Мир стоит на пороге новой космической гонки

[Sergei]

Это только в "Армагеддоне" эффектно. А на практике траектории обломков станут непредсказуемыми и (возможно) скорости резко увеличатся.

Маленькие обломки быстро сгорят в атмосфере.

[Pinhead]

Может в будущем можно будет посылать зонды на гигантские астероиды, которые угрожают падением на Землю? Высверливать в них лунки и закладывать в них атомные заряды, чтобы расколоть их на более мелкие фракции...

Во-первых, с действительно угрожающими человечеству обломками такое не получится. Они слишком большие. Во-вторых, скорость полёта астероидов очень велика. Даже если взрыв расколет его на части, кинетическая энергия его движения гораздо выше, чем энергия разлёта осколков. Они просто продолжат движение по той же траектории. В солнечной системе есть несколько подобных тел, которые были разрушены давним столкновением, но потом снова "слиплись" в одно тело. Например, спутник Урана Миранда. В этом смысле, идея красить одну сторону астероида выглядит даже предпочтительней.

[Юра]

Во-первых, с действительно угрожающими человечеству обломками такое не получится. Они слишком большие.

Не нужно их дробить. Достаточно немного отклонить, чтобы не попали в Землю. Проблема в том, что такое воздействие нужно производить заблаговременно, встретить астероид хотя бы за десятки миллионов км от Земли. И ещё вопрос - какая у него в этот момент будет скорость относительно Земли, какая энергетика понадобится ракете для рандеву.
Между стартом ракеты и встречей могут пройти годы (Розетта до кометы 10 лет добиралась) - значит потенциально опасные камни нужно определять заблаговременно. Для крупных, километрового размера, это реально.
Но если булыжник диаметром десятки метров - его издалека не увидишь. А энергии у него достаточно, чтобы уничтожить мегаполис. Против таких нужен ближний эшелон космической защиты - увидеть хотя бы за десятки тысяч км от Земли, определить траекторию, и если падает на густонаселенный район - перехватить ракетой с многомегатонным зарядом. Булыжник надо раздробить настолько основательно, чтобы большая часть обломков пролетела мимо Земли или сгорела в атмосфере из-за малого размера. Если до поверхности Земли долетит порядка 1-10% массы исходного камня - в такой системе уже есть смысл.

[ригель]

И ещё вопрос - какая у него в этот момент будет скорость относительно Земли, какая энергетика понадобится ракете для рандеву.

Зачем обязательно ракета? Дорого. Лучше орбитальный лазер - вокруг вакуум, энергии много и бесплатно.

[Pinhead]

Достаточно немного отклонить, чтобы не попали в Землю.

Ну, в принципе, при ядерном взрыве должна испариться часть вещества, которая при направленном взрыве на время превратится в импровизированный двигатель. Но тут действительно весь вопрос упирается в размер и скорость обломка. А так-то да, я тоже подумал, что вот десять лет же летели до этой злосчастной кометы, обнаружься что-нибудь внезапно (а от этого просто невозможно зарекаться), и даже при самом прекрасном способе, пока подготовят запуск, пока долетят. Да ещё и ненадёжно это всё до ужаса. Это надо штук десять дублирующих аппаратов запускать, желательно разными государствами, тогда, может быть, кто-то гарантированно добьется успеха.

Но если булыжник диаметром десятки метров - его издалека не увидишь.

Ну это, я думаю, вообще номер дохлый. Никто даже не почешется.

[Подросший Вжик]

Интервью Клима Чурюмова:
http://trv-science.ru/2014/05/20/pojjmat-kometu/

[Юра]

И ещё вопрос - какая у него в этот момент будет скорость относительно Земли, какая энергетика понадобится ракете для рандеву.

Зачем обязательно ракета? Дорого. Лучше орбитальный лазер - вокруг вакуум, энергии много и бесплатно.

1 мегатонна - это 4х10^15 Дж. Чтобы набрать такую энергию, лазеру мощностью 1 МВт нужно без перерыва работать 127 лет, даже если вся его энергия будет точно сфокусирована на комете.
Чтобы на расстоянии в миллиард километров получить диаметр лазерного "зайчика" 10 м (именно такой размер необходим, чтобы луч такой мощности мог нагревать и испарять хотя бы легкоплавкий лед кометы, создавая отклоняющую её реактивную тягу - для испарения железного или каменного вещества астероида плотность энергии нужна выше) нужен диаметр фокусирующей системы 100 км. Если на порядки повысить мощность лазера (что нам пока не по зубам), то можно уменьшить и время воздействия на астероид, и диаметр фокусирующего зеркала (поскольку будет допустим более крупный "зайчик"), но все равно эти параметры остаются за границами сегодняшних технических возможностей человека.
Например лазерную батарею мощностью 10 ГВт придется фокусировать зеркалом километрового диаметра. Однако дальнейшее уменьшение зеркала при росте мощности нецелесообразно - размер "зайчика" в районе цели превысит километр, на небольших астероидах его просто не сфокусируешь.
Допустим при мощном лазере обстрел можно начинать с более близкой дистанции - 100 миллионов км. 10-гигаваттный лазер передаст мегатонную энергию за трое суток работы.
Понадобится космическая солнечная электростанция с площадью батарей около 200 км2 (при КПД полупроводникового лазера 30%), и 100-метровое сегментное зеркало для фокусировки лазерного луча. Эти параметры технологически уже вменяемы, и в принципе могут быть реализованы через несколько десятилетий.
Но пока альтернативы термоядерным боеголовкам нет.

[Подросший Вжик]

Вот непременно надо со спецэффектами.
Можно спокойно и не спеша, прикрепить несколько плазменных ускорителей и подправить орбиту булыжнику. Почти бесплатный (не надо вытаскивать из колодца) строительный материал для космических станций.

[Юра]

Вот непременно надо со спецэффектами.
Можно спокойно и не спеша, прикрепить несколько плазменных ускорителей и подправить орбиту булыжнику. Почти бесплатный (не надо вытаскивать из колодца) строительный материал для космических станций.

Во-первых для этого нужно мягко посадить оборудование на булыжник, а взрыв бомбы у поверхности возможен даже при скорости встречи порядка десятков км/c, что резко упрощает требования к энергетике ракеты.
Во-вторых, чтобы получить заметную тягу, ускорять массу нужно по методу твердофазных ядерных двигателей, нагревом в активной зоне. Электрореактивные двигатели не годятся - у них тяга мизерная, даже космические аппараты (а не астероид размером с гору) они разгоняют месяцами и годами.
А раз так, существенного выигрыша по удельному импульсу по сравнению со взрывом мы не получим, даже наоборот - у реактора температура активной зоны ограничена жаропрочностью материалов, а при взрыве часть вещества испарится. Импульсный (взрывной) ядерный двигатель должен иметь удельный импульс в районе 2000-2500 с.
А в качестве теплоносителя твердофазного двигателя не каждое вещество годится. Хорошо, если у нас ледяная комета, а если железный астероид - прокачивать через активную зону жидкое железо и нагревать до кипения? И какой ресурс будет у такого двигателя? К тому же железо ещё нужно доставлять в двигатель - добывать на астероиде, измельчать и т. п.

Бомба неизмеримо проще и надежнее.

[Подросший Вжик]

Бомба неизмеримо проще и надежнее.

Только бомб эти понадобится много. Очень. Взрыв ведь происходит в вакууме. Подрыв даже у поверхности приведёт лишь к частичному испарению материи с поверхности поражаемого объекта. И тут либо сверлить, то есть посылать брюсуиллисов, пусть и железных. Либо затюкать объект до мелкой пыли. Много-много раз. Что потребует исключительно точного наведения и очень большого числа и могущества зарядов. Иначе вместо пыли мы получим "заряд картечи", что ненамного хуже "ядра".
А вариант с ускорителями или любыми другими механизмами создающими тягу позволяет гарантировано решить задачу увода объекта с опасной для Земли орбиты. Причём сгодится любой двигатель, например вроде орионовского, с маломощными ядерными зарядами.

[Юра]

Взрыв ведь происходит в вакууме. Подрыв даже у поверхности приведёт лишь к частичному испарению материи с поверхности поражаемого объекта. И тут либо сверлить, то есть посылать брюсуиллисов, пусть и железных.

Подрыв нужно обеспечить на расстоянии порядка десятков метров до поверхности - нужную точность взрывателя обеспечить возможно даже при скорости встречи 10-20 км/c. При мощности заряда порядка 10-100 Мт это приведет к интенсивному испарению и выбросу в космос вещества. Подрыв в таких условиях термоядерных бомб на Земле приводил к образованию воронки десятки метров глубиной и более километра в диаметре.

Если можно будет обеспечить скорость встречи не более 1 км/c - можно применить прочные заряды-пенетраторы, заглубляющиеся на десятки метров перед взрывом за счет своей скорости. Правда у них мощность будет поменьше, большую часть массы составит прочный корпус, а не заряд. Но они в расчете на килотонну мощности намного интенсивнее выбрасывают грунт, при мощности десятки килотонн воронка сотни метров диаметром и более 100 глубиной.
Особенно эффективно можно заглубляться в рыхлые ледяные кометы, а не в железнокаменные монолиты.

[Подросший Вжик]

Подрыв нужно обеспечить на расстоянии порядка десятков метров до поверхности - нужную точность взрывателя обеспечить возможно даже при скорости встречи 10-20 км/c. При мощности заряда порядка 10-100 Мт это приведет к интенсивному испарению и выбросу в космос вещества. Подрыв в таких условиях термоядерных бомб на Земле приводил к образованию воронки десятки метров глубиной и более километра в диаметре.

В условиях Земли. Наличествует воздушная среда.
И подрыв на больших скоростях - чрезвычайно сложная задача. Т.е. заряд нужно замедлять. А в таком случае - вариант с медленным гарантированным выводом выглядит предпочтительнее.
Любой астероид - манна небесная для космических строителей. Полезные излетаемые сами летят в руки. Нужно только суметь поймать.

[ригель]

Любой астероид - манна небесная для космических строителей. Полезные излетаемые сами летят в руки. Нужно только суметь поймать.

Истинная правда. Реальные проекты (по добыче руды отдельных металлов с астероидов) уже вовсю разрабатываются, пока правда исключительно для земных нужд. Писали даже что и при современном уровне космической техники это может быть очень выгодным.
P.S. Полезные излетаемые... Надо запомнить.

[Подросший Вжик]

Полезные излетаемые... Надо запомнить.

Не моё. Соколовский - геолог-космонавт, один из персонажей "Звезды КЭЦ" Беляева так называл булыжники. Он на них охотился.

Добавлено спустя 1 день 23 часа 10 минут 47 секунд:

[Юра]

Комета преподносит сюрпризы. У неё оказалась интересная поверхность. Черная, пористая (средняя плотность кометы 400 кг/м3, теплопроводность поверхности низкая), твердая (> 2 Мпа на сжатие), упругая. И никакой пыли на поверхности.
Ученые уже ломают голову, при каких условиях такая поверхность могла образоваться.

[Подросший Вжик]

И никакой пыли на поверхности.

Было бы удивительно, если бы на поверхности регулярно газящей кометы с неощутимой гравитацией накопилась бы пылевая "шуба".

[sla]

чтобы получить заметную тягу, ускорять массу нужно по методу твердофазных ядерных двигателей, нагревом в активной зоне. Электрореактивные двигатели не годятся - у них тяга мизерная,

А вариант с ускорителями или любыми другими механизмами создающими тягу позволяет гарантировано решить задачу увода объекта с опасной для Земли орбиты. Причём сгодится любой двигатель, например вроде орионовского, с маломощными ядерными зарядами.

Для создания реактивной тяги на поверхности кометы или астероида энергетически выгоднее не высокий удельный импульс, а напротив низкий. Достаточная скорость выбрасывания вещества 10 - 100 м/с. С такой задачей справится простейшая механическая "бросалка", например центробежная. Выбрасываемую породу или лед желательно конечно дробить на более менее мелкие фракции, но это тоже не сложно.

[Pinhead]

Для создания реактивной тяги на поверхности кометы или астероида энергетически выгоднее не высокий удельный импульс, а напротив низкий.

Ну, если у нас времени до хрена, тогда конечно да. А если нам это вот-вот на голову свалится?

[sla]

Ну, если у нас времени до хрена, тогда конечно да. А если нам это вот-вот на голову свалится?

Угрозу представляют крупные объекты, которые теоретически можно отследить заранее. Фактор неожиданности конечно может быть, тут уж ничего не поделаешь, только взрывать. Тем не менее предложеный способ позволяет осуществлять хозяйственную деятельность в космосе. Например доставлять строительный материал на удобную орбиту, или уронить камешек на голову супостата (ой...)

[Нгаан]

Угрозу представляют крупные объекты, которые теоретически можно отследить заранее.

Давайте конкретно, с цифрами: заранее это за сколько миллионов километров? И сколько времени потребуется на организацию полёта? Или мы должны быть готовы уже сейчас и иметь на стартовых столах десяток вполне заряженных ракетных систем, чтобы в случае чего: "Ключ на старт!" и полетели? А если за две тысячи последних лет ни одного крупного объекта на поверхность планеты не упало, то какова вероятность что ещё две тысячи лет нам не придётся держать ключ в замке зажигания, сливать и заправлять топливо, заменять электронную, фотонную и прочую аппаратуру (в силу её морального износа), а значит тратить на это туеву хучу бабла? А всё для того, чтобы быть уверенными: "Мы готовы к наихудшему."