Рассмотрим их поподробней и повнимательней.
"Завтра не упадёт, за это я гарантирую. Мы отслеживаем все астероиды крупнее 1 км - не 10, а 1, км, и на ближайшие где-то 250-300 лет точно можем сказать - не ударит." (17:47)
В целом, звучит оптимистично. Но есть подозрение, что речь идёт только об астероидах, уже пересекающих орбиту Земли. При этом есть ещё, как минимум, пояс астероидов , из которого по разным причинам, вроде влияния Юпитера, могут до сих пор прилетать новички на близкие к Земле орбиты. По википедии:
"Практически все найденные на поверхности Земли метеориты (99,8 %), которых на сегодняшний день насчитывается около 30 000, в своё время появились в поясе астероидов[78]."
При наименьшем расстоянии до Земли в 1 астрономическую единицу и скорости в 1 км/с (упоминается разброс: от 0.1 до 5 км/с), такой астероид может долететь за 4 года.
По статье "В главном поясе астероидов астрономы случайно обнаружили неизвестный 200-метровый объект" 07.02.2023, к примеру:
"астрономы определили местоположение более 1,1 миллиона из них".
Таким образом, всё гораздо неопределённей, и напрашиваются
Задача 1
Создать программу расчёта для событий столкновения астероидов пояса между собой, чтобы максимально оперативно отслеживать изменения.
а также
Задача 2
Обеспечить контроль телескопами за текущим состоянием астероидов пояса.
Пока же, видимо, возможностей обзорных телескопов хватает только на местные астероиды (см. статью википедии "Прогноз столкновения с астероидом").
"если такой астероид врежется в Землю, что произойдёт с Землёй?
Будет плохо. Особенно, если он в океан, а скорее всего он в океан, упадёт: океанов больше, чем суша. Будет колоссальное цунами, которое смоет многие острова целиком. Даже на побережье континентов на сотни километров вглубь эта волна пойдёт. А люди-то живут в основном по берегам, поэтому смоет много. Но дальше будет ещё хуже для остальных. Вот мы живём вдали от берегов, но будет большой взрыв, выброс огромного количества вещества в стратосферу, пыли всякой. Пожары будут колоссальные, потому что, падая, он нагреет атмосферу. И пожары и просто выброс закроют весь земной шар: примерно за неделю всё это расползётся, где бы он не ударил, по всей Земле. И по расчётам где-то от года до полутора лет Земля будет перекрыта от солнечного света" (15:22)
Здесь бы хотелось услышать не только описание проблем, но и предложения по их решению, так как сами идеи этих предложений особых денег не требуют, а 250-300 лет - слишком большой срок, чтобы считать, что за это время ничего не изменится. Поэтому новые задачи:
Задача 3
Обеспечить возможность эвакуации населения страны размером хотя бы со среднюю европейскую на расстояние в сотни километров.
Задача 4
Создать технологию очистки стратосферы от пыли.
Первое, что тут напрашивается в качестве решения, - использование короткоживущих радиоактивных изотопов, которые будут создавать в стратосфере ионы для конденсации пыли. По этой причине, вполне вероятно, что использование "грязного" варианта царь-бомбы (100 Мтонн вместо "чистого" в 50 Мтонн) при неизбежном падении астероида будет не только возможным, но и предпочтительным.
Пока же вполне реальны эксперименты по оседанию пыли от вулканов. При этом дополнительно, крайне полезным было бы создание сверхмощных туманогенераторов, которые могли бы пригодиться при борьбе не только с последствиями извержений вулканов, но и с лесными пожарами.
"когда они увидят астероид, который будет лететь в Землю. Каким способом они могут от него спастись?
Ну много раз уже обсуждалось это, каким именно способом. Направлений два: либо целиком увести от Земли, либо раздробить на части и дать ему упасть на Землю, мол это будет безопасно, части сгорят в атмосфере. И общий вывод - действительно аккуратно просматривались эти проекты - нельзя дробить. Если мы раздробим на сотни частей, значит придётся следить за сотнями вот этих камней, и они попадут обязательно, какие-то из них, в жизненно важные там атомные станции, центры городов больших. Нет, конечно: надо иметь дело с цельной кометой или астероидом и попытаться, не дробя, увести его с опасной траектории" (21:32)
Вот тут уже странно, начиная с того, что указанные риски дробления возникают очевидно в момент подлёта астероида, а уводить с траектории предлагается наоборот - за десятки, а то и сотни, лет до этого.
Содержательно же, приведены крайне невразумительные причины против дробления. Если других причин нет, то решение Задачи 3 с эвакуацией, не говоря уже про "слежение за сотнями камней" (которое то ли про слабые компьютеры, то ли вообще неясно про что) разрешает дробление, а значит требует его. Так как, при возможности повторных дроблений значительная часть астероида просто разлетится в разные стороны, и в любом случае, при дроблении действительно в атмосфере сгорит больше и разрушения будут локальней. Особо неудачные осколки, в силу их уже достаточно незначительных размеров, можно будет сбить одной-двумя ракетами, а возможно и подходящие лазеры к этому моменту появятся.
Но в целом Сурдин действительно пересказывает основные текущие идеи, которые можно найти, к примеру, в статье википедии "Защита от астероидов".
Соответственно, нет явного упоминания правильной стратегии для отклонения более-менее крупных астероидов, которая совмещает два указанных способа и следует из законов сохранения импульса и энергии: чтобы с минимальными энергозатратами "сбить с пути" астероид, нужно как-то отколоть от него большой кусок, от которого главная часть сможет эффективно оттолкнуться. Чем больше будет кусок, тем лучше для отталкивания. Поэтому получаем две предварительные задачи.
Задача 5
Научиться надёжно проводить под поверхностью одновременный взрыв нескольких царь-бомб. По которым также требуется надёжная и быстрая технология сборки из частей с тестированием.
Задача 6
Разработать технологию максимально быстрого бурения в условиях астероида скважин километровых глубин.
По бурению напрашивается использование лазеров и миниатюрной роботизированной техники, кроме того, необходимо реализовать непрерывное извлечение кернов по ходу бурения. В итоге, получаем такую общую идею.
Предварительно выравнивается площадка под скважину, на неё кладётся жёсткая "шайба" с круговыми рельсами, по которым должна двигаться платформа с двумя импульсными лазерами, развёрнутым вниз на внутреннем диаметре шайбы. Обработка породы лазерными импульсами в шахматном порядке должна приводить к последовательному образованию в породе небольших "колодцев", каждый из которых должен в конечном счёте взрываться с выносом осколков породы в сторону предыдущего колодца, где они должны попадать в контейнер робота, постепенно спускающегося в итоге вниз по винтовой линии. Робот также должен закладывать в керн спецпатроны и подрывать их для отделения поднимаемого куска керна. Подниматься же керны должны какими-то реактивными дронами, которые при последующем пролёте вниз должны будут прижиматься к стенке скважины, чтобы не мешать подъёму кернов и контейнеров с осколками. Под установку нескольких зарядов по глубине скважины дополнительно вырубаются ниши, после чего скважины запираются цепочками из керновых кусков.
Бурение скважин должно пригодиться и для будущих колоний на Луне и Марсе, которые очевидно в основном будут располагаться под поверхностью, как видимо и соединяющие их транспортные пути.
После решения Задач 5 и 6, можно переходить к решению итоговой задачи.
Задача 7
Разработать оптимальную технологию по использованию подповерхностных ядерных взрывов для отделения и отталкивания части астероида.
Прежде всего, на астероиде размещается достаточное количество сейсмодатчиков, чтобы контролировать состояние внутренней структуры астероида для выявления неоднородностей и трещин по мере взрывов. Поскольку расталкивание происходит через давление испарившегося при взрыве вещества, крайне важно получить плоский кусок, чтобы максимально сохранять давление при его разгоне. Другими факторами оптимизации являются использование естественного трещинообразования и наиболее полное испарение вещества при внутреннем взрыве, что соответственно приводит к наибольшему давлению. Предполагается, что астероид вращается, поэтому по любой его зоне можно выбрать момент для отталкивания в нужную сторону.
В качестве иллюстрации этих идей полезно рассмотреть наиболее простую задачу, которую однако почему-то официально предлагают решать сильно окольными путями (из пункта "Ядерное взрывное устройство" в "Защите от астероидов") :
"Если объект представляет собой груду слабо держащихся обломков, то выходом может стать подрыв ряда ядерных устройств поблизости астероида, на таком расстоянии, чтобы не разбить его слабо держащиеся части[24][25]."
Вообще по облаку обломков главная проблема - доставить заряд внутрь облака в исправном виде, для чего видимо стоит использовать какую-то решетчатую оболочку. Причём скорее всего можно использовать минимальный заряд, так как энергия взрыва для облака максимально полно перейдёт сначала в давление, а потом в кинетическую энергию разлетающихся во все стороны осколков, имеющих схожие размеры, а потому и одинаково большие скорости. То есть в данном вопросе гораздо сложнее понять логику официального решения.
Возвращаясь же к основной задаче, в зависимости от того, насколько успешно будет проходить откалывание по конкретному астероиду, можно предложить три варианта стратегии решения.
1. Если тело астероида раскалывается нужным образом уже минимальными зарядами, то достаточно последовательно поштучными взрывами отколоть подходящий кусок. Далее, вблизи от поверхности раскола в основную часть астероида закладывается нужное количество максимальных зарядов, а при взрыве основная часть испаряющимися зонами отталкивает осколок и разгоняется сама.
2. В менее удачном случае, для предварительного раскалывания требуются уже более крупные заряды или даже целые пачки максимальных зарядов. Более того, возможно придётся обходится вообще без предварительного раскалывания, только за счёт более частой установки зарядов, что требует особо аккуратного расчёта и конечно очень большого количества скважин, не говоря уже про заряды.
3. Для более сложного случая, когда астероид в нужных габаритах сам раскалывается слишком плохо, поэтому осколок потребуется "выпиливать" небольшими зарядами, можно предложить более интересное решение. Оптимизация выпиливания требует, прежде всего, решения проблемы равномерного распределения энергии от точечных источников к поверхности выпиливания осколка. Что возможно осуществить через выбор формы осколка в виде цилиндра, на боковой поверхности которого последовательными взрывами нужно создать спираль: каждый последующий взрыв должен выдавать кумулятивную струю в сторону полости от предыдущего взрыва. То есть предварительный этап сводится к формированию и максимальному прогреву спирали, а значит и всей зоны цилиндрической поверхности. Окончательное же выпиливание в зоне между цилиндром и полученной стенкой видимо потребует значительной части энергии основного взрыва на торце цилиндра, тем не менее в какой-то момент сила взрывного давления должна превысить силу трения о стенку, и цилиндр будет вытолкнут. При этом, чем глубже будут скважины, тем меньше будут потери тепла при разогреве спирали и давления при последующем разгоне цилиндра. То есть бурить сразу стоит почти на всю глубину диаметра, оставив до выхода на противоположную поверхность лишь столько, сколько нужно для обозначения откола бонусного куска, который видимо будет заметно меньше цилиндра, поэтому его можно оставить на случай необходимости небольшой добавки.
Для астероида с диаметром в 10 км потребуется осколок в несколько кубических километров, соответственно сечение торца цилиндра будет с квадратный километр, что видимо гораздо больше, чем размеры испаряемых объёмов даже при использовании царь-бомбы. По этой причине для окончательного прогрева спирали основным взрывом достаточное количество зарядов должно располагаться недалеко от окружности торца, но через заряды-посредники промежуточных величин, которые сформируют плавный по углу вход в спираль для итоговых кумулятивных струй.
При большом желании и наличии возможностей посредством нескольких таких цилиндров можно "распилить" до откалывания крупного куска даже большой астероид.
"когда остаётся несколько месяцев, уже нет возможности сбить с пути. А раздробить десятикилометровой глыбу ... Мы считали весь арсенал атомных и водородных бомб на Земле, если сложить там наши, американские, китайские - не раздробят" (33:06)
Чрезвычайно принципиальное заявление: то есть тут наука официально признаёт своё бессилие по данному случаю. При этом неясно, какое именно дробление считали.
Поэтому посчитаем и мы, что получится при решении Задачи 7 для грубой оценки отклонения астероида.
Чтобы преодолеть расстояние в земной радиус 6400 км за полгода нужна поперечная скорость:
V=6.4*10^6 м/182*24*3600 c=0.4 м/c .
Формула для энергии, не учитывающая, однако, потери:
Q=MV^2*(M/m)/2 .
Для диаметра 10 км и осколка с объемом в 5 куб.км отношение масс будет:
M/m=4*3.14*5^3/(3*5)=100 .
А масса самого астероида при плотности в 2 г/куб.см:
M=2*10^3*4*3.14*(5*10^3)^3/3=10^15 кг .
В итоге, Q=10^15 кг *(0.4 м/c)^2*100/2=8*10^15 Дж .
Это примерно 2 Мтонны заряда, то есть в 25 раз меньше, чем у царь-бомбы.
До кучи, бонус про Луну.
"Луна - это результат того, что в Землю ударился объект, примерно размером с Марс, который сделал кольца вокруг Земли, и из них была сгенерирована Луна." (36:25)
Гораздо проще и оккамистей объяснить странности Луны не через столкновение со случайным заблудившимся новым Марсом, а через её образование до слипания Земли. То есть Луна переплавилась и разделилась на современную часть и железное ядро, которое стало зародышем Земли. Разделение очевидно происходило постепенно при вращении под влиянием приливных сил со стороны земных планетезималей: чем больше смещение частей, тем больше разница между отдаляющими и сближающими силами.
Некоторые подробности по этой теме можно найти в тексте "7. О возникновении Луны".
Добавлено спустя 3 дня 14 часов 43 минуты 52 секунды:
Учитывая то, что даже по закладке зарядов для спирали планируется создание ниш в скважинах, то есть какое-то бурение не в вертикальном направлении, добавлю вариант создания квазиспирали без использования зарядов, только за счёт бурения.
При освоении аналогичного бурения уже наклонных скважин, соединяющих основные вертикальные, возможно, однако, упрощение способа выпиливания, чтобы вообще избежать создания прогревающей спирали взрывами. Очевидно, наклонные скважины должны иметь меньший диаметр, чем у основных для возможности дальнейшего извлечения керна, и куски керна при бурении придётся извлекать под углом, что возможно будет сложнее. Таким образом, между вертикальными скважинами будет проведено зигзагообразное бурение в виде вертикальной "пилы" VVVVV . Скорее всего, соседние пилы по обеим сторонам лучше сдвинуть на полпериода, чтобы струя на выходе выжигала новый канал. При этом основную скважину между выходами наклонных скважин видимо нужно будет как-то запирать кернами, чтобы минимизировать прямые вертикальные потоки "на выход" и увеличить прогревающие наклонные потоки. Данный вопрос требует уточнения для разных диаметров и разной частоты бурения основных скважин, возможно, потери энергии будут не такие уж и большие, причём даже без наклонных скважин.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать