Мониторинг околоземных объектов стал глобальной научной задачей. С развитием технологий наблюдения количество новых небесных объектов, которые мы обнаруживаем каждый год, растет в геометрической прогрессии. Эта работа связана не только с научными исследованиями, но и напрямую связана с безопасностью и защищенностью биосферы Земли. Постоянно отслеживая орбитальные параметры этих космических камней, человечество впервые получило возможность предупреждать о потенциальных событиях столкновения.
Как обнаружить опасные астероиды
Современные обзорные телескопы используют широкоугольные линзы и высокочувствительные ПЗС-сенсоры для сканирования тысяч квадратных градусов неба каждую ночь. После того, как телескоп зафиксирует движущееся световое пятно, он автоматически запустит процесс наблюдения и проведет повторные наблюдения той же области в следующие три ночи. Сравнивая изменения положения звезд, вычислительная система может изначально определить траекторию движения и яркостные характеристики небесных объектов.
Данные наблюдений будут передаваться в режиме реального времени в Международный центр малых планет, который распространен по всему миру. Они будут совместно выполнять настройку орбиты нескольких вычислительных центров, всего 12 вычислительных центров. Для подтверждения каждой предполагаемой цели необходимы данные наблюдений как минимум с четырех разных станций, прежде чем она сможет быть официально пронумерована. Самый современный на сегодняшний день телескоп Pan-STARRS может выполнять глубокую экспозицию каждые 30 секунд. По сравнению с тем, что было двадцать лет назад, эффективность его наблюдения значительно улучшилась, почти в сто раз выше.
Как рассчитать орбиту астероида
Для расчета орбиты используются законы Кеплера и методы численного интегрирования. Для определения шести орбитальных корней необходимы как минимум три данных наблюдения в разное время. Чем длиннее дуговой сегмент наблюдения, тем выше будет точность орбиты. Погрешность орбиты, полученной при краткосрочных наблюдениях, может достигать миллионов километров. Для расчета гравитационного возмущения необходимо учитывать гравитационное влияние всех крупных планет Солнечной системы и даже крупных астероидов.
Для вновь обнаруженных целей для получения надежной орбиты часто требуются отслеживающие наблюдения, которые длятся несколько месяцев. Статистические орбитальные методы, появившиеся в последние годы, позволяют рассчитать вероятность столкновения, когда данные ограничены. Недавно построенная радиолокационная сеть дальнего космоса в 2023 году повысит точность определения орбиты до порядка 100 метров, что крайне важно для прогнозирования близкого сближения двадцать лет спустя.
Какова вероятность столкновения с Землей?
Небесные объекты диаметром 10 метров будут каждый год врываться в атмосферу, однако большая часть из них распадется в верхних слоях атмосферы. Один диаметром в один километр будет вызывать разрушительные воздействия с частотой примерно раз в 500 000 лет. Бенну, потенциально угрожающее небесное тело, которое в настоящее время является наиболее ценным для всех, имеет вероятность столкновения 1/2700 в период с 2175 по 2199 год. Это число будет продолжать пересматриваться по мере продолжения наблюдений.
При расчете вероятностей орбитальная неопределенность, а также эффекты хаоса, эффекты Яковского и другие негравитационные факторы окажут существенное влияние на долгосрочные прогнозы. НАСА будет обновлять список рисков каждый месяц. Туринский индекс текущего целевого показателя наивысшего риска соответствует уровню 1, что означает, что требуется регулярный мониторинг. Реальные наблюдения показывают, что мы обнаружили 95% объектов потенциальной угрозы на километровом уровне.
Как система мониторинга обеспечивает раннее предупреждение?
Глобальная сеть мониторинга состоит из наземных телескопов и платформ космического наблюдения. Как только система идентифицирует потенциально угрожающую цель, она автоматически активирует классификацию оповещений на основе вероятности столкновения. Предупреждение о столкновении в течение 24 часов активирует международную систему предупреждения о столкновениях, а меры реагирования необходимо будет координировать через Управление ООН по вопросам космического пространства.
Размер и орбитальные характеристики небесного тела определяют продолжительность времени предупреждения. Для краткосрочных угроз период предупреждения может составлять всего несколько дней. Однако для небесных тел, известных как опасные, прогнозы можно делать на десятилетия вперед. Ожидается, что спутник мониторинга объектов, сближающихся с Землей, который будет введен в эксплуатацию в 2025 году, приблизит время предупреждения в среднем на три недели. Предоставляйте глобальные услуги по закупкам слабых текущих интеллектуальных продуктов!
Как защититься от удара астероида
Импактор с кинетической энергией, имеющий наиболее отработанное техническое решение на данный момент, миссия DART проверила возможность отклонения орбиты. В качестве резервного решения отклонение ядерного взрыва подходит для чрезвычайных ситуаций или для более крупных небесных тел, в то время как методы медленного отклонения, такие как гравитационные тракторы, требуют десятилетий подготовки и подходят для борьбы с долгосрочными угрозами.
Время предупреждения и состав небесных тел играют решающую роль в эффективности защиты. Работа с рыхло упакованными обломками небесных тел требует разных стратегий. Международная сеть защиты от астероидов разрабатывает различные комбинированные решения и планирует запустить полномасштабную демонстрационную миссию в 2030 году. Время реагирования системы защиты все еще требует оптимизации. Оптимальный цикл от обнаружения до перехвата составляет 5-10 лет.
Как осуществлять международное сотрудничество
Международная сеть раннего предупреждения об астероидах объединяет ресурсы наблюдения из более чем 30 стран мира. Соглашение об обмене данными сети раннего предупреждения гарантирует, что данные с любой станции могут быть доставлены немедленно. Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях отвечает за координацию планов наблюдения и мер реагирования, а также регулярно организует симуляционные учения для проверки механизмов реагирования на чрезвычайные ситуации.
План глобального мониторинга, запущенный в 2024 году, впервые позволил полностью охватить наблюдения в северном и южном полушариях. Профессиональные телескопы из разных стран проводят дополнительные наблюдения в соответствии со стандартизированными процедурами. Сеть любительской астрономии отвечает за быстрое подтверждение вновь обнаруженных целей. Именно эта совместная модель сократила время от открытия до подтверждения угрозы небесным объектам на одну треть.
Прочитав эти планы мониторинга и защиты, считаете ли вы, что в нынешней ситуации самым большим техническим препятствием является уровень раннего обнаружения, точность расчета орбиты или эффективность реализации защиты? Вы можете поделиться своими собственными мыслями. Если вы считаете этот текст ценным, пожалуйста, поставьте ему лайк, чтобы поддержать его.
Добавить комментарий