NASA завершает разработку одного из самых важных телескопов в истории планетарной обороны — NEO Surveyor. Новый космический аппарат создается специально для поиска опасных астероидов и комет, способных угрожать Земле. В отличие от большинства существующих обсерваторий, он будет искать объекты не по отраженному свету, а по тепловому излучению, что позволит обнаруживать даже самые темные астероиды, практически невидимые для обычных телескопов.
Запуск миссии currently запланирован на 2027 год. После выхода в рабочую точку аппарат начнет непрерывное сканирование космоса в поисках потенциально опасных объектов.
По сути NASA строит первую специализированную систему раннего предупреждения о крупных космических угрозах.
Почему астероиды остаются серьезной проблемой
Несмотря на развитие современной астрономии, человечество до сих пор не знает точного количества опасных объектов рядом с Землей.
По оценкам ученых:
- существует около 25 000 околоземных астероидов размером более 140 метров;
- обнаружено менее половины таких объектов;
- многие темные астероиды практически невидимы для наземных телескопов.
Астероид диаметром около 140 метров уже способен уничтожить крупный регион или мегаполис.
Объекты километрового размера представляют уже глобальную угрозу.
Хотя вероятность крупного столкновения в ближайшие годы крайне мала, проблема заключается именно в неполноте каталога.
Фактически ученые пока не уверены, что обнаружили все потенциально опасные тела.
Земля движется через «космический тир»
Солнечная система остается динамичной и хаотичной средой.
Помимо астероидов главного пояса существуют:
- околоземные астероиды;
- кометы;
- объекты с нестабильными орбитами;
- тела, сближающиеся с орбитами Venus и Earth.
Некоторые объекты могут долго оставаться незамеченными.
Особенно опасны астероиды, приближающиеся со стороны Солнца. Из-за яркого солнечного света наземные телескопы часто просто не способны их увидеть.
Именно это считается одной из главных проблем современной планетарной защиты.
Почему обычные телескопы видят не все астероиды
Большинство существующих систем поиска работают в видимом диапазоне.
Они обнаруживают астероиды по отраженному солнечному свету.
Но здесь возникает сразу несколько проблем:
- темные астероиды отражают очень мало света;
- небольшие объекты трудно заметить;
- наблюдения зависят от погоды;
- атмосфера Земли ухудшает качество данных;
- область рядом с Солнцем практически недоступна для наблюдений.
Некоторые астероиды имеют чрезвычайно низкое альбедо — способность отражать свет.
Такие объекты могут быть почти черными и оставаться скрытыми до опасного сближения.
NEO Surveyor будет искать тепло, а не свет
Главная особенность нового телескопа — работа в инфракрасном диапазоне.
Вместо отраженного света аппарат будет фиксировать тепло, которое астероиды излучают после нагрева Солнцем.
Это дает несколько критически важных преимуществ:
- темные объекты становятся заметнее;
- можно точнее определять размеры астероидов;
- появляется возможность наблюдать области ближе к Солнцу;
- снижается зависимость от отражающих свойств поверхности.
Фактически астероид невозможно полностью «спрятать» в инфракрасном диапазоне, если он нагрет солнечным светом.
Где будет работать новый телескоп
После запуска NEO Surveyor отправится в точку Лагранжа L1 системы Солнце—Земля.
Она находится примерно в 1,5 миллиона километров от Земли в направлении Солнца.
Точки Лагранжа — это области, где гравитация Земли и Солнца уравновешивается таким образом, что космический аппарат может длительное время сохранять устойчивое положение с минимальными затратами топлива.
Из точки L1 телескоп получит хороший обзор внутренней части Солнечной системы и сможет постоянно наблюдать пространство между Землей и Солнцем.
Именно оттуда часто приходят наиболее труднообнаружимые астероиды.
Телескоп оснащен двумя инфракрасными детекторами
На борту аппарата установят систему из двух инфракрасных массивов.
Каждый детектор будет работать на своей длине волны.
Наблюдение одного и того же объекта в нескольких инфракрасных диапазонах позволит:
- измерять температуру астероида;
- точнее определять размер;
- оценивать состав поверхности;
- различать реальные объекты и шум данных.
Каждый массив создает 16-мегапиксельное изображение.
Собранная информация будет передаваться на Землю через сеть NASA Deep Space Network.
Огромный солнечный экран — ключевая часть конструкции
Одной из самых необычных деталей аппарата станет гигантский шестиметровый солнцезащитный экран.
Он выполняет сразу несколько функций:
- защищает телескоп от солнечного нагрева;
- снижает помехи от солнечного излучения;
- помогает поддерживать низкую температуру детекторов;
- несет солнечные панели для питания аппарата.
Для инфракрасной астрономии охлаждение критически важно.
Если сам телескоп перегревается, его собственное тепловое излучение начинает мешать наблюдениям.
Почему NASA ускоряет развитие планетарной защиты
Интерес к опасным астероидам резко вырос после нескольких событий последних десятилетий.
Особенно важными стали:
- падение Челябинского метеорита в 2013 году;
- обнаружение множества ранее неизвестных околоземных объектов;
- рост точности астрономических обзоров;
- развитие моделей астероидных столкновений.
Челябинский объект имел размер всего около 20 метров, однако ударная волна повредила тысячи зданий и ранила более 1500 человек. (nasa.gov)
Это показало, что даже сравнительно небольшие тела могут представлять серьезную опасность.
DART уже доказал, что астероиды можно отклонять
Параллельно с поиском опасных объектов NASA развивает технологии их отклонения.
В 2022 году миссия DART впервые в истории намеренно столкнулась с астероидом Dimorphos.
Результат оказался успешным:
- орбита астероида изменилась;
- период обращения сократился примерно на 33 минуты;
- технология кинетического удара подтвердила работоспособность.
Это стало первым реальным испытанием системы планетарной защиты.
Однако для отклонения астероида необходимы годы подготовки.
Именно поэтому раннее обнаружение угроз считается критически важным.
Главная проблема — время
Если опасный объект будет обнаружен слишком поздно, возможности защиты окажутся ограниченными.
Современные методы отклонения требуют:
- точного расчета орбиты;
- подготовки миссии;
- запуска аппарата;
- многолетнего изменения траектории объекта.
Даже минимальное отклонение астероида за годы до столкновения способно полностью убрать угрозу.
Но если обнаружение произойдет за месяцы или недели, вариантов практически не останется.
Некоторые астероиды особенно трудно обнаружить
Наиболее сложными считаются:
- темные углеродистые астероиды;
- объекты, движущиеся со стороны Солнца;
- кометы с вытянутыми орбитами;
- небольшие быстро движущиеся тела.
Кометы особенно опасны из-за высокой скорости и долгих периодов невидимости.
Они могут приходить из внешней Солнечной системы и появляться относительно неожиданно.
В последние годы число обнаружений быстро растет
Современные обзоры неба фиксируют все больше объектов.
Практически ежемесячно астрономы сообщают о новых сближениях астероидов с Землей.
Большинство из них безопасны, однако это показывает масштаб проблемы.
Сейчас ученые обнаруживают:
- тысячи новых околоземных объектов ежегодно;
- десятки потенциально опасных астероидов;
- множество небольших тел, проходящих ближе орбиты Луны.
Часто небольшие объекты замечают всего за несколько дней до пролета.
Почему инфракрасные телескопы считаются будущим планетарной обороны
Идея использования инфракрасных систем обсуждается уже много лет.
Преимущества такого подхода очевидны:
- более высокая эффективность;
- независимость от цвета астероида;
- точное определение размеров;
- возможность круглосуточных наблюдений из космоса.
Наземные телескопы всегда ограничены погодой и атмосферой.
Космический аппарат лишен этих проблем.
NASA выполняет требование Конгресса спустя почти 20 лет
Еще в 2005 году Конгресс США поручил NASA обнаружить большинство потенциально опасных околоземных объектов размером свыше 140 метров.
Однако долгое время агентство опиралось преимущественно на наземные обзоры.
NEO Surveyor станет первой миссией, изначально созданной исключительно для поиска опасных астероидов.
Планетарная защита перестает быть научной фантастикой
Еще недавно защита Земли от астероидов воспринималась как сюжет голливудских фильмов.
Сегодня это полноценное направление космической науки.
В него входят:
- системы раннего обнаружения;
- моделирование столкновений;
- расчеты орбит;
- технологии отклонения;
- международные сети наблюдений.
NASA, ESA и другие агентства постепенно создают первую глобальную систему планетарной безопасности.
Полностью исключить угрозу невозможно
Даже после запуска NEO Surveyor проблема не исчезнет полностью.
Существуют ограничения:
- очень маленькие объекты трудно обнаруживать заранее;
- некоторые кометы появляются неожиданно;
- часть объектов может иметь нестабильные орбиты;
- каталог астероидов никогда не будет абсолютно полным.
Однако новая миссия должна резко сократить число неизвестных угроз.
NEO Surveyor станет одним из важнейших телескопов десятилетия
Хотя миссия не занимается поиском экзопланет или далеких галактик, ее значение может оказаться не менее важным.
Телескоп будет выполнять задачу, напрямую связанную с безопасностью Земли.
Фактически человечество впервые получает специализированный космический инструмент, предназначенный не для изучения далекой Вселенной, а для поиска объектов, которые потенциально могут однажды столкнуться с нашей планетой.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
