Oto jak zbudować grawitacyjny ciągnik, uratować ludzkość od asteroidowej apokalipsy

Dzięki Hollywood pomysł, że asteroida może doprowadzić do końca świata - przynajmniej tak, jak wiemy - nie wydaje się tak niedorzeczny. A przemysł filmowy może wyświadczyć nam przysługę w tym zakresie. NASA twierdzi, że nie ma się czego obawiać, ale asteroida zabiła dinozaury, a inne kosmiczne skały prawdopodobnie spowodowały również inne masowe wymieranie. Jest powód, dla którego Brian May, gitarzysta królowej i astrofizyk, rzucający światło księżyca, biegnie po całym świecie, próbując powiedzieć wszystkim o zagrożeniu, jakie stwarzają szacowane miliony plus asteroid. On to dostaje.

Musimy się chronić.

Jeśli zagrożenie asteroidami jest realne, musimy zacząć myśleć o tym, jak zamierzamy bronić planety. Technologia wykrywania i śledzenia nie wystarczy. Musimy opracować systemy, aby zmienić trajektorię obiektu blisko Ziemi. Potrzebujemy pozaziemskiego psa stróżującego.

Poznaj ciągnik grawitacyjny: teoretyczny statek kosmiczny zaprojektowany do odchylania nadlatującego obiektu w przestrzeni - bez jakiegokolwiek kontaktu fizycznego - przy użyciu własnego pola grawitacyjnego. Nie popełnij błędu: to szalony pomysł. A przecież naukowcy z NASA i innych krajów nadal się tym zajmują, ponieważ, cóż, może to może zadziałać.

Koncepcja ciągnika grawitacyjnego została po raz pierwszy przedstawiona w opracowaniu z 2005 r. Napisanym przez Edwarda Lu i Stanleya Love w NASA Johnson Space Center. Biorąc pod uwagę fakt, że asteroida znajdująca się w odległości około 650 stóp może nadal powodować powszechną śmierć i zniszczenie, para twierdziła, że ​​konieczne jest rozważenie realistycznych sposobów ochrony naszej planety. Każde podejście, które wymagało bezpośredniego kontaktu z obiektem, obfitowało w ryzyko. Tak więc Lu i Love zdecydowali się myśleć poważniej - jeśli obiekty w kosmosie wykazują grawitację, być może moglibyśmy wysłać coś w przestrzeni, która mogłaby zastosować swoją własną siłę grawitacji w kierunku nadciągającej asteroidy i odskoczyć.

Zasadniczo ciągnik grawitacyjny wyprowadza asteroidę z drogi, unosząc się blisko, wykorzystując swój własny niewielki ciąg grawitacyjny, aby popchnąć obiekt na inną trajektorię. Pędnik pojazdu musiałby utrzymywać stabilny kierunek, w którym ani nie wsuwał traktora do asteroidy, ani nie powodował wychodzenia ciągnika z orbity.

Teraz, jeśli wiesz cokolwiek o grawitacji, prawdopodobnie jesteś świadomy, że statek kosmiczny, który można by zbudować tutaj na planecie, nadal wykazywałby tylko nieznaczne przyciąganie grawitacyjne w stosunku do innych obiektów w przestrzeni. W rzeczywistości ciąg ten byłby tak niewielki, że statek kosmiczny musiałby spędzić kilka lat, aby znacząco wymusić asteroidę z drogi Ziemi.

I to jest dokładnie to, co sugerują Lu i Love. Musiałbyś wysłać ciągnik grawitacyjny do nadjeżdżającej asteroidy kilka dziesięcioleci wcześniej, aby odciągnąć skałę śmierci daleko. Ale tak długo, jak to zrobisz, zanim asteroida minie odległość progową, wystarczyłoby, aby zmienić trafienie w tęsknotę. W razie potrzeby można wysłać wiele traktorów grawitacyjnych do obiektu, co pomogłoby zwiększyć prawdopodobieństwo powodzenia misji. Powolny i stały wygrywa wyścig.

Istnieją dwie zasadnicze kwestie związane z pracą grawitacyjnego ciągnika. Jednym z nich jest upewnienie się, że wkrótce znajdziemy obiekt bliski Ziemi, zanim on uderzy w nas i przemieni świat w jałowe pustkowie na kilkaset tysiącleci. NASA wydaje się mieć ten problem nieco pod kontrolą. Jednym z głównych celów stojących za Biurem Obrony Planetarnej agencji jest identyfikacja i śledzenie obiektów znajdujących się w pobliżu Ziemi wokół Układu Słonecznego i weryfikacja, czy mogą one potencjalnie uderzyć w Ziemię oraz przybliżone, kiedy to nastąpi.

Kluczem do tej pracy jest sonda kosmiczna NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Survey Explorer), której zadaniem jest patrzenie na komety i asteroidy w szyjce Ziemi i ustalenie, dokąd zmierzają. W ciągu zaledwie dwóch lat gromadzenia danych NEOWISE z powodzeniem scharakteryzował 439 różnych obiektów i wykonał pomiary 19 000 obiektów w sumie.

Obecnie zakres śledzenia przelotów dużych obiektów wynosi od kilku miesięcy do kilku lat, ale NASA pracuje nad przesunięciem obu granic tego zakresu tak daleko, jak to możliwe, aby dać nam wystarczająco dużo czasu na zaplanowanie uderzenia.

Drugim problemem jest napęd. Nigdzie nie jesteśmy w stanie opracować systemu napędowego, który umożliwiałby podróże międzygwiezdne. Aby statek kosmiczny mógł podróżować obok asteroidy przez kilka lat, będzie potrzebował odnawialnej formy napędu, która nie będzie polegać na ograniczonym zasobie, takim jak paliwo.

Eksperymentalna architektka Rachel Armstrong powiedziała Odwrotność w grudniu ubiegłego roku najbardziej zrównoważoną metodą napędu byłby żagiel słoneczny, który wykorzystuje wiatr słoneczny do popychania statku kosmicznego do przodu. Rozpoczęliśmy już budowę i testowanie żagli słonecznych. Niestety, cienki materiał żagla może zostać rozłożony na kawałki w ciągu kilku sekund dzięki drobnemu pyłowi i gruzom spadającym z asteroidy.

Zamiast tego będziemy musieli myśleć bardziej radykalnie. Może zadziałać jakaś technologia fuzji - być może oparta na laserach lub wiązkach elektronów, które wypychają statek do przodu. Może plotki na temat prędkości EmDrive o prędkości przekraczającej światło są rzeczywiście prawdziwe, a NASA ogłosi przełom życia za kilka miesięcy.

Poza napędem, NASA robi inne rzeczy, które mogą być związane z testowaniem żywotności ciągnika grawitacyjnego. Cel stojący za nadchodzącą misją Asteroid Redirect Mission - w której zrobotyzowana sonda wyląduje na asteroidie zbliżonej do Ziemi, podniesie głaz i zabierze go na orbitę księżycową - nie są do końca jasne, ale NASA wyraziła opinię, że jedna z misji alternatywnymi celami byłoby przetestowanie pewnych technik obrony planetarnej.

Obejmuje to koncepcję ciągnika grawitacyjnego. Niezależnie od tego, jaką robotyczną sondę wysyła NASA, można ją prowadzić w taki sposób, aby sprawdzić, jak dobrze może ona wpłynąć na ruch i obrót asteroidy bliskiej Ziemi bez jej dotykania.

Jeśli asteroida kiedykolwiek zagraża przetrwaniu ludzkości w odległej przyszłości, jest całkiem prawdopodobne, że ciągnik grawitacyjny będzie naszym sposobem na uniknięcie całkowitej zagłady. To nie jest tak epickie, jak oglądanie Bruce'a Willisa i Bena Afflecka, którzy wyruszają bombę nuklearną na kosmiczną skałę, ale potem nic już nie będzie. (Jeszcze raz dziękuję, Michael Bay.)