Можно ли использовать миссию типа ARM Option B для отклонения опасного астероида?

Миссия НАСА по перенаправлению астероидов ARM Option B предполагает, что роботизированный зонд поднимет валун с поверхности гораздо более крупного астероида и поместит этот валун на лунную орбиту. Рассматриваемые валуны могли иметь диаметр до 4 метров и массу до 50 тонн (при максимальной плотности).

Потенциально опасный астероид имеет диаметр не менее 100 метров и массу не менее 1 000 000 тонн, согласно тому же источнику (11 июля 2014 г.).

Можно ли отклонить 100-метровый астероид, подняв с него несколько (много) 4-метровых валунов? Я полагаю, по крайней мере, один валун можно манипулировать в день. Не выводить валуны на лунную орбиту, а сбрасывать их один за другим по слегка расходящимся траекториям. Или, наоборот, разместить их в другой части астероида, если это более эффективно. Планетарная защита является одним из мотивов ARM, интересно, применим ли этот мотив к ARM Option B.

Считалось, что Челябинск имеет диаметр 20 метров и массу от 12 000 до 13 000 тонн. Если бы Челябинск ударил под более крутым углом, могло быть гораздо хуже. Если SBAG назвал цифры не менее 100 метров и миллиона тонн, я сомневаюсь в их компетентности.
@HopDavid Эй, не становись здесь «самоуверенным», Хоп! Я думаю, что определение «опасного» размера заключается в том, что последствия, вероятно, будут сопоставимы с величайшими природными катастрофами в истории человечества. Челябинский размер, действительно попадающий в город вертикально, очень и очень маловероятен. Разбивать окна, никого не убивая, да, но это не мотивирует миссию по предотвращению на миллиард долларов. (Кстати, это может быть более дешевым способом достать свежий валун из космоса, поверхность которого в любом случае будет заражена ARM...)
Я сказал "более крутой угол", а не "вертикальный". Считалось, что Челябинск зашел под относительно небольшим углом, около 16º. Средний угол падения составляет около 45º, поэтому, если вы хотите говорить о вероятности, шансы на круче , чем 16º.
50-метровый астероид, летящий под углом 45 градусов, легко может нанести ущерб, превышающий миллиард долларов.

Ответы (1)

Аппаратура ARM Option B может быть полезна для отклонения астероида, но, вероятно, не теми методами, которые вы предлагаете, или текущим профилем миссии Option B.

Прежде всего: поднятие 50-тонных валунов окажет незначительное влияние на астероид массой 1 000 000 тонн. Размещение валунов в другом месте на астероиде сместит центр масс (на небольшую величину), но это, вероятно, не принесет большой пользы. Смещение центра масс действительно означает, что астероид сдвинулся, но если мы не сможем сместить астероид на сотни или тысячи километров, у нас все еще будет траектория перехвата Земли.

Другая проблема заключается в том, что многие астероиды не имеют достаточного количества легко отделяемых валунов, чтобы составлять значительную часть их массы. Даже если 20% астероида составляют валуны, это все равно 800 000 тонн астероида, которые мы не можем сдвинуть. Так что отбрасывание валунов не решит проблему. (Другая, более серьезная проблема с этим подходом заключается в ужасном количестве топлива, которое мы будем тратить впустую, замедляя космический корабль и возвращаясь к астероиду после того, как мы отпустим каждый валун.)

Несколько недель назад на форумах NasaSpaceFlight состоялось хорошее обсуждение использования техники отклонения Gravity Traction (которая похожа на то, что мы обсуждаем). Хотя ветка с тех пор была удалена, в итоге был сделан вывод, что единственная ситуация, в которой отклонение гравитационного притяжения было бы лучшим решением (и более эффективным, чем просто толкание астероида), — это когда астероид состоит из нескольких меньших тел (валунов), которые не иметь сплоченности, чтобы быть выдвинутым.

Так что в том случае, когда астероид представляет собой не что иное, как валуны, вполне возможно, что сбор и бросание каждого из них по отдельности может быть хорошим решением.

Однако важным показателем отклонения астероида (и фактически всех орбит) является скорость. Таким образом, лучшим решением для твердых астероидов будет использование топлива, которое у нас есть на борту, чтобы толкнуть астероид, как в варианте полного перенаправления А.

Нам может не понадобиться топливная загрузка Варианта А, чтобы отклонить астероид, в конце концов, мы не ищем стабильную лунную орбиту, как в полном Варианте А; нам просто нужно несколько миллиметров в секунду Δv, чтобы оттолкнуть его от Земли.

Я не могу найти какие-либо числа Δv миссий ARM Option B, но если вы сможете их найти, будет относительно легко оценить, будет ли вариант B иметь достаточное Δv, чтобы отклонить ваш 1 000 000-тонный астероид настолько, чтобы он пролетел мимо Земли.

Может быть полезно разогнать валун и врезать его в астероид? Теперь я вижу, что «Возможность для кинетического ударного элемента» упоминается на странице 22 ссылки SBAG в вопросе.
Я не уверен, что это будет полезно. Обсуждаются достоинства дробления астероидов (см.: space.stackexchange.com/questions/5617 ). Ядерное оружие хорошего размера, скажем, 170-килотонная W62 от Minuteman-III, выделяет 700 000 гигаджоулей энергии при детонации и весит значительно меньше 50 тонн. Чтобы получить столько энергии из нашего валуна, нам нужно разогнать его примерно до 170 000 м/с, или примерно в 3,8 раза больше скорости убегания Солнечной системы. Гораздо проще просто взять у дяди Сэма коллекцию расщепляющихся материалов и использовать все сразу.
Так что ваш ответ действительно должен начинаться с «Нет», а не с «Да». Потому что полезность, которую вы описываете, связана с толканием всего астероида, как ARM Option A, а не с подбором с него валунов? ARM Option B не имеет отношения к планетарной обороне. А НАСА заявило, что «ARM — это не научная миссия» . Это заставляет задаться вопросом, какой смысл демонстрировать технологию (сбор валунов), которая не имеет потенциальной полезности, но это уже другой разговор.
Да, хороший момент. Я интерпретировал вопрос очень широко, чтобы включить аппаратное обеспечение для варианта B, а не только профиль миссии. Придерживаясь профиля миссии Варианта Б в его нынешнем виде, вы правы, это совершенно бесполезно. Просто из интереса, у вас есть источник этой цитаты НАСА?
+1. В отчете Кека говорится, что для парковки 2008 HU4 на лунной орбите потребуется около 0,17 км/с. Как вы говорите, для отклонения астероида требуется гораздо меньше дельты V, чем для парковки его на лунной орбите.
Признаюсь, я не слышал о варианте Б до этого поста. Если мне не изменяет память, вариант А заключался в парковке 5-10-метрового астероида на лунной орбите. Вариант B, кажется, захватывает 4-метровый валун с более крупного астероида и размещает валун на лунной орбите. На первый взгляд мне кажется, что оба варианта требуют одинакового количества топлива. Может быть, вариант B потребует немного меньше, но в том же парке.
@ForgeMonkey Да, я слышал, как Брайан Мюрхед из JPL упомянул об этом («не научная миссия как таковая ») 58:55 в этой лекции Кармана 3 октября 2014 года. И погуглив эту фразу, я нашел ее на странице 31, пункт 5 в этом протоколе Подкомитет планетарных наук и Отдел планетарных наук 3–4 сентября 2014 г. Я не знаю, как это следует интерпретировать «официально».
Можно ли использовать миссию типа ARM Option B для отклонения опасного астероида?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v