Пять лет назад в атмосферу Земли влетел метеорит диаметром около 17 метров и массой 10 тысяч тонн. Сегодня он известен всему миру как Челябинский метеорит.
Челябинский метеорит предоставил огромный материал ученым для исследования космических тел. Кроме того, он актуализировал вопрос защиты от астероидов, который сегодня является одним из приоритетных направлений развития Южно-Уральского государственного университета в рамках Проекта 5-100. Директор Политехнического института Сергей Ваулин и заведующий кафедрой «Техническая механика» Аэрокосмического факультета Сергей Сапожников рассказали об изучении метеорита, направлении защиты от астероидов и будущем исследований космических тел.
.jpg)
— Как давно в ЮУрГУ изучают метеориты? Все ли известно или еще есть неизученные области?
— Сергей Ваулин: В нашем университете на Аэрокосмическом факультете была кафедра небесной механики, которую возглавлял профессор Емельяненко, ученый мирового уровня. Вячеслав Васильевич очень плотно занимался изучением космических тел. Кроме того, профессор Емельяненко был представителем ЮУрГУ в ассоциации университетов, которые занимаются метеоритной безопасностью. Во многом, благодаря деятельности профессора, ЮУрГУ находится на передовой знаний, умений и опытов в этой области. Так что, занимаемся мы этим вопросом давно.
Падение метеорита побудило университет обратить на это еще более пристальное внимание. В первую очередь, для того, чтобы сфокусироваться на защите от астероидов. Так, это направление стало одним из приоритетных направлений аэрокосмического инжиниринга, которое включает в себя обнаружение, ведение, создание носителя для встречи с объектом, изучение структуры, размера, состава, поиск ответов на вопросы о том, можно ли к нему присоединиться, можно ли отклонить или уничтожить, и если сделать это невозможно, то что произойдет, когда он упадет. Здесь также важно знать, когда он упадет и куда именно. Это целый комплекс вопросов, которые мы озвучили, прописали, сформировали научные группы, которые работают, в том числе, с нашими зарубежными коллегами.
.JPG)
— Возможно ли было заметить метеорит и остановить его?
— Сергей Сапожников: По данным астрономов, в Солнечной системе вращаются десятки тысяч астероидов разного размера. Проследить за всеми нет никакой технической возможности. Поэтому соразмеряя возможности телескопов, средств технического обнаружения и уровень опасности, который представляют эти астероиды, астрономы сосредоточились на наиболее крупных небесных телах, которые представляют катастрофическую угрозу для Земли. Такие прогнозы делаются, их публикуют, и, например, в 2029 году на опасном расстоянии от Земли пролетит гигантский астероид Апофис. Если точность прогноза его траектории будет недостаточной, то это будет катастрофа планетарного масштаба. Но это более-менее прогнозируемое событие.
Когда же идет речь о таком метеорите, как тот, что упал 5 лет назад, то это небесное тело гораздо меньших размеров, и за такими телами практически никто не следит, потому что от их попадания на Землю будут последствия локального масштаба. Усилий по их обнаружению в космосе нужно приложить очень много. Тела не просто вращаются по определенным траекториям, но еще и оказывают влияние друг на друга, и траектории меняются. Пояс астероидов представляет из себя гигантское скопление тел, и увидеть небольшой камень на большом расстоянии возможности нет. Эта область астрономии, физики, техники еще далека от своего детализированного решения. Вот почему профессор Емельяненко был известен — он решал задачу взаимодействия многих тел, движущихся по Солнечной системе. Это непростые задачи, для решения которых нужны возможности суперкомпьютеров.
— Учат ли в ЮУрГУ студентов тому, как спрогнозировать и избежать столкновения небесных тел с Землей?
— Сергей Ваулин: Учебный процесс охватывает гораздо больший объем знаний, чем только астероиды и метеориты. На Аэрокосмическом факультете изучают небесную механику, чтобы студенты понимали, как тела взаимодействуют друг с другом, в том числе и рукотворные, такие как МКС. Специальные знания по этим вопросам изучаются на кафедре технической механики, на кафедре летательных аппаратов. Мы, выполняя задачи Проекта 5-100, планируем привлекать студентов к их решению. Студенческое конструкторское бюро, которое мы организуем, будет иметь название «Астероид», чтобы осталась память.
Также мы, конечно, будем учитывать факт падения Челябинского метеорита в преподавании предметов, связанных с небесной механикой, с взаимодействием тел и конструированием летательных аппаратов, которые могли бы подлететь и соединиться с таким объектом. Раньше такая задача не ставилась. Соединение с любой космической станцией, как, например, в фильме «Салют-7», очень непростая задача. Причем в фильме было только два тела, их положение и скорость были вполне определенными, а за управлением находился человек. А если бы это был автомат? Сумел бы он это сделать? Нужно этому аппарату задавать такую программу, чтобы он эти движения учитывал. Но вы ведь помните фильм, скорость сначала была одна, потом она изменилась, и задача усложнилась в несколько раз. Предугадать поведение метеорита еще сложнее. Поэтому нужно математическое моделирование, конструкции, двигательные установки, техническое зрение, оптико-электронные системы, которые бы обнаруживали объекты и задавали команды — огромный комплекс работ.
Сергей Сапожников: Плюс ко всему, необходим искусственный интеллект, чтобы он мог выбрать подходящую точку посадки без пилота. Нужно подготовиться, сделать большую научную и аппаратную базу. Я бы хотел добавить, что в докладе перед Международным научным советом, кроме астероидной опасности мы также подняли вопрос очистки околоземного пространства от космического мусора. Астероиды прилетают раз в несколько десятилетий, а космический мусор каждый день угрожает космическим кораблям. Скорость движения на орбите равна 8 километрам в секунду, с такой скоростью не летит ни один снаряд на Земле. И если он попадает в корабль на встречном курсе, то скорость удваивается. Даже небольшая пылинка может пробить корабль насквозь. Опасность такого космического мусора очень большая. Чтобы с ним бороться, нужны похожие решения. Нужно также подлететь, приземлиться, распознать. Обломки на орбите неуправляемы, они больше никому не нужны, и на них могут быть отработаны технологии борьбы с небольшими объектами. Все это мы попытались объединить в одну программу и назвали ее Clean Space.
— Насколько актуально сейчас направление защиты от астероидов?
— Сергей Сапожников: Это направление будет актуальным всегда. Не в наших силах изменить законы Вселенной и то, что вращается в космическом пространстве, представляет опасность. Естественно, мы, как вид, хотим остаться на планете, а поэтому в этом деле совместные усилия нескольких стран должны быть объединены.