На первый взгляд, взрыв, случившийся 15 февраля 2013 года над Челябинском, — просто редкое невезение. Метеороид массой около 10 000 тонн и диаметром 17 м вонзился в земную атмосферу под острым углом со скоростью, превышающей третью космическую (~18 км/с). После закономерного разрушения в стратосфере (предположительно, на 15–25 км) высвободившаяся энергия выбила стёкла во множестве зданий Челябинска. Правда (на второй взгляд), городу очень повезло. Войди метеороид в атмосферу под чуть иным углом или при иной скорости, и взрыв мощностью в 500 кт мог бы случиться в тропосфере. Скажем, в Хиросиме взрыв был в десятки раз слабее, однако его малая высота (600 м) вызвала огромные человеческие жертвы.
| Многочисленные лазерные излучатели систем типа DE-STAR способны не только испарять астероиды, но и передвигать и питать космические корабли. (Здесь и ниже иллюстрации Philip M. Lubin.) |
И тем не менее сам факт взрыва вблизи от города — явление редкое. Скажем, ещё более мощный Тунгусский метеороид взорвался там, где людей было мало, отчего количество выбитых стёкол и пострадавших ограничивалось пальцами одной руки. Учитывая, что взрывы метеорной природы такой силы случаются раз в сто лет, челябинцам просто не повезло.
С другой стороны, назвать случившееся неожиданным можно не в большей степени, чем 22 июня 1941 года или периодическое наступление зимы в России. Собственно говоря, ещё 14 февраля, за день челябинского происшествия, американский исследователь Филип Лубин (Philip M. Lubin) здраво заметил: «Нужно не реагировать на такие угрозы, а предотвращать их. "Пригнись и накройся" — это не вариант».
Ещё в отношении Тунгусского метеороида было точно подмечено: попади он в атмосферу на четыре часа позже — и количество жертв было бы огромным; Выборг исчез бы полностью, а Санкт-Петербург — частично. В общем, будь взрыв над Челябинском такой же мощности (40–50 Мт), пострадавших тоже было бы не 1 147 человек.
Мы не раз писали о мерах по защите от крупных космических тел, способных стать причиной огромных жертв и разрушений. А недавно был назван ещё один сценарий подобных действий.
Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США) под руководством Филипа Лубина разработали модель орбитальной платформы DE-STAR (Directed Energy Solar Targeting of Asteroids and exploRation) из множества небольших лазеров, действующих по принципу фазированной антенной решётки. Используя их комбинированное воздействие, можно полностью испарить направляющиеся к Земле небольшие тела или просто отклонить их с опасного курса.
Зачем тут ФАР? Фазы излучений лазеров в предлагаемой системе меняются комплексно, что позволяет эффективно усиливать излучение в одном нужном направлении и подавлять его во всех остальных. Подобное уже осуществлялось для систем активной радиолокации, однако оптический аналог фазированной решётки, могущий работать в качестве лазера, до сих пор не реализовывался. Именно его создание способно преодолеть ключевую слабость лазерных систем, полагают авторы идеи.
До этого всем устройствам такого рода не хватало мощности, что заставляло разработчиков СОИ нацеливаться даже на использование лазеров с накачкой от ядерного взрыва. Однако концентрация усилий множества малых лазеров фазированной антенной решётки позволит использовать в качестве источника питания обычные солнечные батареи — вроде тех, что применяются на МКС.
«Это не "Стар-Трек", — замечает Гэри Хьюз (Gary Hughes), коллега и соавтор Филипа Лубина. — Все компоненты системы уже существуют. Возможно, не в тех масштабах, что нам нужны, и их развёртывание в необходимых размерах может быть непростым, но эти базисные элементы есть и готовы к применению. Нужно просто скомпоновать их в бóльшую систему, чтобы они стали эффективными».
Авторы концепции предусмотрели различные размерные варианты своей орбитальной платформы. Так, DE-STAR 2, диаметром в 100 м (примерно соответствует длине МКС) вполне пригодна для изменения параметров орбиты астероидов и больших комет — при заблаговременном воздействии на них. Однако уже DE-STAR 4, платформа диаметром 10 км (в сотню раз больше МКС), может выдать излучение, эквивалентное 1,4 Мт в день. Этого достаточно, чтобы испарить астероид 500-метрового диаметра (за тот же год). Испарение же метеороида, подобного челябинскому (17 м), пройдёт куда быстрее.
Самое интересное в рассматриваемом предложении то, что система DE-STAR является по своей природе многоцелевой. Пока опасных для нас астероидов и метеороидов не видно, она способна испарять поверхность иных астероидов, анализируя при этом их химический состав. Иными словами, без предварительной роботизированной разведки появится возможность оценивать запасы платины и редкоземельных элементов на астероидах, намечаемых к разработке той же Planetary Resources. А в свободное время DE-STAR сможет ускорять космические корабли, испаряя топливо в их хвостовой части и обеспечивая энергию для ионных двигателей зондов в далёких от Солнца районах. Помимо огромного роста скорости, подгоняемые таким образом аппараты перестанут нуждаться в источниках энергии, поскольку их подпитка также может быть реализована по лазерным лучам.
| Для полного уничтожения тела размером с челябинский метеороид (17 м) DE-STAR 4 понадобилось бы около двадцати минут. |
Платформа DE-STAR 6, впрочем, намного амбициознее. Она не только способна уничтожать астероиды больших размеров в короткие сроки (не говоря уже об изменении их орбиты), но и может разогнать десятитонный корабль до субсветовой скорости, чего достаточно для межзвёздных путешествий. Размер DE-STAR 6, увы, не называется, но если его цифровое обозначение соответствует размерности, то речь идёт о 1 000 км. «Это [реализация DE-STAR] действительно требует внимания к большому количеству деталей, но чудом не является», — полагает Филип Лубин. Все технологии — и лазерные, и фотоэлементные, используемые для подпитки DE STAR, — учтены в концепте такими, каковы они сегодня.
А теперь вернёмся в сегодня. Нетрудно предсказать, что случится на самом деле. В экстренной ситуации людям свойственны разные типы поведения. Одни, как учительница начальных классов Юлия Карбышева, увидев вспышку в небе, тут же командуют детям укрыться под партами и бегут открывать внутренние двери (для уменьшения последствий ударной волны). Другие обращаются к привычной им в повседневной жизни обсценной лексике повелительного наклонения. Ну а политическое руководство, по всей видимости, ограничится декларацией о создании системы наблюдения и оповещения о событиях такого рода.
Однако будем реалистами: метеороиды обычно малозаметны, и для их обнаружения нужна орбитальная группировка спутников с мощными средствами наблюдения в разных диапазонах. По стоимости её развертывание и содержание будет сопоставимо с ГЛОНАСС, а выгоды от создания неочевидны. Ведь даже после введения в строй такой системы всё, что она сможет, — за некоторое до падения время сообщить о надвигающейся угрозе. Без платформ лазерного противодействия противопоставить метеороидам нечего. Они могут иметь скорости от 11 до 72 км/с, а существующие системы ПВО/ПРО (как США, так и России) рассчитаны совсем на другое. Основываясь на антиракетах, трудно надеяться на успешную противометеороидную защиту в принципе: не стоит ожидать появления ракет со скоростями до 72 км/с.
В этой ситуации лазерные системы противодействия выглядят безальтернативными. Однако их разработка и вывод на орбиту слишком дороги. Самое серьёзное, на что можно рассчитывать, — использование подобных DE-STAR «оболочек» для фактического развёртывания под их прикрытием лазерных систем противоракетной обороны. В отличие от нынешних ПРО, на их создание нельзя отреагировать политическим давлением, поскольку их целью формально будут не баллистические ракеты, а небесные тела.
Ну а реальное создание надёжной противоастероидной и -метеороидной защиты стоит отнести в далёкое будущее — после взрыва чего-нибудь тунгусского над столицей крупного государства.
Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.
Источник: science.compulenta.ru.
Рейтинг публикации:
|
