Лазерная система сможет испарять опасные астероиды

В пятницу Земле удалось увернуться от гигантской пули, когда астероид весом в 143 тысячи тонн, известный как DA14, пролетел над Индийским океаном на расстоянии около 27,7 тысяч километров от поверхности нашей планеты. Ученые и инженеры активно ищут способы, при помощи которых они могли бы предотвратить появление опасных астероидов в такой близости от Земли, пока они не успели причинить нам какой-либо вред.

Группа ученых под названием B16 Foundation (названная в честь звезды, на которой жил Маленький Принц в сказке французского писателя) недавно объявила о начале миссии по созданию летательного аппарата, который сможет отслеживать опасные астероиды средних размеров, а недавно возникшая компания Deep Space Industries запустила план создания группы роботов, которые смогут добывать полезные ископаемые из астероидов и даже уничтожать космические камни.

Двое ученых из Калифорнии выдвинули предложение по созданию лазерной платформы, которая способна превращать астероиды в пар на расстоянии до 150 миллионов километров – то есть на расстоянии от Земли до Солнца. Работая синхронно, лазеры смогут полностью уничтожать угрожающие Земле астероиды или же менять траекторию их движения. Ученые называли свою орбитальную платформу Directed Energy Solar Targeting of Asteroids and exploRation или сокращенно DE-STAR.

Филип Лубин (Philip Lubin), космолог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, и Гари Хьюз (Gary Hughes), статистик из Калифорнийского политехнического университета в Сан-Луисе, рассказали о своих планах репортеру The Times.

Амина Хан: Почему лазерная установка по уничтожению астероидов имеет такое большое значение?

Гари Хьюз: Существует вполне реальная угроза того, что однажды комета или астероид столкнется с Землей, нанеся миру вред, масштабы которого трудно предсказать. Я считаю, что мы обязаны найти эффективные способы свести эту угрозу к минимуму. Именно поэтому Филип и я так заинтересованы в разработке нашей системы.

Филип Лубин: Мы хотим начать испарять астероиды, когда они уже движутся по траектории, которая приведет их к столкновению с Землей, но при этом они находятся достаточно далеко, чтобы представлять собой угрозу. Это как если бы вы увидели, что на вас движется машина, и попытались бы уклониться от нее. В нашем случае, чтобы избежать угрозы, мы намереваемся ее испарить.

- Как работает ваша установка?

Лубин: Мы не собираемся взрывать астероиды, как Звезду Смерти в «Звездных войнах», когда в результате простого нажатия на кнопку была уничтожена целая планета. Фактически мы используем лазерный луч как паяльную горелку, которая постепенно испаряет астероид.

Испарение будет занимать некоторое время. В нашем случае нам потребуется несколько месяцев, чтобы превратить в пар астероид диаметром в несколько сотен метров – то есть такой астероид, который при столкновении с Землей может нанести существенный ущерб. Астероид, который привел к гибели динозавров, был около 10 тысяч метров в диаметре.

- До какой температуры должен нагреться астероид, чтобы начать испаряться?

Лубин: Для этого нужно, чтобы температура поверхности астероида поднялась примерно до 2,7 тысячи градусов по шкале Цельсия. При помощи лазеров мы может увеличить ее примерно до 5,4 тысячи градусов по Цельсию, что является примерной температурой поверхности Солнца. Если достичь такой температуры, то все известные нам вещества начинают испаряться. То есть если нагреть до такой температуры кусок бетона, он просто превратится в пар.

 - Разве может один единственный лазер сделать это?

Лубин: Нет. Нам недостаточно просто иметь большой заряд энергии в световом луче: из-за волновой природы света он может дифрагировать таким образом, что луч будет расплываться. Необходимо сфокусировать эту энергию, чтобы увеличить температуру до значений, при которых астероид фактически начнет закипать. Чтобы сфокусировать луч света на значительном расстоянии, вам понадобится большая, обладающая пространственной протяженностью структура.

 - Может ли она испарить любой астероид?

Лубин: При помощи нашей лазерной платформы мы предлагаем уничтожать астероиды диаметром до 500 метров путем непосредственного испарения. Что касается астероидов большего диаметра, то мы предлагаем изменять их орбиту, вызывая газовые струи на их поверхности при помощи той же техники, то есть увеличивая температуру поверхности, а затем позволяя нагретому участку поверхности действовать подобно реактивному двигателю.

 - Все это похоже на научную фантастику. Возможно ли воплотить ваши замыслы в жизнь, имея в распоряжении современные технологии?

Лубин: Эта не совсем та система, которую мы сможем построить уже завтра. Эта система в настоящее время относится к пограничной области развития технологий.

Мы предлагаем развивать существующие технологии. Безусловно, должны произойти некие технологические прорывы, но их вряд ли можно будет отнести к разряду чудес.

 - Какое место занимает ваша идея среди ее конкурентов?

Хьюз: некоторые инициативы, о которых я слышал, заключаются в том, чтобы взрывать астероиды в небе при помощи других видов оружия, в частности ядерной бомбы, или при помощи тех же бомб менять их траектории так, чтобы они не могли столкнуться с Землей. Полагаю, что некоторые из предложений вполне осуществимы, но я также считаю их очень сложными в реализации.

 - Можно ли использовать эту технологию в каких-либо других областях?

Хьюз: Существует довольно смелая идея добычи из астероидов редкоземельных элементов: эти элементы редко встречаются на Земле, однако астероиды часто богаты ими. Все пытаются найти новые источники этих элементов, чтобы создавать, к примеру, аккумуляторы для гибридных автомобилей. По этой причине многие видят в астероидах их экономический потенциал. Если мы испарим поверхность астероида при помощи лазера, то путем анализа линий поглощения мы сможем определить, из каких элементов состоит этот астероид.

Лубин: Способность уничтожать астероиды – это лишь один аспект нашей работы, однако я бы не назвал этот аспект самым важным. Мы считаем, что наша технология может быть использована для дальнейшего увеличения скорости исследования солнечной системы, которого нельзя добиться, имея в своем распоряжении только химическое топливо. Мы провели некоторые расчеты, которые показывают, что со значительной долей вероятности небольшие роботизированные аппараты смогут достигать поверхности Марса всего за несколько дней.