Читать книгу "Космос. Все о звездах, планетах, космических странниках - Борис Пшеничнер"

Проникающую способность ударного модуля можно увеличить, если придать его головной части звездообразную форму. При подлёте к опасному объекту из головной части проникающего модуля выстреливается сверхпрочный стержень, который пробивает в нем удлинённую каверну на глубину более 50–75 м. В этом случае летящий вслед за стержнем проникающий модуль с ядерным зарядом практически не испытывает перегрузки. По расчётам сотрудника МГТУ им. Н.Э. Баумана В.А. Велданова, в предлагаемом варианте астероид поперечником 1–3 км может быть разрушен перехватчиком, который доставит систему проникания массой около 5 т при скорости встречи от 25 до 75 километров в секунду.

Американский космический корабль «Атлантис» причалил к российской станции «Мир»

При разрушении массивного объекта на крупные фрагменты вблизи Земли существует опасность их суммарного катастрофического воздействия. Вот почему следует стремиться к дроблению ОКО на мелкие части и на максимально далёком расстоянии от Земли. В этом случае осколки успеют так широко рассеяться в пространстве, что в земной шар попадёт лишь малая их часть.

Последствия взрыва в очень большой степени зависят не только от размера опасного объекта, но также от его формы, состава и структуры. Вот почему так важно успеть выяснить все эти и некоторые другие параметры ОКО.

Основу космических средств защиты землян от астероидной опасности, несомненно, составят автоматические аппараты. Возможно, лишь для технического обслуживания или модернизации к ним по мере необходимости будут летать космонавты-операторы.

Защита на дальних рубежах

Для воздействия на потенциально опасные, но пока далекие от Земли космические объекты будут применены наиболее мощные ракеты-носители, стартующие со стационарных космодромов. Мы имеем в виду, например, отечественные «Протон» и «Энергию». Расскажем коротко об их возможностях.

Ракета «Протон» — самая большая из используемых ныне космических ракет. При общей длине 44,3 м и поперечнике до 7,4 м ракета способна вывести на околоземную орбиту более 20 т полезного груза. Тяжёлая ракета-носитель «Протон» использовалась в двух- и четырёхступенчатом вариантах. Первый «Протон» запущен в 1965 г. С тех пор ракеты этой серии доставили в космос десятки тяжёлых спутников, орбитальные станции «Салют», все модули орбитальной станции «Мир», а также основные и дополнительные модули Международной космической станции (МКС). В четырёхступенчатом варианте «Протон» выводил автоматические межпланетные станции к Луне, Венере и Марсу.

Успешные испытания сверхтяжёлого ракетно-космического комплекса «Буран-Энергия» прошли 15 ноября 1988 г.

Допустим, опасный объект нам удалось обнаружить за несколько витков до столкновения. До возможной встречи — десятилетия. В этом случае наиболее оптимальным было бы решение изменить его орбиту на пролетную. (Для разрушения объекта потребуется гораздо больше энергии.) Возможны два варианта решения задачи: мощный удар по опасному объекту или длительное воздействие на него. Сегодня теоретически более проработаны варианты ударного — импульсного воздействия на опасные космические объекты для одномоментного изменения его орбитальной (гелиоцентрической) скорости. Этого можно добиться кинетическим ударом по объекту либо термоядерным взрывом.

Проще всего спланировать столкновение посланного зонда с опасным объектом. Правда, для этого зонд должен обладать очень большой массой.

В любом случае к обнаруженному небесному телу придётся запускать космический аппарат, который доставит средство воздействия.

Как показывают расчёты, для выполнения задач противодействия на дальних рубежах возможны несколько вариантов траекторий.

Траектория типа «перехват» — с целью столкновения на встречных курсах — понадобится для нейтрализации долгопериодической кометы или вновь открытого астероида, сближающегося с Землёй.

При воздействии вдоль траектории движения опасного объекта для уменьшения или увеличения его скорости более эффективна встреча с ОКО в перигелии его орбиты. Это будут полёты типа «рандеву» на большом удалении от Земли. В случае встречи вблизи афелия даже при высокой начальной скорости КА (до 20 км/с) скорость встречи будет низкой. Другое дело, если «рандеву» состоится вблизи перигелия. Здесь даже при небольшой начальной скорости космического аппарата скорость столкновения под действием большего притяжения Солнца будет гораздо более высокой.

Ракета-носитель тяжёлого класса «Протон» предназначена для выведения автоматических космических аппаратов на орбиту Земли и далее в космическое пространство

Это все теоретические соображения и расчёты. Но уже готовятся и реализуются космические эксперименты по активному воздействию на малые космические объекты. Например, по проекту Европейского космического агентства к одному из небольших астероидов будет направлен космический корабль с тяжёлым зондом на борту. Сблизившись с астероидом, аппарат ударит по нему зондом-болванкой. Основной корабль, обращаясь вокруг астероида, должен будет выяснить, как от удара изменилась орбита малого небесного тела. Результаты этого эксперимента позволят рассчитать массу и скорость будущих снарядов, необходимых для изменения орбиты астероидов, «нацелившихся» на столкновение с Землёй. О других активных экспериментах будет рассказано ниже.

Таблица дает представление об эффективности удара космического аппарата массой 49 т по АСЗ в перигелии для отклонения его на 1 млн. км.

Диаметр АСЗ, м Необходимое число витков после удара Необходимое время, годы 10 1 0,007 (≈ 2,5 суток) 100 2 6,5 1000 1683 6500

Из таблицы видно, что импульсный удар имеет смысл для воздействия на ОКО размером менее 100 м. На более крупные объекты эффективнее подействовать термоядерным взрывом. По расчетным данным, применение ядерного заряда мощностью до 100 Мт достаточно, чтобы изменить опасную траекторию на пролётную, даже если мы имеем дело с астероидом поперечником 45 км. Напомним, что самый большой из открытых АСЗ имеет диаметр 40 км.