«Они несут глобальные катастрофы». Ученые из Волгограда ищут способ защиты Земли от космических пришельцев

Четверо ученых из Волгограда: доктор физико-математических наук Илья Коваленко, доктор технических наук, радиоинженер Владимир Захарченко, а также Юлия Бондарь и Иван Мыльников стали обладателями гранта Российского научного фонда на разработки в области астрофизики. Совместная работа группы посвящена новым, разрабатываемым ими методам исследования астероидов, включая астероиды, опасные для человечества.

По мнению специалистов, попадание в Землю астероида диаметром 300 метров приведет к катастрофе регионального масштаба. После столкновения же с астероидом диаметром в пять километров на планете не останется ничего живого, за исключением разве что самых живучих бактерий либо кажущихся неуязвимыми тараканов. Соответственно, проблема астероидов — малых космических тел — требует серьезного внимания со стороны ученых.

— Эти небесные тела могут быть небольших сравнительно размеров, исчисляемых в десятках либо сотнях метров. Светятся они не собственным светом, они солнечный свет отражают. Значит, они — довольно тусклые, — рассказывает доктор физико-математических наук Илья Коваленко. — Поэтому, как правило, их обнаруживают летящими уже довольно близко от Земли. От нескольких месяцев до нескольких недель до момента наиболее близкого их пролета от планеты. Предлагаемые же нами технологии позволят обнаруживать их на много большем расстоянии — раз приблизительно в двести! Тогда у нас, ученых, будет и гораздо больше времени, чтобы отреагировать на возникшую с их стороны угрозу. Оценить, насколько велики эти небесные тела. Выяснить, пересекут ли они орбиту Земли.

Возможности радарной техники, по словам Илья Коваленко, существенно ограничены энергетикой генераторов излучения. Даже самые совершенные радары имеют мощность излучателей порядка мегаватта. В перспективе возможно отодвинуть эту границу еще много дальше, доведя мощность излучателей до терраватта. А чем большей энергии импульс, тем на более дальних расстояниях можно зондировать с его помощью удаленные небесные тела.

Как рассказывает профессор Коваленко, из-за рассеивания электромагнитной энергии в космосе, для того чтобы увеличить дальность радиозондирования, например в два раза, мощность излучателя сигнала нужно повысить аж в шестнадцать раз. Это означает, что даже при мощности излучателя порядка одного терраватта можно достичь дальности зондирования небесных тел порядка 200–250 миллионов километров. Это примерно расстояние от поверхности Земли до ближайшего к ней пояса астероидов, располагающегося между орбитами Марса и Юпитера. Астероидов в нем — порядка миллиона.

— Несколько раз космические станции, летевшие к Юпитеру либо еще дальше, — говорит профессор Коваленко, — пролетали возле таких астероидов. Но эти космические миссии — очень дорогое удовольствие! Необходимо изготовить космический аппарат, запустить его в космос. Затем ждать несколько лет, пока он долетит до нужного объекта. На всё это, кроме значительного времени, нужны также финансовые затраты в размерах от одного до десяти миллиарда долларов на каждую миссию. Но если использовать новые, прорывные технологии зондирования, с современными генераторами излучения, то с помощью импульса, излучаемого с околоземной орбиты (или, к примеру, с Луны), станет возможным зондировать астероиды главного пояса астероидов! Тогда не нужно будет запускать в космос для этого жутко дорогостоящие аппараты.

По словам профессора, это будет гораздо более дешевый вариант исследований далеких астероидов, нежели используемые сейчас.

— Конечно, качество исследований астероидов будет при этом всё-таки несколько ниже, чем если бы мы исследовали их с близкого расстояния, с космических приборов, — признается Илья Коваленко. — И всё же наши технологии позволят изучать астероиды главного пояса астероидов, получать их изображения с разрешением порядка десяти метров. Это довольно высокая четкость, сопоставимая с той, что достигнута при исследованиях астероидов, летающих в окрестностях Земли, на расстояниях от одного до нескольких миллионов километров.

Не менее интересны и другие идеи волгоградских ученых. Причем их пока что никто не использовал в радиолокационной астрономии — это волгоградское ноу-хау.

— Мы предлагаем строить трехмерные изображения космических объектов, астероидов или ядер комет, — пояснил профессор Коваленко. — Астрономия традиционно позволяет получать изображения удаленных космических объектов такими, как мы видим их на обычных фотографиях. То есть расположенными на воображаемой небесной сфере. Изображения эти двухмерны. Это двухмерная проекция трехмерного мира. Радиолокационная астрономия, однако, дает ученым в этом плане новые возможности по сравнению с традиционной, оптической астрономией.

Профессор Коваленко предлагает представить трехмерное небесное тело. Радиоимпульс, посланный с Земли, достигает его. Затем он его огибает, как бы обтекает. При этом импульс отражается частично от него, рассеивается в пространстве. Этот рассеянный сигнал будет изменяться по мере перемещения импульса по поверхности объекта, астероида. Физики же на Земле при этом собирают информацию — каким он будет, этот отраженный астероидом сигнал? В астрофизике это называется построением радиолокационного портрета небесного тела.

Представим, что такой процесс зондирования происходит много раз подряд в течение времени, соответствующего времени вращения астероида вокруг собственной его оси вращения. По полученным при этом радиолокационным портретам физики с помощью сложных компьютерных подсчетов, в принципе, смогут получить трехмерное изображение поверхности астероида, с разрешением точностью до тридцати сантиметров!

— Решением такой задачи мы и занимаемся, — говорит профессор Коваленко. — То есть тем, как можно было бы по серии радиолокационных портретов астероидов и ядер комет создать их четкую трехмерную модель. Эта задача — очень сложная. Решать ее мы только начинаем, борясь со всеми возникающими здесь проблемами.

Еще один пункт новой программы исследований Ильи Коваленко — попытки заставить вращаться вокруг своей оси излучаемый генератором импульс с помощью специальных устройств и особых фильтров.

— Это также позволит зондировать вращающиеся небесные тела. Выяснить, как именно они вращаются вокруг своей оси в том случае, если ось эта расположена вдоль нашего луча зрения, — рассказывает Илья Коваленко. — Если при этом зондирующий радиоимпульс тоже вращается вокруг своей оси, степень закрученности его при отражении от поверхности такого астероида тоже изменится в большую или же меньшую сторону. А это значит, что мы сможем определить скорость вращения такого астероида вокруг своей оси, что тоже очень важно для нас.

При этом, по словам Ильи Коваленко, современные методы предотвращения столкновения Земли с опасными для нее астероидами существуют только в теории.

— Пока таких возможностей, по сути дела, у них нет. Они еще не созданы технически. Пока лишь отрабатываются такие методики, — рассказывает Илья Коваленко. —  Прежде всего, это оперативное ударное воздействие на сам космический объект, за один либо нескольких месяцев до его пересечения с орбитой Земли. А еще лучше, если это будут годы. То есть астероид возможно таранить. Направить навстречу ему запущенный с Земли искусственный объект. При его столкновении с астероидом траектория движения астероида чуть-чуть изменится. Но этого «чуть-чуть» окажется вполне достаточно, чтобы увести его в сторону от Земли.

Как говорит Илья Коваленко, обговаривается также теоретическая возможность взорвать опасный астероид, послав ему навстречу мощный термоядерный заряд. Однако мощности имеющихся ныне подобных зарядов недостаточно, чтобы раздробить или полностью уничтожить опасное малое небесное тело.

Ученые предлагают и другие варианты решения этой проблемы. Например, установить на астероид своеобразный космический парус, который за счет солнечного излучения (так называемого солнечного ветра. — Прим. ред.) постепенно, за несколько лет, изменил бы траекторию полета. Рассматривается и теория покраски астероида, чтобы он начал излучать отраженный им свет с одной стороны от него несколько сильнее, чем с другой. И это тоже помогло бы изменить со временем траекторию его движения, отводя в сторону от Земли.

— Таких больших размеров астероидов, которые могли бы в Землю врезаться, к счастью, в наши дни не наблюдается, — говорит Илья Коваленко. — Известны астероиды, опасные условно, риски столкновения которых с Землей измеряются в долях процента. Но пренебрегать ими полностью не следует. К тому же сохраняется возможность, пусть и небольшая, что к нам, на Землю, прилетит какой-то астероид со стороны Солнца. Как это было в случае с печально знаменитым челябинским метеоритом. Выявить такой астероид заблаговременно, чтобы предпринять по отношению к нему какие-либо меры, по сути дела, невозможно.