Техника - молодёжи 2002-01, страница 38

транспортировки небольших астероидов с целью их использования в качестве источников сырья для космической индустрии, которую, рано или поздно, человечеству придется создавать. Поэтому, возможно, стоит рассматривать его сразу как транспортную систему двойного назначения.

Если астероид не угрожает Земле непосредственно, а представляет лишь потенциальную опасность, периодически проходя поблизости, то время, необходимое для проведения коррекции орбиты, не слишком критично. В связи с этим на буксировщике целесообразно использовать электроракетные двигатели с ядерной энергетической установкой, характеризующиеся большим удельным импульсом при малом расходе рабочего тела. Однако главной проблемой при этом будет организация хранения на борту аппарата приемлемого количества данного рабочего тела — по самым скромным прикидкам, речь должна идти о 500 - 600 т.

Иначе будет обстоять дело при необходимости защиты от астероида, обнаруженного уже на траектории встречи, например, за несколько десятков суток до нее. Двигатели малой тяги просто не успеют за столь короткий промежуток времени сообщить ему сколько-нибудь существенный импульс.

Реально ли для борьбы с такими объектами создать мощный буксировщик с ядерно-термическим ракетным двигателем? Предположим, что угрожающий объект обнаружен на расстоянии 135 млн км, то есть за 30 суток до встречи с Землей Пусть для предотвращения прямого столкновения необходимо отклонить его траекторию на 7000 км в сторону. Тогда при наиболее благоприятном взаимном расположении орбит Земли и этого объекта потребуется придать ему импульс около 30 м/с. Простой расчет по формуле Циолковского показывает, что при скорости истечения газов из сопла 10 км/с (прогнозируемой для твердофазного ЯРД) и массе астероида 2 млн т (что соответствует диаметру 100 — 120 м) для этого потребуется 6000 т рабочего тела — водорода Вывод такой массы криогенного компонента в космос и, тем более, организация его хранения практически неосуществимы.

При заданной массе астероида потребную массу рабочего тела можно снизить только

увеличением скорости истечения. Среди двигателей большой тяги такую возможность дают жидкофазный и газофазный ЯРД. В первом случае скорость истечения может достигать 20 км/с, что для вышеприведенных исходных данных соответствует 3000 т рабочего тела. Во втором случае соответствующие величины будут находиться в диапазоне 30 — 70 км/с и 2000 — 860 т. Последняя цифра уже более обнадеживающая. Тогда существенно упростится и проблема хранения рабочего тела на орбите, если в качестве его будет использоваться не водород, а вода. Правда, скорость истечения при этом снизится примерно в 2,2 раза, то есть речь пойдет как минимум о 2000 т воды. Гипотетический сферический бак для ее хранения будет иметь диаметр 16 м. Вроде бы, не так и много. Но при существующих средствах доставки вывод в космос 2000 т полезной нагрузки означает 20 стартов ракеты-носителя типа «Энергия». Кроме того, газофазные ЯРД находятся лишь в стадии теоретической разработки, и об их практическом использовании говорить пока преждевременно, равно как и о создании сверхмощных буксировщиков.

Гораздо более жизнеспособна на данный момент идея «аппарата-диверсанта», доставляющего на астероид ядерный заряд, взрывом которого можно добиться направленного выброса массы и изменения траектории небесного тела. Исходные данные примем прежние (масса объекта 2 млн т и расстояние обнаружения 135 млн км). В этом случае потребуется отбросить 2,8% общей массы астероида со скоростью около 1000 м/с Использование «ядерно-взрывного двигателя» представляется наиболее перспективным для объектов диаметром свыше километра.

Другой подход к проблеме защиты Земли от опасных космических объектов предполагает экранирование планеты от столкновения. На пути угрожающего объекта с помощью мощного буксировщика с ЯРД, кинетического удара или ядерного взрыва ставится помеха — астероид меньших размеров Тогда траектория первого тела изменится вследствие полученного при столкновении импульса. Этот метод, получивший название «космического бильярда», оправдывает себя в случае противодействия угрожающим объектам размером в несколько сотен метров. Конечно, та

кую операцию должны предварять подробнейшие баллистические расчеты, причем необходимо иметь возможность провести их в кратчайшие сроки.

Третий подход подразумевает уничтожение опасных космических объектов или, по крайней мере, их размельчение на фрагменты, последствия столкновения с которыми будут менее катастрофичны. Создание подобной системы, конечно, сопряжено с большими трудностями. Ведь перехватить нужно не самолет, не спутник и даже не боеголовку, а гораздо более массивный и менее уязвимый объект, скорость которого относительно Земли может достигать 72 км/с! Не исключен и вариант, что работать придется против нескольких тел — обломков объекта, расколотого ранее в результате применения одного из описанных выше методов. Кроме того, необходимо соблюсти два условия осколки разрушенного тела сами по себе должны быть существенно менее опасны для Земли чем исходное тело, и должен быть обеспечен их разлет, исключающий последующее групповое воздействие на нашу планету.

Исходя из второго требования, перехват по штатной схеме функционирования следует осуществлять на максимально возможном удалении от Земли, что существенно усложняет задачу наведения. Первое же требование обуславливает рост мощности применяемых зарядов и накладывает ограничения на максимальные размеры космического тела, к которому метод разрушения может быть применен. Расчеты показывают, что поверхностным ядерным взрывом мощностью 1 Мт можно уничтожить астероид диаметром в 500 м, а заглубленным взрывом той же мощности — до 1 км. Если задаться требованием, что масса перехватчика, по соображениям удобства его поддержания в оперативной готовности, не должна превышать 20 т, то мощность взрывного устройства будет ограничена 100 Мт, а максимальный диаметр перехватываемого объекта окажется в пределах 3—5 км.

Рассматривался специалистами и такой вариант: использовать для разрушения угрожающего объекта энергию кинетического удара, но в этом случае, при равенстве масс цели и перехватчика и при скорости соударе-

ТАК НАЗЫВАЕМЫЙ «РАДАР-ПРОЖЕКТОР», разработанный группой Юджина Гренекера из Института технических исследований Джорджии (США), способен определять с миллиметровой точностью местонахождение людей за закрытой дверью либо стеною толщиной до 20 см (за исключением бронированных или обитых жестью). В случае штурма здания, захваченного террористами, он поможет полиции; после взрыва или землетрясения — спасателям, ищущим под обломками тех, кто еще жив. Прибор с помощью узконаправленного радиолокационного луча и специального процессора обработки сигналов регистрирует дыхание человека, скрытого стеной или иной преградой Для этого устройство следует плотно прижать к поверхности препятствия. Луч радара легко проходит сквозь толстую одежду, дерево, гипс, кирпич, стекло или бетон, но, естественно, пасует перед электропроводными материалами — водой и металлом. Создатели устройства

использовали результаты исследований 80-х гг., когда ученые искали способ контролировать на расстоянии признаки жизни солдат в боевых условиях. В последующие годы Гренекер и его коллеги значительно усовершенствовали громоздкий трехблоч-ный опытный образец — их прибор компактен, он помещается в одном корпусе и весит около 3 кг. Задача разработчиков — снизить уровень внутренних помех: устройство настолько чувствительно, что регистрирует собственные микровибрации. □ По материалам сайта «Suddeutsche Zeitung»

ПЛАСТИК, ИСЦЕЛИ СЕБЯ САМ! Так могли бы перефразировать известную поговорку ученые из университета в Иллинойсе (США). Разработанный ими синтетический полимер... сам себя ремонтирует. Секрет в том, что в пластмассу интегрированы микроскопические капсулы с эпоксидной смолой (на иллюстрации они изображены

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 ' 2 0 0 2

красным). Когда пластик получает какое-либо повреждение, капсулы в этом месте _s высвобождаются и вылившаяся из них

смола залепляет возникшую царапину или —i

трещину. Затем отвердитель (черная кра- m

пинка) закрепляет смолу. Представляете х

кожезаменитель из подобного материала? ^

Он будет зарастать, как живая кожа! ■ т:

По материалам журнала ^

«Bild der Wissenschaft» 3-

35