Момент столкновения в представлении художника, изображение ЕКА
Редкая цель
На анимации другой астероид (185851) 2000 DP107, но Дидим с компаньоном выглядят похоже, видео ЕКА
Между Землей и поясом астероидов движется по орбите достаточно редкая штука — двойная астероидная система. Ее образуют (65803) Дидим диаметром 800 метров и маленький 150-метровый S/2003 (65803) 1 с неофициальным названием «Didymoon» («Дидилуна»). В перицентре астероиды приближаются к Солнцу до 1,013 астрономической единицы, а в апоцентре уходят дальше Марса, в пояс астероидов, до 2,27 а.е.
Изображение Rinby/Wikimedia Commons
Астероиды отнесены к потенциально опасным, но не представляют непосредственной угрозы. В 2003 они пролетели мимо нас примерно в 19 раз дальше Луны, и следующее сближение ожидается в 2123 году. Во время сближения 2003 года астероиды исследовали радаром и, совместив его данные с фотометрическими (яркость в оптическом диапазоне), получили вот такое изображение.
Изображение ЕКА
В 2015 году NASA и ЕКА решили совместно провести эксперимент с изменением орбиты астероида. Проект назвали AIDA, но в 2016 году дороги агентств разошлись, и миссия разделилась на две — непосредственно импактор NASA DART и исследовательский аппарат ЕКА Hera с составляющими ему компанию кубсатами.
DART
DART, изображение NASA
Конструкция аппарата еще может претерпеть изменения, но, поскольку DART представляет из себя кинетическую боеголовку, сложной научной аппаратуры на нем не будет. В то же время, миссия параллельно основной задаче протестирует в полете новые технологии. Первая — ксеноновый электрореактивный двигатель NEXT-C, который является улучшенным двигателем межпланетной станции Dawn и должен будет поступить в коммерческую продажу. Вторая — новые рулонные солнечные панели ROSA. Это не первые разворачивающиеся из рулона солнечные панели, но, например, вариант для телескопа «Хаббл» оказался не особо удачным, и его меняли на жесткие. Здесь же обещают улучшение и компактности и эффективности. Панели ROSA успешно испытали на МКС в 2017.
В свернутом состоянии
И развернутом. Фото NASA
Холодильник из названия публикации связан с размерами аппарата — в высоту он 2,4 метра, а с развернутыми панелями ширина вырастет до 12,5 метров.
Ракета-носитель под DART пока что не определена. Стартовое окно открыто с декабря 2020 по май 2021, и предполагается, что он полетит вместе с коммерческой или военной полезной нагрузкой на геостационарную орбиту. Там DART включит свой двигатель и начнет долгую процедуру разгона к Дидиму.
Схема NASA
К цели, Дидилуне, DART должен приблизиться 7 октября 2022. Скорость относительно астероида в момент столкновения составит 6 км/с, и орбита Дидилуны изменится на 1%, достаточно, чтобы это зафиксировали наземные телескопы. А вот компаньонов от Европейского космического агентства в этот момент около орбиты по сегодняшним планам не ожидается, и в этом состоит главная печаль миссии. Дело в том, что Hera должна стартовать в 2023, а до астероида доберется только в 2026. Уже есть предложение отложить старт DART, чтобы редкое и интересное событие обстрела астероида было зафиксировано непосредственными свидетелями.
Анимация ЕКА
Гера и компания
Анимация ЕКА
Аппарат Hera (Гера, древнегреческая покровительница брака) выполнен сравнительно простым с фиксированными антенной большого усиления и солнечными панелями. В качестве топлива используются стандартные гептил и амил в четырех шестидесятилитровых баках и гелий для наддува. Станция будет весить примерно 420 кг, из которых топливо будет составлять 290 кг, и должна будет отправиться в полет на еще не законченной ракете-носителе Ariane 6.
Научных приборов на «Гере» будет четыре. В видимом диапазоне Visual Imaging System (VIS) будет фотографировать астероид, а работающий в инфракрасном диапазоне The thermal imager's (TIRI) сможет определять свойства поверхности — голая ли это скала, песок или пыль. Также именно TIRI сможет показать нам результат попадания вот в таком виде:
Гипотетический вид кратера в ИК-диапазоне, изображение ЕКА
Также на зонде будут стоять два радара — высокой и низкой частоты. ВЧ радар сможет заглянуть до глубины 10 метров и определить структуру поверхности с разрешением до 0,2 м, а НЧ радар будет способен просвечивать астероид насквозь и узнать его структуру с разрешением 30 м.
Кроме научных приборов на «Гере» будет инженерный эксперимент — радиоканал дополнит лазерный передатчик Optel-D, который позволит проверить возможность лазерной связи на межпланетных расстояниях.
Ну и, наконец, в конструкции предусмотрены места для посадочного аппарата MASCOT-2 (первый высадил на астероид Рюгу зонд «Хаябуса-2» осенью прошлого года) и двух кубсатов форм-фактора 6U. Осенью 2018 ЕКА начало выбирать наиболее интересные варианты и в начале января сообщило, что определилось с финалистами.
APEX, изображение ЕКА
Первым стал Asteroid Prospection Explorer, APEX («Астероидный геологоразведчик»). Его главными научными приборами будут спектрометр для определения состава поверхности и магнитометр. Они отлично дополнят научные приборы «Геры» и вместе с ними позволят собрать данные и о составе, и о структуре астероида. На спутнике будут также оптическая навигационная система, лидар и двигатели, что позволит ему не только фотографировать поверхность с очень близкого расстояния, не рискуя «Герой», но и совершить посадку.
Juventas, изображение ЕКА
Второй аппарат — Juventas, который планируют оснастить гравитометром и низкочастотным радаром. Вместе с «Герой» он сможет проводить эксперименты в радиодиапазоне. Его существование тоже должно будет закончиться мягкой посадкой и работой на поверхности одного из астероидов.
Заключение
С точки зрения небесной механики, идея отклонить астероид контролируемым ударом абсолютно разумная — для астероидов группы Аполлонов, с перицентром в районе Земли, небольшое ускорение от столкновения с земным аппаратом в апоцентре (самой дальней от Солнца точке орбиты) приведет к тому, что астероид уже никогда не сблизится с Землей на опасное расстояние. А с современными телескопами мы достаточно хорошо знаем о потенциально опасных околоземных объектах (больше 140 метров, пересекает орбиту Земли) и можем предсказывать их траектории на десятки лет вперед. Небесные тела размера Челябинского метеорита (примерно 20 метров), правда, сегодняшними средствами заранее обнаружить гораздо сложнее, но и опасность от них меньше.
Также нельзя не порадоваться тому, что кубсаты становятся постоянными спутниками больших аппаратов — они позволяют собирать больше научных данных на новом уровне, и ими легче рисковать.
Комментарии (79)
dfgwer
14.01.2019 08:43Если соединить их тросом, и подтянуть друг к другу… Получим два астероида с заметной силой тяжести. Только если слишком сильно подтянуть развалятся.
Зачем второй астероид, вместо второго астероида жилой модуль. Жилой модуль подлетает к астероиду, крепится тросом. Трос постепенно вытравливаем, одновременно разгоняя жилой модуль так чтобы она висела на одной точке над астероидом. Тем больше радиус, тем больше ускорение и получаем жилой модуль с нормальной силой тяжести.
Edit: Посчитал немного.
a=4*pi^2*R/T^2
T-Период вращения, a — центростремительное ускорение, R — радиус (длина троса)
для а=10м/с^2 и T=10часов получилось 330 тысяч км необходимая длина троса. Как до Луны. Придется астероид дополнительно раскручивать или сделать подвижное крепление. При Т=6минут получается длина троса 33 км, раскрутить астероид до такой скорости прорва энергии понадобится.Jouretz
14.01.2019 09:36Эм, а зачем в этой схеме астероид?
Чем раскручивать кусок булыжника, выгоднее, дешевле и стабильнее будет просто кольцевая станция вращающаяся вокруг своей оси.dfgwer
14.01.2019 09:53Источник ресурсов
Jouretz
14.01.2019 10:26Станция на орбите астероида со спускаемым сборщиком. Либо как вариант станция внутри астероида, что позволит защитить от космических бомбардировок и излучения. Но вот раскручивать астероид, либо изобретать трос в 30км нет смысла. На раскрутку уйдёт как бы не половина материала, ибо чистой энергией вращать мы пока не умеем, плюс надо будет постоянно компенсировать замедления/ускорения из-за столкновений с космическим мусором.
Так что вариант с жестко привязаной станцией не целесообразен имхо.
GiperBober
14.01.2019 09:04Каждый раз, читая подобные новости, вспоминается анекдот:
«1)К Земле приближается астероид.
2)Учёные и военные запустили на перехват астероида ракету с ядерной боеголовкой.
3) К Земле приближается астероид с ядерной боеголовкой на борту»lozga
14.01.2019 10:00+1Именно поэтому проще делать кинетические боеголовки. Энергия от столкновения со скоростью несколько километров в секунду сравнима с ядерным взрывом.
nicholas_k
14.01.2019 11:57Если взять энергию взрыва, например, хиросимской бомбы, то это 15кт тротила, примерно 60 000 000 000 000 Дж.
По формуле кинетической энергии E = m * v * v / 2, мы получаем, что боеголовку весом в 1000 кг надо разогнать до скорости примерно в 346 км/с.
Это очень много. На сегодняшний день мы лучше умеем взрывать ЯО, чем разгонять до таких скоростей.vedenin1980
14.01.2019 12:16Большая часть энергии ЯО на поверхности астроида уйдет в виде излучения в разных диапазонах, нагрева поверхности и т.п. Лишь небольшая часть энергии превратиться непосредственно в кинетическую энергию в нужном направлении. Поэтому нельзя судить только по величине энергии.
nicholas_k
14.01.2019 12:24Насколько я понимаю, тротиловый эквивалент не берет в расчет сопутствующие факторы поражения, вроде излучения. Поправьте, если я неправ.
С другой стороны, нагрев поверхности астероида будет достаточно велик для образования некоторой реактивной тяги. То есть дополнительные поражающие факторы только увеличат вектор кинетического воздействия.
Поэтому очень вряд ли, что болванка даже на 20 км/с сравнится с ЯО, взорванным непосредственно на поверхности астероида.vedenin1980
14.01.2019 12:30С другой стороны, нагрев поверхности астероида будет достаточно велик для образования некоторой реактивной тяги. То есть дополнительные поражающие факторы только увеличат вектор кинетического воздействия.
Нагрев поверхности и такая реактивная тяга гарантированно приведет к вращению (из-за неравновернности нагрева и тяги) и вместо полета в нужную сторону тяга будет дуть во все стороны разом, то есть лететь он будет по той же траектории, но его еще и будет «колбасить» из стороны в сторону и шанс «зацепить» Землю только увеличится.nicholas_k
14.01.2019 12:38С этим тезисом я не могу спорить, но как вы могли заметить, разговор зашел о сравнимости энергий взрыва с энергией болванки.
Если же говорить о точности отклонения, то я не уверен, что с современными технологиями возможно точно направить болванку на астероид при разнице скоростей хотя бы в 30 км/с. Скорее всего попадет немного не туда, немного не под тем углом и тогда тоже возможно вращение вместо отклонения и остальные эффекты.
Все таки на мой взгляд размещение заряда на поверхности и подрыв в точно расчитанное время, будет все же надежнее.vedenin1980
14.01.2019 12:51+1Все таки на мой взгляд размещение заряда на поверхности и подрыв в точно расчитанное время, будет все же надежнее.
Ну как сказать, во-первых, заряд нужно приастероидить точно и без повреждений. Во-вторых, учесть собственное вращения астероида, чтобы он полетел в нужную точку (то есть взрыв должен быть точным до долей секунд, иначе он полетит совсем не туда куда нужно). В-третьих, астероид начнет вращаться и значительная часть энергии может быть потраченной впустую.
Но самое главное, сейчас население и соседи очень нервно реагирует на полет многотонных ядерных бомб куда-то в космос, при реальном писце это не важно, но вот нормально тренироваться с кинетическими снарядами намного проще.nicholas_k
14.01.2019 14:53Так ведь опыт приземления на астероиды в общем то есть.
Кроме того, поскольку мы бьем не шилом, а кувалдой, точность не столь важна. По идее воздействие в любом направлении, кроме чисто вращательного, будет вполне успешным при достаточной мощности.
А вот если мощность невелика, то и точность нужна будет ювелирная.
Так что соглашусь с тем, что для применения ЯО наибольшей проблемой станет взаимная подозрительность ядерных держав. Которая со временем только усиливается.vedenin1980
14.01.2019 15:05Да там дело не только в подозрительности, почитайте какой скандал и штрафы были после падения «Космос-954» и сравните с расфигачиванием «Skylab» об Австралию. А представьте развлившуюся русскую ракету с ядерной бомбой где-нибудь над Нью-Йорком или наоборот американскую над Москвой.
NotSure
14.01.2019 15:51Поэтому эта миссия должна быть международной
vedenin1980
14.01.2019 16:01Это не решает вопроса страхов народа/избирателей «а вдруг оно упадет и у меня за дверью будет новый Чернобыль», объяснения, что даже в самом худшем случае (с шаном один на миллиард) будет не хуже, чем при бытовой аварии в соседнем химзаводе — сложно.
nicholas_k
14.01.2019 16:04Всегда есть возможность, которой пользуются все цивилизованные страны — не сообщать избирателю плохих новостей.
ProstoUser
14.01.2019 19:15Скорее всего попадет немного не туда, немного не под тем углом и тогда тоже возможно вращение вместо отклонения и остальные эффекты.
Думаю, это не имеет особого значения. Удар передаст астероиду импульс равный по модулю и направления импульсу болванки. Какое там в результате возникнет вращение — не важно. Траектория изменится в любом случае.nicholas_k
14.01.2019 19:35Траектория изменится в любом случае и при ядерном взрыве. Вопрос в том куда и как быстро полетит.
Вы играли в бильярд? Попадали когда-нибудь не в центр шара, а в его край?ProstoUser
14.01.2019 20:38В бильярде упругий удар. Биток отскакивает в одну сторону, шар каится в другую и суммарный импульс системы двух шаров сохраняется.
При попадании болванки в астероид упругого удара не будет. Она зароется в поверхность. То есть не будет отскока. В результате суммарный импульс системы изменится ровно на импульс болванки.striver
14.01.2019 20:43Я же не зря снукер назвал.
Первый же эпизод и биток катится в ту же сторонуProstoUser
14.01.2019 20:59Это понятно.
Но еще раз. Принципиальная разница в том, что удар упругий и биток отлетает в сторону. Если биток будет пластилиновым, то все равно, в какое место шара попасть — направление движения после попадания будет в точности совпадать с направлением удара.striver
14.01.2019 21:03Вариантов просто воз и малая тележка, даже больше, чем варианты с бильярдом. Еще немаловажно — не развалить его на части и чтоб получился просто куча мелких. Нужно очень хорошо подумать куда попадать и какую энергию передать, чтоб было нужное отклонение.
ProstoUser
14.01.2019 21:08Вообще, развалить на части — не просто. Достаточно большой астероид врядли получится развались. Куда попадать тоже не важно. Главное, чтобы переданный импульс был достаточно большим, чтобы притормозить или ускорить астероид, чтобы он разминулся с Землей. Это, в основном, зависит от времени до потенциального столкновения и точности измерения параметров его орбиты.
nicholas_k
15.01.2019 09:56Суть не в величине импульса, а в его направлении.
При пападании в край астероида бОльшая часть импульса удет на вращение, а не на отклонение.
А само отклонение будет не по вектору импульса, а в сторону пропорционально отклонению от центра за счет отбрасывания части массы на угол, равный 180 — угол вектора удара к поверхности.ProstoUser
15.01.2019 11:55Если я не слишком путаюсь в школьной физике, импульс линейного движения не может переходить во вращение. Суммарный линейный импульс системы должен сохраниться.
На счет отбрасывания части массы — резонное замечание. Тут все зависит от формы астероида, которая, как мы видим, зачастую довольно сильно отличается от шара. То есть это само по себе весьма слабо предсказуемое явление. Как будет вести себя материал астероида при попадании болванки — это я даже предположить не могу. Будут ли от него отлетать куски и в каком направлении, думаю, зависит от направления удара, конечно, и от материала астероида в очень значительной степени.nicholas_k
15.01.2019 12:36Представьте себе палку в невесомости. Бросьте в нее кусок пластилина таким образом, чтобы он попал ровно в край палки.
Палка немедленно начнет вращаться вокруг центра масс и полетит в направлении линейного импульса. Соотношение того, какая часть линейного импульса преобразуется во вращательный, зависит от соотношения масс куска пластилина и палки.balexa
15.01.2019 13:15Эм, что? «Линейный» импульс во вращательный не переходит. Какой был импульс системы по оси движения куска пластилина, такой и останется. Он не может в принципе поменяться или перейти во вращательный.
nicholas_k
15.01.2019 14:23То есть палка просто полетит по направлению сложения векторов линейных импульсов и не будет вращаться?
balexa
15.01.2019 14:55палка просто полетит по направлению сложения векторов линейных импульсов
Да.
и не будет вращаться?
Почему? Будет. Будет вращаться относительно общего (палки с прилипшим пластилином) центра масс, с суммарным моментом импульса таким же какой был до столкновения у палки и у куска пластилина относительно этого центра.
Но скорость и импульс линейного движения этого центра масс никак не зависит от того, в какую часть палки попадет пластилин.nicholas_k
15.01.2019 15:23Так откуда же возьмется момент импульса, если его не было до столкновения?
balexa
15.01.2019 15:36+1Да с чего это вдруг не было? Кусок пластилина ведь по вашим же словам не в центр масс системы ударил. Значит у куска пластилина момент импульса относительно центра масс до удара был, очевидно. (Если он летел точно в центр масс — то да, не было момента импульса у куска пластилина. Тогда и крутится ничего не будет в итоге)
Значит момент импульса этого куска относительно центра масс был до столновения был равен векторному произведению радиус-вектора куска и вектора импульса куска.
Школьная же формула, 9 класс.
L = [r, p]
где r — это радиус вектор, а p — импульс = mv
Или еще проще, произведение расстояния от центра масс всей системы до прямой совпадающей c траекторией движения куска пластилина до столновения на массу и на скорость куска.
h0tkey
14.01.2019 12:20При взрыве ЯО в космосе из поражающих факторов для астероида остаётся только излучение, ударной волны не будет. Насколько хорошо этим фактором можно изменять траекторию — интересный вопрос. Полагаю, световое давление сделает не очень весомый вклад, и основной реактивный эффект нужно ожидать от испарения с поверхности астероида?
nicholas_k
14.01.2019 12:27При взрыве непосредственно на поверхности астероида ударная волна будет и будет весьма весомой, поскольку образуется газовое облако из мгновенно испаренных элементов взрывного устройства и части поверхности астероида. Я так полагаю, что взрыв в шахте будет еще более эффективным.
При взрыве на удалении, конечно эффект будет минимальным.vedenin1980
14.01.2019 12:34и основной реактивный эффект нужно ожидать от испарения с поверхности астероида?
Он почти гарантирована начнет быстро вращаться (достаточно даже небольшой ассиметрии астероида и ядерного взрыва, чтобы образовался сильный вращательный эффект) и такая тяга окажется направленной во все стороны сразу, то есть бесполезной.
darthmaul
14.01.2019 12:43Были же исследования по направленному ядерному взрыву. Образует поток раскалённой плазмы на огромной скорости, вроде куммулятивного боеприпаса только ядерный.
RiseOfDeath
14.01.2019 17:25А если в направлении «предполагаемого астероида» разместить какой-нибудь материал (ну например тот же свинец) в качестве поражающего жлемента, который получит существенную часть энергии взрыва?
Интуитивно получится куча расплавленного материала с бешаной кинетической энергией ( а в космосе они ее могут потерять только на излучение или на удар в астероид). И тогда даже отклонять не нужно — разрушенный быстрее сгорит в атмосфере (Обломки будут нагреваться быстрее, чем монолитное тело, следовательно взорвуться на большей высоте — а чем выше оно «взорвется» тем слабее будет ударная волна).
ProstoUser
14.01.2019 18:55+2Вообще, конечно, это все красиво, но траекторию астероида меняет ни разу не энергия, которая там выделяется, а импульс. Элементарная проверка: предположим, что вся энергия выделяется в виде тепла и идет на равномерный нагрев астероида. Изменение траектории — ноль.
А вот какой импульс придаст ядерный взрыв соседствующему с ним небесному телу, это вопрос интересный. Я бы не сказал, что он вообще имеет какое-то отношение к энергии взрыва. Там основное — нагрев до миллионов градусов вещества заряда, излучение, а потом это вещество разлетается в разные стороны. Если взорвать на поверхности, то в астероид попадет примерно половина, причем, бОльшая часть под углом. С какой скоростью оно полетит — не берусь прикинуть, но с легкостью может оказаться, что эффективность преобразования энергии в импульс в случае ядерного взрыва будет меньше в сотни раз. Так что я бы не сказал, что тут все однозначно.
Что касается реактивной силы за счет испарения поверхности астероида, то тут проблем больше, чем решений. Не понятно, какой материал, как он прогревается и т.п. В любом случае, при использовании кинетического механизма изменения траектории предсказуемость результата будет на порядок лучше.nicholas_k
14.01.2019 19:33Как вы могли заметить, в моем комментарии просто указывается, что при столкновении с кинетической болванкой вряд ли достижима энергия небольшого ядерного взрыва.
Мои рассуждения о количестве и направлении кинетической энергии ядерного взрыва в другой ветке.
Если кратко, то мгновенное испарение вещества с поверхности астероида и испарившиеся остатки взрывного устройства, создадут значительную кинетическую энергию. Хотя расчеты количества, даже очень приблизительные, естественно за пределами моих способностей.
Что касается предсказуемости результата, то расстрел астероида из автомата Калашникова даст еще бОльшую предсказуемость, но не поможет добиться цели.ProstoUser
14.01.2019 20:54Вот я примерно о том же. Энергии, очевидно, гораздо больше, даже с учетом того, что половина энергии взрыва уходит в излучение, а вот какой импульс получит астероид — не понятно. Может оказаться, что шарахнуть болванкой равной массы будет эффективнее. Я, к сожалению, тоже не могу даже примерно оценить импульс.
Тут вопрос достаточности. Если массы и скорости болванки достаточно, то нам все равно, сильнее сдвинет астероид ядерный взрыв, или слабее.
А непредсказуемость — это хуже. Может сдвинуть не в ту сторону и поменять орбиту так, что возникнет опасность на следующем витке.nicholas_k
15.01.2019 10:02А с чего вы взяли, что предсказуемость удара болванкой больше, чем взрыва?
ProstoUser
15.01.2019 12:43Если астероид достаточно большой, чтобы болванка не развалила его на части, а просто зарылась в грунт и там застряла, то изменение траектории можно точно посчитать, поскольку после удара траектория будет определяться направлением и скоростью удара и соотношением масс астероида и болванки.
При взрыве рядом с астероидом, очень много неизвестных параметров, от которых зависит воздействие. В основном, это материал астероида и его форма, поскольку при разлете вещества бомбы, попадание этого вещества в астероид зависит от его формы, плюс, воздействие должно происходить за счет реактивной силы от испарения материала астероида, что так же невозможно вычислить без визита к астероиду.nicholas_k
15.01.2019 13:00Эти рассуждения справедливы тогда и только тогда, когда мы точно знаем место попадания болванкой.
А попасть на скорости в 20-30 км/с задача не такая уж простая.
vedenin1980
15.01.2019 13:44+1А попасть на скорости в 20-30 км/с задача не такая уж простая.
Как дипломированный специалист по авиационному вооружению не согласен. Непростая задача попасть одной ракетой по другой ракете на встречных скоростях 2-3 км/c, когда она маневрирует, выкидывает помехи, летит рядом с поверхностью, в плохих погодных условиях и т.д. Но ракеты давно это умеют, причем это копечные по сравнению с космическими и не сильно умные ракеты (там по сути даже нормального процессора часто нет).
Задача попасть в прямолетящий, не маневрирующий, большой астероид в пустом космосе без всяких помех намного проще того что много раз решается в военной авиации. Причем его размеры в десятки раз больше чем у ракеты, то есть попасть в него это как сбить пассажирский самолет в идеальных условиях.
P.S. Кстати, мягко посадить аппарат на астроид значительно сложнее.nicholas_k
15.01.2019 14:31Я знаю о случаях посадки на астероид, но не знаю случаев расстрела болванкой на скоростях в десятки километров в секунду.
vedenin1980
15.01.2019 14:40Я знаю о случаях посадки на астероид, но не знаю случаев расстрела болванкой на скоростях в десятки километров в секунду.
Просто это никому не было нужно. Чтобы сесть мало того что выйти на орбиту, нужно погасить разницу скоростей (те же 30-40 км/c, см. скорость движения Земли по орбите) и выйти на нужную орбиту вокруг астероида. Это реально сложно, а разбить аппарат о поверхность вообще не проблема.
Простая логика, попасть в астероид 20 метров длинной со скоростью 20-30 км/c тоже самое что попасть в ракету 1 метра длинной со скоростью 1 — 1,5 км/c (или 3,5 — 5 тыс. км / час). Если это скорости двух ракет на встречном курсе это весьма скромные 1.7 — 2.5 тыс.км/час у каждой. Но в космосе, с абсолютно известной траекторией и абсолютно без всяких помех это в разы проще, чем на Земле.
P.S. Причем при запасе топлива даже не попав с первого раза, можно нарезать круги вокруг астероида пока не попадешь (на это потребует куда меньше топлива (вероятно) чем польностью погасить скорость и выйти на его орбиту для приземления)
balexa
15.01.2019 15:02+1en.wikipedia.org/wiki/Deep_Impact_(spacecraft)
Посадить на астероид гораздо тяжелее, там мало орбиты пересечь (что мы умеем делать с большой точностью), там еще скорости надо выровнять, посмотрите по какой траектории летела розетта — все ради того чтобы выровнять скорость.
ProstoUser
15.01.2019 14:20+1Точно — это значит достаточно близко к центру, чтобы попадание не закончилось скользящим ударом вдоль поверхности. Остальное не столь важно. Для объекта размером 100 метров и более, это не слишком строгое условие.
Я понимаю, что когда-то и в Луну попасть получилось не с первого раза. Но при современном развитии технологий попасть болванкой в стометровую мишень, это не слишком большая проблема.vedenin1980
15.01.2019 14:31Но при современном развитии технологий попасть болванкой в стометровую мишень, это не слишком большая проблема.
Меня вообще поражает как при одном импульсе около Земли и 1-2 коррекциях по дороге (а иногда и без них), космические аппараты умудряются точно выходить на цель за 500 млн. км. Вот это реально сложная задача.
lozga
14.01.2019 22:01В космосе основным поражающим фактором ядерной бомбы становится тепловое излучение (рентгеновское и прочее камню безразлично). Оно, конечно, нагреет обращенную ко взрыву сторону астероида, что изменит его траекторию. Но кинетическая боеголовка выглядит гораздо более простым и изящным решением — точный удар, при котором практически вся кинетическая энергия передается астероиду.
oldbie
14.01.2019 09:27На Первой картинке астероид неслабо так вращается вокруг своей оси, а на анимации с ударом астеройды замерли как вкопанные. И у меня есть вопросы: 1. вращается ли астероид на самом деле? 2. могут ли быть с этим проблемы в процессе столкновения и высадки кубсатов? 3. Насколько предсказуемо изменится траектория астероида в условиях сильного вращения и неизвестного состава (например он целиком металлический)?
Jouretz
14.01.2019 09:441. вращается ли астероид на самом деле?
вращается относительно чего? относительно солнца, например, вращается. Относительно центра астероида — не вращается. Т.е. аппарат может сначала выйти на 'астероидосинхронную' орбиту и оттуда уже стрелять.
2. могут ли быть с этим проблемы в процессе столкновения и высадки кубсатов?
нет, всё просчитали.
3. Насколько предсказуемо изменится траектория астероида в условиях сильного вращения и неизвестного состава (например он целиком металлический)?
Даже с учётом двойной системы всё там можно просчитать, неровности не сильно поменяют направление импульса, а материал, в принципе, не особо роляет. Роляет масса и скорость.dfgwer
14.01.2019 09:54Материал астероида должен же влиять на количество выброшенного вещества.
Jouretz
14.01.2019 10:20ага, а так же высота/направленность взрыва, неровности поверхности в точке и т.п.
Но при ядерном взрыве на астероиде импульсом выброшенного вещества, скорее всего, можно пренебречь, если только заряд не планируют закопать на сотню метров в глубь.dfgwer
14.01.2019 10:44Если мы запускаем ядерный заряд, то его можно настроить на подрыв после заглубления. А тут материал имеет роль, чистый металл или снежный комок, разница будет существенной.
Второй вариант сделать взрыв над поверхностью в сотне метров, чтобы испарение материала создала тягу.
Для чисто кинетического удара как ни странно, все примерно так же. Длинный столб на большой скорости будет аналогом заглубляющегося заряда, больше энергии в глубине выделится. Облако порошка будет аналогом высотного подрыва.Jouretz
14.01.2019 10:51испарение материала создала тягу
Шта? У испарения даже вектора направленности стабильного нет, откуда там тяга? Взрыв даст толчёк несоизмеримо больший чем испарение.
Про столб и облако. Они у вас соизмеримы с астероидом? Тогда всё возможно, конечно.
Hardcoin
14.01.2019 14:11+1вращается относительно чего?
Скажем так — будут ли на астероиде закручиваться воронки при сливе в ванной? Если да, это значит "вращается". Закрутка воронок от выбора точки отчёта между центром астероида или центром солнца не зависит.
nicholas_k
14.01.2019 17:21вращается относительно чего?
Вращение не относительно в том же понимании, что прямолинейное движение, поскольку по определению является движением с ускорением. Если есть центробежная сила — значит есть центр(ось) вращения, относительно которого и вращается тело.
GiperBober
14.01.2019 09:56А ведь основной вопрос лежит в другой плоскости, не освещённой в статье. Отклонить нужно астероид, летящий к Земле, и, предположим, уже вышедший на траекторию сближения с Землей. Воздействие в статье предлагается при помощи удара разогнанного спутника. Но есть несколько нюансов — во-первых, разгоняться спутник будет на всей траектории, т.е. от Земли и до астероида, чтобы набрать приличные несколько десятков км/с, что и порождает основной второй вопрос. Во-вторых, а не совпадут ли траектории подлёта астероида и прилёта спутника? Чтобы воздействие было максимальным, нужно, чтобы спутник ударил перпендикулярно траектории, но в случае схожих траектории метеорита и траектории сближения спутника, да с учётом вращения удар спутника придётся нацеливать по линии центра массы спутника, иначе есть вероятность или промаха, или рикошета, или перевода большей части энергии во вращение спутника.
А если делать траекторию перехвата перпендикулярной, то требуется высочайшая точность наведения спутника, с учётом больших задержек сигнала и повышения ошибки определения позиции метеорита с наземных станций наблюдения. Т.е. либо надо спутники оснащать системой радаров для определения расположения спутника и автоматической системой корректировки траектории, либо выводить на дальние орбиты станции высокоточного слежения за траекториями метеоритов.
Либо увеличивать массу спутника, чтобы он мог подействовать на орбиту метеорита за счёт изменения скорости метеорита. Но это надо делать массу спутника более-менее сопоставимой с массой метеорита, а это надо мощную длительного действия двигательную установку для разгона.mwambanatanga
14.01.2019 10:20Чтобы воздействие было максимальным, нужно, чтобы спутник ударил перпендикулярно траектории
Если я не ошибаюсь, вектор скорости вращающегося тела является касательной к орбите, т.е. всегда направлен перпендикулярен центру орбиты. Поэтому «перпендикулярно» означает «со стороны Солнца», верно? Такой удар изменит орбиту, но не добавит скорости вращения. Его орбита станет более вытянутой и, если сейчас в перицентре он лишь приближается к Земле снаружи, то новая его орбита будет пересекать земную, а это уже страшно.
lozga
14.01.2019 10:02На гифке (185851) 2000 DP107, с периодом вращения 2,7 часов, Дидим делает оборот за 2,2 часа, видео сильно ускорено.
Lexxnech
14.01.2019 11:45На разных картинках разный масштаб скорости.
Период обращения ~12 часов, высота орбиты ~1,2 км. Период обращения самого астероида ~2,25 часа.
Анимация вращения ускорена примерно в 2500 раз, а вот анимация столкновения выглядит близко к реальному времени, с учетом скорости столкновения в 6 км/c, за секунду импактор должен пролетать раз в 7-8 раз больше, чем расстояние от Дидима до его спутника.
RiseOfDeath
14.01.2019 10:13Небесные тела размера Челябинского метеорита (примерно 20 метров), правда, сегодняшними средствами заранее обнаружить гораздо сложнее, но и опасность от них меньше.
Я бы все же возразил — меньше не опасность (Википедия, ссылаясь на НАСА, пишет про взрыв 300 до 500 килотонн — это, мягко говоря вполне себе атомная бомба), а вероятность приченения серьезного ущерба тами метеоритом. Если бы Челябинский метеорит упал бы в центр Челябинска, а не за городом, было бы не так весело — разрушения и человеческие жертвы.lozga
14.01.2019 10:30Взрыв был над жилыми районами (есть видео, где он буквально над головой), но на большой высоте, поэтому это килотонны ущерба не причинили. Упали как раз безвредные осколки.
pyJIoH
14.01.2019 13:00+1Как свидетель этого метеорита, думаю, что нам повезло что ядро было не металлическое
striver
14.01.2019 12:21Вчера смотрел видео с Нилом Тайсоном (5-ти летней давности), там речь шла об астероиде, который предположительно может столкнуться уже в 2028-м году. И там же он обсуждал тему, чтобы отклонить как раз траекторию. Есть по этому поводу информация?
lozga
14.01.2019 14:09+1За пять лет много астероидов пропали из списка опасных. Посмотрите актуальную таблицу Sentry на сайте NASA, в диапазоне до 2028 три астероида, самая большая вероятность столкновения у (2007 KO4) — 0.00043% в сумме за ~100 лет и 315 сближений.
OnelaW
15.01.2019 14:41Что-то меня смущают подобные предложения.
Во-первых. По моим представлениям, столкновение объекта по размерам меньше чем астероид, приведет к разрушению или к сквозному прохождению через астероид с потерей мощности. буквально как пуля.
Во-вторых. это в сферическом вакууме, астероид движется по орбите без вращения и имеет форму идеальной сферы и состоит из однородного вещества, в идеале смесь воды и газов в твердом состоянии.
В-третьих. количество астероидов которые потенциально могут столкнутся с землей. Где столько металлических болванок, способных сдвигать массивные объекты найдем?SandroSmith
16.01.2019 19:001. Сильно зависит от материала «цели». Я думаю, что «во время сближения 2003 года астероиды исследовали радаром» и получили примерную оценку материала, что позволяет дать ответ — нет, не разрушит и не пронзит.
2. Для этого и хотят Геру с компанией отправить.
3а. Какое количество? Вон выше Лозга дал ссылку — 3 штуки на ближайшие 10 лет. С шансом ноль целых хрен десятых.
3б. Где же нам найти три (пять, десять) стальных чушек по 15 кубометров? Ну даже не знаааю… (и это я принимаю, что весь объём — это «головка»)ProstoUser
16.01.2019 19:223а. Какое количество? Вон выше Лозга дал ссылку — 3 штуки на ближайшие 10 лет. С шансом ноль целых хрен десятых.
Вы, вероятно, не очень представляете, откуда берутся эти вероятности.
Такие вероятности получаются из за незнания точной траектории астероидов вследствие недостаточно точных измерений и наличия неучтенных/неизвестных воздействий на их траектории. По мере того, как время потенциального столкновения приближается, измерения уточняются и трубка возможных траекторий сужается. Соответственно вероятность или растет, или становится равной нулю.
А потребные для отклонения астероида усилия возрастают по мере приближения потенциального столкновения. Поэтому в какой-то момент надо принимать решение. Или отклонять прямо сейчас, или молиться, что не попадет, поскольку позже его сдвинуть уже не получится.SandroSmith
17.01.2019 00:02Я апеллировал к фразе про количество астероидов, потенциально способных. Как будто это какое-то астрономическое число. Ну, в принципе да, любой камушек из пояса астероидов теоретически может угрожать земле. Если очередная Оумуамуа подтолкнёт в правильном направлении. Однако никто не будет под каждый из них «металлическую болванку» заготавливать.
kauri_39
«небольшое ускорение от столкновения с земным аппаратом в апоцентре (самой дальней от Солнца точке орбиты) приведет к тому, что астероид уже никогда не сблизится с Землей на опасное расстояние»
Но у него образуется новая орбита, от которой можно ожидать чего угодно. Возможно, в последствии потребуются новые корректирующие удары.
lozga
С одной стороны вы правы — астероиды испытывают возмущающие воздействия, например, от Юпитера. С другой стороны, предсказание (с допуском на эти возмущения) того, что в ближайшие столетия от этого астероида нам опасность не грозит, вполне можно назвать «никогда» в практическом смысле.
appletesta
Всем присутствующим астероид не грозит! ПРОФИТ