среда, 28 марта 2012 г.

Лазер может уберечь Землю от столкновения с астероидом

Лазер может уберечь Землю от столкновения с астероидомИсследователи из Университета Стратклайда (Шотландия) разрабатывают методику отклонения астероидов от расчётной траектории при помощи лазерного луча, меняющего их альбедо, а с ней и силу воздействия на них эффекта Ярковского. Похоже, этот подход может быть значительно надёжнее и эффективнее рассмотренных до сих пор теоретических моделей.

Мы уже писали о том, что американские исследователи намерены посыпать астероиды краской, чтобы воздействующее на них световое давление менялось, и они отклонялись от расчётной траектории в случае, если таковая ведёт их к Земле. Тема, прямо скажем, острая: орбиты астероидов всё время слегка меняются под действием уймы факторов, в том числе неизвестных нам (например, точное альбедо большинства астероидов остаётся загадкой). Поэтому мы не знаем, какой астероид в ближайшие десятилетия может угрожать планете.

Однако у технологии посыпания астероида краской есть проблема, и довольно существенная. Космические аппараты часто выходят из строя, так и не выполнив своей миссии, а длительность цикла отправки к астероиду зонда с краской и распылителем может не оставить человечеству времени для второй попытки. Между тем мы в состоянии создать средства, которые могут изменить отражательную способность опасного для Земли небесного тела более надёжно.

Как и лазер, сбивающий ракету, лазерная установка, отклоняющая астероиды, не обязательно должна нанести космическому объекту большие повреждения: достаточно разогреть точку контакта луча до такой степени, что поверхностный слой испарится, и само это испарение создаст импульс, отклоняющий тело от первоначальной траектории. Во-первых, при этом на астероид будет воздействовать реактивный импульс, противоположный направлению испарения грунта из точки контакта. Во-вторых, отражательная способность астероида после такого сеанса лазерного иглоукалывания (бывает и такое, да) однозначно станет другой, причём даже рассчитывать её не надо: любое изменение альбедо приведёт к изменению траектории полёта.

Д-р Массимилиано Базиль с факультета машиностроения и авиационно-космической техники Университета Стратклайда отмечает: «Наш подход рассчитан на небольшие КА, способные летать в плотных формациях по орбите вокруг астероида, чтобы обстреливать его лазерными импульсами с малых расстояний». Почему КА должно быть много? Для увеличения надёжности всей системы: даже если один из аппаратов выйдет из строя, другие закончат миссию. Масштабируемость тоже важна: модульные стандартные аппараты можно будет в бóльших количествах развёртывать против огромных астероидов и в меньших — против малых небесных тел. Самое главное: стандартный аппарат такого рода будет питаться от солнечных батарей и преобразовывать их энергию в энергию лазерного луча. Естественно, фотоэлементы одного зонда не смогут запитать мегаваттный лазер, а вот множество «пчёл» с лазером способны решить астероидную проблему. Близкое расстояние, по мнению исследователя, важно потому, что по мере испарения вещества с поверхности астероида лазерный луч будет рассеиваться в поднятой им же пыли. Точку прицеливания надо будет перенести, а сделать это с орбиты Земли значительно сложнее, поскольку будет непонятно, достаточно ли выросло рассеивание луча, чтобы начать перенос.

Эксперименты с 90-ваттным лазером, проведённые в лаборатории, показали, что фотоабляция действительно эффективна в вакууме, и при необходимости метод можно использовать для борьбы с астероидной опасностью. Сейчас учёные просчитывают эффективность применения аппаратов такого рода для уничтожения (путём сведения с орбиты) космического мусора, количество которого на низких околоземных орбитах стремительно растёт в последние годы.

Подготовлено по материалам Университета Стратклайда.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Космос":

Филигрань, Петля и Лебедь
Клочковатые завитки горячей пыли и газа ярко сияют в ультрафиолетовом свете на этом изображении туманности Петля, полученном американским космическим телескопом GALEX (Galaxy Evolution Explorer). «Ворсинки» газа и пыли нагреты ударной волной и по сей день разлетаются в разные стороны. Это остаток сверхновой, возникшей 5–8 тыс. лет назад. Кстати, она должна была быть достаточно яркой, чтобы наши ...
  (читать дальше)

В холодных областях пылевого диска коричневых карликов обнаружены кристаллические образования
Общепринятая теория образования планет выглядит следующим образом. В течение первого миллиона лет жизни звезды окружающие её мелкие частицы пыли слипаются в объекты километрового диаметра, которые сталкиваются и постепенно превращаются в планеты. Многое зависит от химического состава пыли, а также размеров, форм и строения сталкивающихся объектов. Считается, что в околозвёздном материале преобла...
  (читать дальше)

Исследована схема создания средств инфракрасной невидимости
Группа исследователей изучила возможность создания полной инфракрасной невидимости, основываясь на принципах, до того использовавшихся для получения оптической невидимости. Кроме военного применения, метод может оказаться эффективным для контроля перегрева электронных компонентов в компьютерах и, возможно, при реализации тепловой защиты космических кораблей и даже солнечных батарей. Как известно...
  (читать дальше)

Космический телескоп «Кеплер» получит достойного ревизора
Сколько экзопланет обнаружил космический телескоп «Кеплер»? Ответ зависит от того, как считать. В феврале участники проекта опубликовали каталог, в котором перечислен 2 321 кандидат. Но подтверждены из них всего 69. Астрономам надо предпринять рывок, чтобы сократить растущее отставание. «Кеплер», который трудится с мая 2009 года, определяет кандидатов по миганию звезды, которое может означать,...
  (читать дальше)

Молнии порождают много свободных нейтронов, и никто не знает, почему
Фотоядерные реакции неудовлетворительно объясняют огромное количество свободных нейтронов, которое зарегистрировано в ходе наблюдений за разрядами молний, проведённых учёными из Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) и ряда других российских НИИ. По всей видимости, существует какой-то иной механизм выделения нейтронов под действием обычной молнии, но мы его пока не представляем. С 1985 ...
  (читать дальше)

Обнаружены древнейшие экзопланеты
В 375 световых годах от Земли найдены две огромные планеты, которые названы старейшими мирами из известных науке. Им 12,8 млрд лет. Они появились тогда, когда сам Млечный Путь ещё только формировался. Джони Сетиаван из Института астрономии им. Макса Планка (ФРГ) и его коллеги обнаружили свидетельства существования планет в системе звезды HIP 11952. Согласно расчётам, одна из них почти столь же м...
  (читать дальше)

Смоделирована планета в обитаемой зоне вокруг α Центавра B
После открытия планет в системах двойных звёзд особым вниманием астрономов стала пользоваться ближайшая к Земле система двойной звезды α Центавра. Проведённое астрономами из Эдинбургского университета (Шотландия) моделирование показало, что планета в такого рода системе не только вполне может занимать устойчивую орбиту, но и иметь относительно благоприятные условия для потенциальной биосферы. α ...
  (читать дальше)

Шаровое скопление M9 сфотографировано с беспрецедентной детализацией
Эта пестрота — самое детальное изображение шарового скопления M9, расположенного близ центра Галактики. На нашем небе оно слишком слабое, чтобы его можно было увидеть невооружённым глазом, но космический телескоп «Хаббл» разглядел в нём более 250 тыс. отдельных звёзд. M9 могло бы иметь сферическую форму, но гравитационные силы галактического центра немного исказили его очертания. Считается, чт...
  (читать дальше)

Перед смертью «Кассини» нырнёт за кольца Сатурна
На 43-й Конференции по вопросам изучения лун и планет представитель проекта «Кассини» Линда Спилкер из Лаборатории реактивного движения НАСА рассказала о планах на заключительную часть этой эпохальной миссии. До самого последнего момента аппарат будет по-прежнему находиться за пределами колец Сатурна, а в 2016 году нырнёт в узкую щель между атмосферой планеты и внутренним кольцом. «Кассини» ус...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)