Pojazd przechwytujący asteroidę z nadmierną prędkością

Co może zrobić HAIV podczas misji.

Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV) to statek kosmiczny opracowywany przez NASA w celu odbijania niebezpiecznych obiektów bliskich Ziemi (NEO), takich jak komety i asteroidy, które grożą kolizją z Ziemią. Pojazd ma używać potężnych materiałów wybuchowych, takich jak bomby atomowe, do odbijania NEO poprzez detonację na powierzchni, zmieniając w ten sposób jego trajektorię, aby ominąć Ziemię. Ta metoda unikania uderzenia asteroidy jest przeznaczona do stosowania w przypadku niebezpiecznych NEO wykrytych w krótkim czasie (mniej niż 5 lat) przed możliwym zdarzeniem zderzenia z Ziemią. Pomysł pojawił się, gdy poprawiło się wykrywanie asteroid. Od tego czasu naukowcy i inżynierowie naszkicowali projekt HAIV.

Historia

Przez lata pewne wydarzenia przywołały ideę obrony planetarnej od NEO. Wydarzenia te prowadzą do rozwoju HAIV, którego NASA zamierza użyć.

Projekt Ikar

W 1967 roku profesor Paul Sandorff z Massachusetts Institute of Technology poprosił swoich doktorantów, aby wymyślili plan odchylenia 1566 Icarus , asteroidy o szerokości około 1 km. Zaobserwowano, że asteroida ma orbitę, która zbliża ją do Ziemi w nadchodzącym roku, jednak ciekawość zmotywowała Sandorffa do zadania swoim studentom zadania znalezienia rozwiązania eksperymentu myślowego „co by było, gdyby to było na trajektorii uderzenia ?

Ponieważ studenci nie wiedzieli wówczas nic o gęstości i prędkości wirowania asteroidy, zespół musiał zaproponować rozwiązanie odchylenia, które nie byłoby powstrzymywane przez te niewiadome. Ostatecznie zespół zdecydował się na konserwatywną architekturę misji, która działała z 73 dniami pozostałymi do uderzenia. Polegał on na wystrzeleniu powtarzanej serii opracowywanego wówczas pojazdu rakietowego Saturn V w celu dostarczenia 6 do 7 nieco hipotetycznych 100-megatonowych jądrowych urządzeń wybuchowych , które zdetonowałyby około „50 do 100 stóp” w pobliżu powierzchni asteroidy. Pierwszy wybuchowy Saturn-Icarus 1 pakiet fizyki dotrze do asteroidy na 13 dni przed uderzeniem w Ziemię, drugi Saturn-Icarus 2 przybędzie na 10 dni przed końcem i tak dalej.

Poinformowano, że analiza Sandorffa badania Projektu Icarus, z nieokreślonymi kryteriami i przy użyciu oszacowanych wówczas wskaźników powodzenia wystrzelenia Saturna V, wykazała, że ​​​​projekt miał 71% szans na całkowitą ochronę Ziemi i 86% szans na zmniejszenie szkody, jakie spowodowałoby pełne uderzenie. Chociaż Projekt Icarus nigdy nie został przetestowany, położył podwaliny pod przyszłe badania nad technikami odchylania jądrowych urządzeń wybuchowych.

Meteor z Czelabińska

Główny artykuł: meteor z Czelabińska

W 2013 roku meteor o średnicy około 30 metrów i wadze około 13 000 ton uderzył w Rosję. W niższych warstwach atmosfery ziemskiej spłonął i eksplodował. Ten stosunkowo niewielki meteoryt uszkodził ponad 7200 budynków i zranił ponad 1400 osób. Zwróciło to ponownie uwagę na obronę przed asteroidami. NASA Suomi NPP był w stanie później śledzić pióropusz, dostarczając naukowcom więcej danych na temat asteroid.

Projekt

Po wykryciu wielu asteroid w Układzie Słonecznym i zaobserwowaniu ich składu na podstawie pozostałości meteorytów, NASA zidentyfikowała wiele dużych asteroid, które mogą zderzyć się z Ziemią. Aby zwalczyć te NEO, NASA opracowała następujący projekt HAIV. Pojazd jest podzielony na dwie główne części; rzemiosło lidera i rzemiosło naśladowcy.

Rzemiosło lidera

Statek lidera jest początkowo przymocowany do statku podążającego, ale przed zderzeniem oba statki są rozłożone przez wysuwany filar znany jako AstroMast Boom. Ponadto zawiera podstawowe systemy naprowadzania, w tym zwykłe kamery i Lidar (radar oparty na świetle). Celem tego statku jest utworzenie początkowego krateru w docelowym NEO, w którym statek podążający może wybuchnąć. Pomaga to skierować energię wybuchową statku podążającego, miejmy nadzieję, że przyłoży wystarczającą siłę do zmiany orbity NEO.

Rzemiosło naśladowców

Statek śledzący zawiera następujące elementy:

• Panele słoneczne i akumulatory do zasilania zarówno jednostki towarzyszącej, jak i lidera.
• Duża antena i elektronika komunikacyjna do przekazywania informacji z powrotem na Ziemię.
• Kamera do sprawdzania stanu łodzi lidera.
• NED ( nuklearne urządzenie wybuchowe), które wybucha po zderzeniu z NEO.
• Pędniki i zbiorniki paliwa pomagające pojazdowi podróżować w kierunku docelowego NEO.
• Inne systemy wsparcia i zabezpieczenia w razie awarii.

Gdy statek lidera zderzy się z NEO i utworzy krater, statek podążający wkrótce potem zdetonuje swój NED. Przekazuje również, czy detonacja zakończyła się sukcesem, czy porażką, co można potwierdzić obserwacją z Ziemi.

Przeszkody

Istnieje wiele czynników, które spowolniły rozwój HAIV. Obejmują one między innymi budżet, prawo i nieregularne NEO.

Budżet

Wstępne misje testowe kosztowały od 600 do 1,8 miliarda USD, aby sprawdzić wykonalność wytycznych. Pełna misja może kosztować znacznie więcej niż ta kwota, zwłaszcza w przypadku NEO wykrytego z krótkim czasem do zderzenia z Ziemią. W związku z ostatnimi cięciami w finansowaniu NASA nie ma pewności, czy misja HAIV kiedykolwiek się odbędzie.

Prawo

Wykorzystanie jądrowych urządzeń wybuchowych jest problemem międzynarodowym i będzie musiało się nim zająć Komitet Narodów Zjednoczonych ds. Pokojowego Wykorzystania Przestrzeni Kosmicznej . Traktat o całkowitym zakazie prób jądrowych z 1996 r. Technicznie zakazuje broni jądrowej w kosmosie. Jest jednak mało prawdopodobne, aby jądrowy ładunek wybuchowy, zapalony w celu zdetonowania dopiero po przechwyceniu przez zagrażający obiekt niebieski, którego jedynym celem jest zapobieżenie uderzeniu tego ciała niebieskiego w Ziemię, został uznany za niepokojowe wykorzystanie przestrzeni kosmicznej lub aby urządzenie wybuchowe wysłane w celu złagodzenia uderzenia w Ziemię, wyraźnie zaprojektowane w celu zapobieżenia ożywieniu szkód, podlegałoby klasyfikacji jako „broń ” .

Nieregularne NEO

Czasami NEO są trudne do wyśledzenia. Mogą mieć nieregularną orbitę lub obracać się, co utrudnia statkowi prowadzącemu utworzenie początkowego krateru. Jeśli HAIV nie nawiąże właściwego kontaktu, orbita NEO może się nie zmienić i zderzyć się z Ziemią. NASA pracuje obecnie nad tym, jak zwalczyć ten problem w przypadku HAIV, , w przeciwieństwie do projektu Icarus z MIT, który nie byłby utrudniony przez te komplikacje.

Zobacz też

MW-1#STABO – Chemiczna amunicja wybuchowa, powodująca kratery na pasie startowym , z podobnym dwustopniowym mechanizmem działania.