Только атом защитит Землю от астероидов

С развитием технологий человечество получило возможность отслеживать ситуацию в ближнем космосе. Ученые фиксируют большое количество астероидов, которые потенциально угрожают жизни на Земле. О создании системы защиты от космических тел читателям «СР» рассказывает один из основоположников этого научно-технического направления в России, доктор физико-математических наук, заместитель научного руководителя РФЯЦ-ВНИИТФ Вадим Симоненко.

«В настоящее время опасность столкновения астероидов с Землей очевидна всем. Неясными остаются количественные характеристики этой опасности: время возникновения, масштабы разрушительного и губительного воздействия.

В начале 1950-х годов было доказано ударное происхождение кратера Берринджера в штате Аризона (США), в 5–6 км от каньона Дьябло. Кратер был образован около 40 тыс. лет назад при падении железного метеоритного тела массой около 300 тыс. т. В 1960–1970-е годы в популярной отечественной научной литературе широко обсуждался взрыв космического тела 30 июня 1908 года над бассейном Подкаменной Тунгуски. Полет его наблюдали многие. Вывал леса на площади около 2,2 тыс. км² позволил оценить высоту взрыва (около 5 км) и его энергию (около 10 Мт). В то время составлялись каталоги земных и лунных кратеров, оценивалась энергия соответствующих ударов, размеры тел. Широкую известность получила гипотеза о столкновении с Землей относительно большого астероидного тела на границе мезозойской и кайнозойской геологических эр, или мелового и палеогенного периодов, около 65 млн лет назад. На этой геологической границе происходило катастрофическое вымирание фауны, в частности динозавров.

Из общих соображений ясно, что малых тел должно быть больше, чем крупных. Благодаря целенаправленной работе астрономов и астрофизиков уже накоплены данные, которые позволяют оценивать частоту столкновений космических тел разных размеров и разной природы. Но предсказания конкретных столкновений возможны лишь на основе данных по движению конкретных тел. Для этого необходимо дальнейшее развитие средств регистрации, вывод части таких средств в космическое пространство, особенно для того, чтобы предсказывать приближение опасных объектов со стороны Солнца, как было с Челябинским метеоритом. Таким образом, необходимо дальнейшее развитие как средств наблюдения, так и космических технологий для вывода их на орбиту и обеспечения эффективного функционирования там, включая сканирование космического пространства, обработку и передачу на Землю получаемой информации.

Заключительным этапом создания системы защиты нашей планеты является применение такого воздействия, которое предотвратило бы столкновение с Землей космического тела, приближающегося к ней со скоростью около 10 км/с и более. При этом опасность обусловлена превращением кинетической энергии (движения) в энергию взрыва. Даже при такой относительно малой скорости космического тела энергия взрыва при столкновении составляет около 100 т в тротиловом эквиваленте на 1 т вещества. Для Челябинского метеорита (скорость 20 км/с) эта энергия составляла уже 400 т взрывчатого вещества на тонну массы, а для кометных тел, скорости которых могут достигать 70 км/с и более, энергия взрыва будет еще больше.

Идеи использования ядерных зарядов для воздействия на космические объекты стали появляться уже в 1960-е годы, когда в США и СССР проводились работы по применению ядерных взрывных устройств (ЯВУ) в мирных целях. В США такие работы были свернуты в 1973 году. В СССР мирное применение ядерных зарядов было больше востребовано, и работы проводились до 1988 года. Научный руководитель нашего института Евгений Иванович Забабахин говорил: «Дай бог, чтобы наши ядерные боезаряды никогда не применялись, а наши мирные заряды пусть работают». В конце 1980-х годов начали обсуждать возможность полного запрета ядерных взрывов. При этом предлагалось запретить и мирное применение, чтобы исключить возможность совершенствования боевых зарядов под таким предлогом. В Договоре о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, который Россия подписала в 1996 году, предусмотрен механизм возможного разрешения. Для американских и советских специалистов ядерных центров очевидно, что крупномасштабная опасность столкновений космических тел с Землей является тем случаем, при котором потребуется экстренное применение ЯВУ.

В 1991 году группа ученых снежинского центра — Владимир Ногин, Олег Шубин, ныне директор департамента разработки и испытаний ядерных боеприпасов и военных энергетических установок «Росатома», Дмитрий Петров, ныне главный конструктор РФЯЦ-ВНИИТФ,— по моей инициативе выполнила работу, в которой рассматривались задачи ядерного воздействия на астероиды и просчитывались эффективные способы такого воздействия. Расчеты вели с помощью суперкомпьютера, весьма скромного по современным масштабам. В 1992 году на Забабахинских чтениях мы выступили с докладом, в котором были рассмотрены все типы ядерного воздействия на астероиды. В январе 1993 года мы с Дмитрием Петровым представили наш доклад в Тусоне (США), где профессор Аризонского университета Том Герлз проводил конференцию «Опасность комет и астероидов». Параллельно аналогичные работы выполнялись американскими учеными, поэтому, объединившись с доктором Джондейлом Солемом из ЛосАламосской лаборатории, мы опубликовали эти материалы в одноименной монографии, изданной под редакцией профессора Герлза.

Иллюстрация: Крис Фосс

Кроме ядерного заряда, нет другого источника энергии, способного эффективно воздействовать на крупный астероид. С помощью обычных взрывчатых веществ даже астероид размером 100 м сдвинуть с траектории или разрушить невозможно, не говоря уже об астероидах размером 500 м или 1 км. Главные вопросы при предотвращении столкновений опасных объектов с Землей — где находятся эти объекты и когда прогнозируется столкновение.

Если есть время для упреждения, то имеется принципиальная возможность скорректировать орбиту даже 10-километрового астероида. Но выполнять такие сложные задачи нужно весьма осторожно: необходимо правильно разместить на астероиде ядерные взрывные устройства и синхронизировать взрывы таким образом, чтобы исключить развал тела на плохо контролируемые части. Для реализации такой сложной программы необходимы знания свойств астероида, то есть нужно провести достаточно сложные исследования.
«МИРОВОЕ СООБЩЕСТВО БУДЕТ СОТРУДНИЧАТЬ С НАМИ ТОГДА, КОГДА У НАС БУДУТ ДОСТОЙНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ. ТАК БЫЛО РАНЬШЕ, ТАК БУДЕТ И В ДАЛЬНЕЙШЕМ»

В 1994 году комплекс вопросов опасности космических столкновений и их предотвращения мы обсуждали на конференции «Космическая защита Земли» в Снежинске с участием американских ученых из ядерных лабораторий, университетов и NASA. В состав американской делегации входил доктор Эдвард Теллер. Он настаивал на необходимости ядерных взрывных экспериментов в космосе. Немногие присутствующие американские ученые были согласны с ним. Мы придерживались позиции выполнения исследовательских программ без таких экспериментов. В следующем году Ливерморская лаборатория организовала конференцию «Планетарная защита», на нее пригласили 11 российских ученых. На этой конференции уже не было такой поляризации позиций. Более того, параллельно по инициативе Эдварда Теллера было проведено совещание о необходимости и возможности предсказания и наблюдения столкновений космических тел малых размеров, меньше Тунгусского метеорита.

Падение Челябинского метеорита убедительно показало правильность выбора этого направления. Современный научный уровень исследований и технологий был проанализирован на Забабахинских чтениях 2014 и 2017 года. В развитие работ по космической защите Земли (КЗЗ) мы предлагаем начать экспериментальные исследования близко пролетающих космических тел. Такие тела сближаются с Землей примерно раз в месяц. Целесообразно использовать эти сближения, чтобы развить технологии исследования их свойств в космосе, набрать статистику свойств, отработать технологии встречи опасного объекта, нацеливания на него. Это послужит созданию технической базы, накоплению знаний, которые станут основой для дальнейшего развития технологий КЗЗ. Подавляющее большинство близко пролетающих космических тел — объекты малых размеров, от нескольких метров до нескольких десятков метров. Близость таких объектов к Земле позволяет при относительно невысоких затратах накопить богатые данные о свойствах пород, из которых они состоят. Параллельно можно отрабатывать компоненты технологии неядерного кинетического воздействия. Именно использование этой технологии предпочтительно для предотвращения столкновений малых тел с Землей в силу эффективного сгорания фрагментов таких тел в атмосфере.

Из-за большой протяженности с востока на запад территория России наиболее открыта для падения космических тел. Фактически в интервале около 100 лет произошло падение Тунгусского метеорита (1908 год), Сихотэ-Алиньского метеорита (1947 год) и Челябинского метеорита (2013 год).

Россия, в принципе, способна развивать самостоятельно систему защиты от опасных астероидов. Для этого необходима четкая программа работ, стремление решить реальные задачи и относительно скромные средства для осуществления. Необходима отечественная система мониторинга, обеспечения космической составляющей работ, согласованное взаимодействие всех служб, включая средства управления в реальном времени и анализа результатов. Дальнейшее продвижение в область глубокого космоса с большим упреждением воздействия получит при этом твердую основу.

Не следует сильно рассчитывать на международное сотрудничество. Россия может и должна создавать систему защиты от астероидов. Мировое сообщество будет сотрудничать с нами тогда, когда у нас будут достойные результаты. Так было раньше, так будет и в дальнейшем. Способ побеждать только один: надо не лениться, а работать, работать слаженно.

Я помню послевоенное время. Было гораздо хуже. Но ведь удавалось все. Наверное, другого пути у нас нет. Надо побеждать!»