии 6,7 млн. км. Второй имеет диаметр 600 м, период обращения 1,44 года, его орбита также не пересекается с орбитой Земли, ближайшее сближение произойдет 2 июля 2022 г. при минимальном расстоянии 14,9 млн. км. Такой запас минимального расстояния сближений гарантирует стопроцентную безопасность проведения эксперимента «Дон Кихот». Окончательный выбор объекта произойдет в 2007 г.