Гиперскоростной аппарат перехвата астероидов - Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle

Что может сделать HAIV во время миссии.

А Гиперскоростной аппарат перехвата астероидов (HAIV) это космический корабль, разрабатываемый НАСА отклонить опасный Околоземные объекты (ОСЗ) такие как кометы и астероиды, которые угрожают столкнуться с Землей.[1] HAIV сосредоточены на использовании мощных взрывчатых веществ, таких как ядерные бомбы, для достижения отклонения путем взрыва на поверхности ОСЗ, чтобы изменить его траекторию в сторону от Земли. Этот метод предотвращение столкновения с астероидом предназначен для использования с опасными ОСЗ, обнаруженными в короткие сроки (менее 5 лет) до возможного ударное событие с Землей. Идея возникла, когда улучшилось обнаружение астероидов. С тех пор ученые и инженеры создали хорошо продуманную конструкцию.[нужна цитата ] для HAIV.

История

За прошедшие годы в результате определенных событий возникла идея планетарной защиты от ОСЗ. Эти события привели к развитию HAIV, который намеревается использовать.

Проект Икар

В 1967 году профессор Пол Сандорф в Массачусетский Институт Технологий попросил своих аспирантов придумать план отклонения 1566 Икар, астероид шириной около 1 км. Было замечено, что астероид двигался по орбите, приближаясь к Земле в наступающем году, однако любопытство побудило Сандорфа поручить своим ученикам придумать решение мысленного эксперимента «что, если бы он находился на траектории удара? ? '[2][3][4]

Поскольку в то время студенты были в положении, когда о плотности и скорости вращения астероида ничего не было известно, команде нужно было предложить решение по отклонению, которое не сдерживалось бы этими неизвестными. В конце концов команда остановилась на консервативной архитектуре миссии, которая работала за 73 дня до удара.[2] Он заключался в запуске повторяющейся серии находившихся в разработке, Сатурн V ракетная машина доставит от 6 до 7 несколько гипотетических Ядерные взрывные устройства мощностью 100 мегатонн которые взорвались бы на расстоянии от 50 до 100 футов в непосредственной близости от поверхности астероидов.[2] С первым взрывным устройством Сатурн-Икар 1 физический пакет прибытие на астероид за 13 дней до столкновения с Землей, второй Сатурн-Икар 2, прибытие за 10 дней до столкновения и так далее.[2]

Сообщается, что анализ Сандорфа исследования проекта Икарус с неуказанными критериями и с использованием оцененных на тот момент показателей успешности запуска Сатурна V показал, что у проекта был 71% шанс полностью защитить Землю и 86% шанс уменьшить ущерб, причиненный полным ударом.[2]Хотя Project Icarus никогда не тестировался, он заложил основу для будущих исследований методов отклонения ядерных взрывных устройств.

Челябинский метеор

В 2013 году метеор диаметром около 30 метров и весом около 13 000 метрических тонн упал над Россией. Попав в нижние слои атмосферы Земли, он сгорел, а затем взорвался. НАСА ожидало, что метеор сгорит без каких-либо проблем, но этого не произошло.[5] Этот относительно небольшой метеор повредил более 7200 зданий и повредил более 1400 человек.[6] В Челябинский метеор привлекло внимание к защите от астероидов, а остатки метеора дали ученым больше данных об астероидах.

Дизайн

После обнаружения многих астероидов в Солнечной системе и наблюдения за их составом через останки метеоритов, НАСА идентифицировало несколько крупных астероидов, которые могут столкнуться с Землей. Для борьбы с этими ОСЗ НАСА разработало следующую конструкцию HAIV. Автомобиль разделен на две основные части; ремесло лидера и ремесло ведомого.[7]

Лидерское ремесло

Лидирующее судно изначально прикреплено к ведомому кораблю, но перед столкновением два корабля распределяются с помощью выдвижной колонны, известной как штанга AstroMast Boom. Кроме того, он содержит основные системы наведения, включая обычные камеры и Лидар (световой радар). Цель этого корабля - создать начальную воронку в целевой ОСЗ, в которой может взорваться корабль-последователь. Это помогает направить взрывную энергию корабля-спутника, надеясь, что сила будет достаточной для изменения орбиты ОСЗ.[7]

Последовательское ремесло

Крафт-последователь содержит следующее:

  • Солнечные панели и батареи для питания как ведомого, так и лидера.
  • Большая антенна и коммуникационная электроника для передачи информации на Землю.
  • Камера для проверки статуса лидера.
  • NED (ядерное взрывное устройство устройство), которое взрывается при ударе о NEO.
  • Двигатели и топливные баки, помогающие транспортному средству двигаться к цели NEO.
  • Другие системы поддержки и сейфы на случай неисправности.

Как только лидерный корабль сталкивается с NEO и образует кратер, корабль-последователь вскоре взрывает свой NED. Он также сообщает, была ли детонация успешной или неудачной, что может быть подтверждено наблюдениями с Земли.[7]

Препятствия

Существует множество факторов, замедляющих развитие HAIV. К ним относятся, помимо прочего, бюджет, закон и нестандартные ОСЗ.

Бюджет

Первоначальные испытательные миссии обошлись в 600–1,8 млрд долларов США, чтобы проверить осуществимость этого руководства. Полная миссия может стоить намного больше этой суммы, особенно в случае обнаружения ОСЗ с коротким временем до столкновения с Землей. Учитывая недавнее сокращение финансирования НАСА, неясно, будет ли когда-либо осуществлена ​​миссия по HAIV.

Закон

Использование ядерных взрывных устройств - это международная проблема, и ей необходимо будет заняться Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях. 1996 год Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний технически запрещает ядерную оружие в космосе. Однако маловероятно, что ядерное взрывное устройство, взорвавшееся, может быть взорвано только после перехвата с угрожающим небесным объектом,[8] с единственной целью предотвратить столкновение этого небесного тела с Землей будет рассматриваться как немирное использование космоса, или что взрывное устройство, направленное для смягчения воздействия на Землю, явно предназначенное для предотвращения причинения вреда жизни, подпадет под классификацию из "оружие ".[9]

Нерегулярные ОСЗ

Иногда ОСЗ сложно отследить. Они могут двигаться по неправильной орбите или вращаться, что затрудняет создание первого кратера для корабля-лидера. Если HAIV не установит надлежащий контакт, орбита ОСЗ может не измениться и столкнуться с Землей. НАСА в настоящее время разрабатывает способы борьбы с этой проблемой для HAIV,[нужна цитата ] в отличие от техники проекта Icarus Массачусетского технологического института эти сложности не помешали бы.

Смотрите также

MW-1 # STABO - химическое взрывчатое вещество, воронка на взлетно-посадочной полосе, с аналогичным двухступенчатым приводом.

Рекомендации

  1. ^ Администратор НАСА. «Инновационное решение для грандиозной задачи НАСА по уменьшению опасности столкновения с ОСЗ и разработка архитектуры миссии по проверке полетов». НАСА. Получено 29 января, 2016.
  2. ^ а б c d е Портри, Дэвид С. Ф. (29 марта 2012 г.). «Массачусетский технологический институт спасает мир: проект Икар (1967)». Проводной. Получено 13 февраля, 2016.
  3. ^ Клейман, Луи А., изд. (1968). Project Icarus: студенческий проект MIT в области системной инженерии. MIT Press. Архивировано из оригинал 17 октября 2007 г.
  4. ^ "'Проект «Икар» (рецензия на книгу) ».
  5. ^ Дженнер, Линн (14 августа 2013 г.). "Вокруг света за четыре дня: НАСА отслеживает Челябинский метеоритный столб". НАСА. Получено 13 февраля, 2016.
  6. ^ Радия, Кирит (16 февраля 2013 г.). "Русский метеор: Челябинск очищают после взрыва метеорита". ABC News. Получено 2 февраля, 2016.
  7. ^ а б c Барби, Брент У .; Ви, Бонг; Штайнер, Марк; Гетцанданнер, Кеннет (19 августа 2013 г.). "Концептуальный проект миссии по проверке полета сверхскоростного транспортного средства для перехвата астероидов (HAIV)". Бостон, Массачусетс, США. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ Мессье, Дуглас (29 мая 2013 г.). «По мнению экспертов, атомная бомбардировка опасных астероидов может быть лучшей защитой». Space.com. Wie признал, что отправка ядерного оружия в космос будет политически спорным. Однако он сказал, что в космический корабль можно встроить ряд средств безопасности, чтобы предотвратить детонацию ядерной боеголовки в случае неудачного запуска.
  9. ^ Ремо, Джон Л. (1 мая 2015 г.). «Дилемма ядерной энергии в космосе». Бюллетень ученых-атомщиков. 71 (3).