Новый космический аппарат NASA NEO Surveyor будет искать самые труднообнаружимые астероиды и кометы, которые могут представлять опасность для нашей планеты, фактически, это первый космический телескоп агентства, разработанный специально для планетарной обороны. Ударные кратеры, изуродовавшие поверхность Земли, свидетельствуют о том, какое огромное влияние астероиды оказали на историю и развитие нашей планеты.
Новый космический аппарат NASA для поиска астероидов формируется в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. Этот передовой инфракрасный космический телескоп, получивший название NEO Surveyor (Near-Earth Object Surveyor), будет искать самые труднообнаружимые астероиды и кометы, которые могут представлять опасность для нашей планеты. Фактически, это первый космический телескоп агентства, разработанный специально для планетарной обороны.
Планируемый к запуску в конце 2027 года, космический аппарат пролетит миллион миль до области гравитационной стабильности — называемой точкой Лагранжа L1 — между Землей и Солнцем. Оттуда его большой солнцезащитный козырек будет блокировать блики и тепло солнечного света, позволяя миссии обнаруживать и отслеживать околоземные объекты, приближающиеся к Земле со стороны Солнца, что трудно сделать другим обсерваториям. Космический телескоп также может обнаружить астероиды, называемые земными троянцами, которые опережают и следуют за орбитой нашей планеты и которые трудно увидеть с Земли или с околоземной орбиты.
NEO Surveyor использует самые современные детекторы, которые наблюдают за двумя полосами инфракрасного света, невидимыми для человеческого глаза. Околоземные объекты, какими бы темными они ни были, ярко светятся в инфракрасном диапазоне, поскольку Солнце нагревает их. Благодаря этому телескоп сможет находить темные астероиды и кометы, которые не отражают много видимого света. Он также будет измерять эти объекты, что является сложной задачей для телескопов видимого света, которым трудно различать маленькие, сильно отражающие объекты и большие, темные.
«NEO Surveyor оптимизирован, чтобы помочь нам сделать одну конкретную вещь: дать человечеству возможность находить самые опасные астероиды и кометы достаточно заранее, чтобы мы могли что-то с ними сделать», — сказала Эми Майнцер, директор по исследованию NEO Surveyor и профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Мы стремимся построить космический корабль, который сможет находить, отслеживать и характеризовать объекты с наибольшими шансами столкнуться с Землей. В процессе мы узнаем много нового об их происхождении и эволюции».
Эта концепция художника изображает NEO Surveyor НАСА в глубоком космосе. Черная панельная угловатая конструкция в нижней части космического корабля — это корпус инструментов, который строится в JPL. Инфракрасный телескоп миссии будет установлен внутри корпуса. NASA/JPL-Калтех
Единственный инструмент космического корабля — телескоп. Размером с набор стиральной машины и сушилки, массивный алюминиевый корпус телескопа, называемый оптической скамьей, был построен в чистой комнате JPL. Известный как трехзеркальный анастигматический телескоп, он будет полагаться на изогнутые зеркала для фокусировки света на своих инфракрасных детекторах таким образом, чтобы минимизировать оптические аберрации.
«Мы тщательно управляли изготовлением зеркал телескопа космического корабля, все из которых были получены в чистой комнате JPL к июлю», — сказал Брайан Моначелли, главный оптический инженер JPL. «Его зеркала были сформированы и отполированы из цельного алюминия с использованием алмазного токарного станка. Каждое из них превосходит эксплуатационные требования миссии».
Моначелли осмотрел поверхности зеркал на предмет наличия мусора и повреждений, затем команда оптико-механических техников и инженеров JPL в августе прикрепила зеркала к оптической скамье телескопа. Затем они измерят производительность телескопа и выровняют его зеркала.
Дополнением к зеркальному узлу являются детекторы телескопа из ртути, кадмия и теллурида, которые похожи на детекторы, используемые недавно закрытой миссией NASA NEOWISE (сокращение от Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer). Преимущество этих детекторов в том, что им не обязательно требуются криогенные охладители или криогены для снижения рабочих температур для обнаружения инфракрасных длин волн. Криогены и криогены могут ограничить срок службы космического корабля. Вместо этого NEO Surveyor будет поддерживать прохладу, используя свой большой солнцезащитный козырек для блокировки нагрева телескопа солнечным светом и занимая орбиту за пределами орбиты Луны, минимизируя нагрев от Земли.
Телескоп в конечном итоге будет установлен внутри приборного корпуса космического корабля, который собирается в исторической чистой комнате High Bay 1 JPL, где были построены такие миссии NASA, как Voyager, Cassini и Perseverance. Корпус, изготовленный из темного композитного материала, который позволяет теплу выходить, поможет поддерживать телескоп в прохладном состоянии и не допустить, чтобы его собственное тепло мешало наблюдениям.
После завершения в ближайшие недели корпус будет испытан, чтобы убедиться, что он выдержит суровые условия исследования космоса. Затем он будет установлен на задней части солнцезащитного козырька и поверх электронных систем, которые будут питать и контролировать космический корабль.
«Вся команда долго и упорно трудилась, чтобы достичь этой точки, и мы рады видеть, как оборудование собирается вместе с вкладом наших институциональных и промышленных партнеров со всей страны», — сказал Том Хоффман, менеджер проекта NEO Surveyor в JPL. «От панелей и кабелей для корпуса инструмента до детекторов и зеркал для телескопа — а также компонентов для сборки космического корабля — оборудование изготавливается, доставляется и собирается для строительства этой невероятной обсерватории».
Миссия NEO Surveyor знаменует собой важный шаг для NASA на пути к достижению поставленной Конгрессом США цели по обнаружению и описанию не менее 90% околоземных объектов размером более 460 футов (140 метров) в поперечнике, которые находятся в радиусе 30 миллионов миль (48 миллионов километров) от орбиты нашей планеты. Объекты такого размера могут нанести значительный региональный ущерб или даже хуже, если они столкнутся с Землей.
Миссия поручена Планетарному научному отделу NASA в составе Директората научных миссий; надзор за программой осуществляется Координационным офисом планетарной обороны, который был создан в 2016 году для управления текущими усилиями агентства в области планетарной обороны. Программный офис планетарных миссий NASA в Центре космических полетов имени Маршалла агентства обеспечивает управление программой NEO Surveyor.
Проект разрабатывается JPL и возглавляется директором по обследованию Эми Майнцер из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Известные аэрокосмические и инжиниринговые компании заключили контракты на создание космического корабля и его приборов, включая BAE Systems, Space Dynamics Laboratory и Teledyne. Лаборатория атмосферной и космической физики в Университете Колорадо в Боулдере будет поддерживать операции, а IPAC-Caltech в Пасадене, Калифорния, отвечает за обработку данных обследования и создание продуктов данных миссии. Caltech управляет JPL для NASA.
В Китае призвали ускорить разработку оружия для защиты Земли от астероидов. Ученые из Пекинского института проектирования космических аппаратов призвали разрабатывать ядерное оружие для защиты от астероидов, пишет South China Morning Post.
«Исследователи заявили, что их анализ показал, что в некоторых ситуациях только ядерное оружие может предотвратить столкновение астероида с Землей, добавив, что они полностью осведомлены о международных законах, запрещающих использование или развертывание ядерного оружия в космосе, и что ядерные осадки могут также вызвать загрязнение межзвездного пространства», — говорится в публикации.
Вместе с тем, они призвали тех, кто принимает решения, думать о долгосрочной перспективе и поддерживать исследования и разработки в области ядерной обороны, чтобы предотвратить угрозу судного дня для человечества.
Как подчеркивают ученые, реальный риск столкновения нашей планеты с крупным астероидом гораздо выше по сравнению с предыдущими оценками. По их мнению, чтобы предотвратить такие угрозы, нужно иметь возможность запустить ядерные боеголовки в космос в течение очень короткого периода времени, который может составлять от семи до тридцати дней.
Для всеобщего блага НАСА опубликовало резюме пятых двухгодичных межведомственных учений по планетарной обороне. Координационное бюро планетарной обороны НАСА в партнерстве с FEMA (Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям) и при содействии Управления по космическим вопросам Госдепартамента США организовало настольные учения, чтобы информировать и оценивать способность эффективно реагировать на угрозу потенциально опасного астероида или кометы.
Хотя в обозримом будущем не известно о существенных угрозах столкновения с астероидами, гипотетические учения дают ценную информацию, исследуя риски, варианты реагирования и возможности для сотрудничества, возникающие в различных сценариях: от незначительного регионального ущерба с небольшим предупреждением до потенциальных глобальных катастроф, прогнозируемых через годы или даже десятилетия.
«Неопределенность этих начальных условий для учений позволила участникам рассмотреть особенно сложный набор обстоятельств», — сказал Линдли Джонсон, почетный офицер планетарной обороны штаб-квартиры NASA в Вашингтоне. «Крупный удар астероида — потенциально единственное стихийное бедствие, которое человечество может предсказать на годы вперед и принять меры по его предотвращению».
В ходе учений участники рассматривали потенциальные национальные и глобальные ответы на гипотетический сценарий, в котором был идентифицирован никогда ранее не обнаруженный астероид, который, согласно первоначальным расчетам, имел 72% шансов столкнуться с Землей примерно через 14 лет. Однако предварительные наблюдения, описанные в учении, были недостаточны для точного определения размера астероида, его состава и долгосрочной траектории. Чтобы усложнить гипотетический сценарий этого года, существенные последующие наблюдения пришлось бы отложить по крайней мере на семь месяцев — критическая потеря времени — поскольку астероид прошел бы за Солнцем, если смотреть с точки зрения Земли в космосе.
Представители НАСА, FEMA и сообщества планетарной обороны принимают участие в 5-х межведомственных командно-штабных учениях по планетарной обороне с целью информирования и оценки нашей способности как страны эффективно реагировать на угрозу потенциально опасного астероида или кометы. NASA/JHU-APL/Эд Уитмен
Проведение учений позволяет заинтересованным сторонам правительства выявлять и решать потенциальные проблемы в рамках подготовки к любой реальной ситуации. Оно проводилось в апреле в Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, и объединило около 100 представителей из всех правительственных агентств США и, впервые, международных коллег по планетарной обороне.
В этом учении впервые использовались данные миссии NASA DART (Double Asteroid Redirection Test), первой космической демонстрации технологии защиты Земли от потенциальных столкновений с астероидами. Космический аппарат DART, который столкнулся с астероидом Диморфос 26 сентября 2022 года, подтвердил, что кинетический ударник может изменить траекторию астероида. Применение этой или любой другой технологии к реальной угрозе столкновения потребовало бы многих лет предварительного планирования.
Чтобы помочь человечеству иметь необходимое время для оценки и реагирования на потенциально опасный астероид или комету, NASA продолжает разработку своего NEO Surveyor (Near-Earth Object Surveyor), инфракрасного космического телескопа, специально разработанного для ускорения нашей способности обнаруживать и характеризовать большинство потенциально опасных околоземных объектов за много лет до того, как они могут стать угрозой столкновения. Предложенная агентством дата запуска NEO Surveyor установлена на июнь 2028 года.
Пятые межведомственные командно-штабные учения по планетарной обороне были посвящены сценарию столкновения с астероидом, разработанному Центром исследований околоземных объектов Лаборатории реактивного движения НАСА.
Столкновение крупного астероида с Землей в обозримом будущем маловероятно. Но поскольку ущерб от такого события может быть огромным, NASA каждые два года проводит учения по гипотетическому столкновению с астероидом с участием экспертов и лиц, принимающих решения из федеральных и международных агентств, чтобы рассмотреть множество неопределенностей сценария столкновения. Последние учения состоялись в апреле этого года, а предварительный отчет был опубликован 20 июня.
Сделать такой сценарий реалистичным и полезным для всех участников — непростая задача. Ученые из Центра исследований околоземных объектов ( CNEOS ) в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, которая специализируется на отслеживании и определении орбит астероидов и комет, а также на выявлении опасности для Земли, сыграли важную роль в разработке этих учений с первых 11 лет назад.
Эта концепция художника изображает астероид, дрейфующий в космосе. Многие такие объекты часто пролетают мимо Земли. Чтобы помочь подготовиться к обнаружению астероида, который может столкнуться с нашей планетой, НАСА проводит регулярные учения, чтобы выяснить, как международное сообщество может отреагировать на такую угрозу. NASA/JPL-Калтех
«Эти гипотетические сценарии сложны и требуют значительных усилий для разработки, поэтому наша цель — сделать их полезными и сложными для участников учений и лиц, принимающих решения, чтобы они могли отточить свои процессы и процедуры для быстрого выработки плана действий, одновременно устраняя пробелы в знаниях сообщества по планетарной обороне», — сказал Пол Чодас из JPL, директор CNEOS.
Сценарий этого года: Обнаружен гипотетический астероид, возможно, несколько сотен ярдов в поперечнике, с вероятностью столкновения с Землей в 72% в течение 14 лет. Возможные места столкновения включают густонаселенные районы Северной Америки, Южной Европы и Северной Африки, но все еще есть вероятность в 28%, что астероид не столкнется с Землей. После нескольких месяцев отслеживания астероид приближается слишком близко к Солнцу, делая дальнейшие наблюдения невозможными в течение следующих семи месяцев. Лица, принимающие решения, должны решить, что делать.
В реальной жизни CNEOS вычисляет орбиту каждого известного околоземного объекта, чтобы предоставить оценки будущих потенциальных опасностей столкновения в поддержку программы планетарной обороны NASA. Чтобы сделать этот сценарий реалистичным, команда CNEOS смоделировала все наблюдения за месяцы, предшествовавшие учениям, и использовала расчеты определения орбиты для моделирования вероятности столкновения.
Планетарный радар Goldstone сети Deep Space Network несколько дней был занят наблюдением за астероидами 2024 MK и 2011 UL21, которые благополучно пролетели мимо Земли.
Ученые из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии недавно отследили два астероида, пролетающих мимо нашей планеты. Оказалось, что у одного из них есть маленькая луна, а другой был обнаружен всего за 13 дней до его максимального сближения с Землей. Не было никакого риска, что какой-либо из околоземных объектов столкнется с нашей планетой, но радиолокационные наблюдения, сделанные во время этих двух близких сближений, предоставят ценную практику для планетарной обороны, а также информацию об их размерах, орбитах, вращении, деталях поверхности и подсказки относительно их состава и формирования.
Пролетая мимо Земли 27 июня на расстоянии 4,1 миллиона миль (6,6 миллиона километров), или примерно в 17 раз большем расстоянии между Луной и Землей, астероид 2011 UL21 был обнаружен в 2011 году финансируемым NASA Catalina Sky Survey в Тусоне, штат Аризона. Но это первый раз, когда он подошел достаточно близко к Земле, чтобы его можно было увидеть с помощью радара. Хотя объект шириной почти в милю (1,5 километра) классифицируется как потенциально опасный, расчеты его будущих орбит показывают, что он не будет представлять угрозы для нашей планеты в обозримом будущем.
Поскольку близкие сближения астероидов размером с 2024 MK относительно редки, группа планетарных радаров JPL собрала как можно больше информации об объекте, сближающемся с Землей. Эта мозаика показывает вращающийся астероид с шагом в одну минуту примерно через 16 часов после его ближайшего сближения с Землей. NASA/JPL-Калтех
Используя 230-футовый (70-метровый) радар Солнечной системы Голдстоун от Deep Space Network, называемый Deep Space Station 14 (DSS-14), около Барстоу, Калифорния, ученые JPL передали радиоволны на астероид и получили отраженные сигналы той же антенной. Помимо определения того, что астероид имеет приблизительно сферическую форму, они обнаружили, что это двойная система: меньший астероид, или луна, вращается вокруг него на расстоянии около 1,9 мили (3 километра).
«Считается, что около двух третей астероидов такого размера являются двойными системами, и их открытие особенно важно, поскольку мы можем использовать измерения их относительного положения для оценки их взаимных орбит, масс и плотностей, которые дают ключевую информацию о том, как они могли образоваться», — сказал Лэнс Беннер, главный научный сотрудник JPL, который помогал руководить наблюдениями.
Эти семь радарных наблюдений радара Солнечной системы Goldstone от Deep Space Network показывают астероид 2011 UL21 шириной в милю во время его близкого сближения с Землей 27 июня на расстоянии около 4 миллионов миль. Астероид и его маленькая луна (яркая точка в нижней части изображения) обведены белым. NASA/JPL-Калтех
Два дня спустя, 29 июня, та же группа наблюдала, как астероид 2024 MK пролетел мимо нашей планеты с расстояния всего 184 000 миль (295 000 километров), или чуть больше трех четвертей расстояния между Луной и Землей. Этот астероид шириной около 500 футов (150 метров) выглядит вытянутым и угловатым, с выступающими плоскими и округлыми областями. Для этих наблюдений ученые также использовали DSS-14 для передачи радиоволн на объект, но они использовали 114-футовую (34-метровую) антенну DSS-13 Голдстоуна для приема сигнала, который отразился от астероида и вернулся на Землю. Результатом этого «бистатического» радиолокационного наблюдения является детальное изображение поверхности астероида, показывающее вогнутости, хребты и валуны шириной около 30 футов (10 метров).
Близкие сближения околоземных объектов размером с 2024 MK относительно редки, в среднем они происходят примерно каждые пару десятилетий, поэтому команда JPL стремилась собрать как можно больше данных об объекте. «Это была исключительная возможность исследовать физические свойства и получить подробные изображения околоземного астероида», — сказал Беннер.
Радар Солнечной системы Голдстоун, входящий в сеть NASA Deep Space Network, провел наблюдения за недавно обнаруженным астероидом 2024 MK диаметром 500 футов (150 метров), который приблизился к Земле на максимально близкое расстояние — примерно в 184 000 миль (295 000 километров) — 29 июня. NASA/JPL-Калтех
Астероид 2024 MK был впервые зарегистрирован 16 июня финансируемой NASA системой оповещения об астероидах с земной поверхностью (ATLAS) на станции наблюдения Сазерленд в Южной Африке. Его орбита была изменена гравитацией Земли, когда он проходил мимо, сократив его 3,3-летний орбитальный период вокруг Солнца примерно на 24 дня. Хотя он классифицируется как потенциально опасный астероид, расчеты его будущего движения показывают, что он не представляет угрозы для нашей планеты в обозримом будущем.
Группа радаров Солнечной системы Голдстоуна поддерживается Программой наблюдения за околоземными объектами НАСА в Координационном офисе планетарной обороны в штаб-квартире агентства в Вашингтоне. Управляемая JPL, сеть Deep Space Network получает программный надзор от офиса программы космической связи и навигации в Директорате миссий космических операций, также в штаб-квартире НАСА.
Ударные кратеры, изуродовавшие поверхность Земли, свидетельствуют о том, какое огромное влияние астероиды оказали на историю и развитие нашей планеты. Одобренный ООН День астероида отмечается в ознаменование самого крупного зафиксированного падения астероида в истории — взрыва в 1908 году над Тунгуской в преимущественно безлюдной Сибири, в результате которого было повалено около 80 миллионов деревьев.
Визуализация синодической орбиты астероида (415029) 2011 UL21
ЕКА находится в уникальном положении, поскольку при сотрудничестве и поддержке государств-членов оно может координировать данные, информацию и опыт, необходимые для понимания и реагирования на астероидную опасность в Европе, а также участвовать в более широких усилиях человечества по планетарной обороне.
За последние два десятилетия ЕКА провело обнаружение и анализ потенциально опасных околоземных объектов. По оценкам, существует около 5 миллионов околоземных объектов размером более 20 м — порог, при превышении которого столкновение может нанести ущерб земле.
Астероид (415029) 2011 UL21 пролетает мимо Земли
Запуск миссии Hera ЕКА в этом году станет частью первого в мире испытания отклонения астероидов. Hera проведет детальное пост-ударное обследование астероида Диморфос после удара миссии DART НАСА в сентябре 2022 года и поможет превратить эксперимент в хорошо понятную и воспроизводимую технику планетарной защиты. На Земле ЕКА разрабатывает сеть телескопов Flyeye, созданных по образцу насекомых , которые будут использовать свое уникальное широкое поле зрения для автоматического сканирования всего неба каждую ночь в поисках новых потенциально опасных астероидов.
Близкое приближение астероида (415029) 2011 UL21
Будущий спутник NEOMIR будет расположен между Землей и Солнцем. Он будет использовать инфракрасный свет для обнаружения астероидов, приближающихся к нашей планете, из областей неба, которые не видны с земли, поскольку они затенены сиянием нашей звезды.
Тем временем Управление планетарной обороны продолжает пристально следить за небом сегодня. Камера ESA для наблюдения за огненными шарами в Касересе, Испания, запечатлела потрясающий метеор в ночь с 18 на 19 мая 2024 года, который, как полагают, был небольшим фрагментом кометы, пролетевшей над Испанией и Португалией со скоростью около 162 000 км/ч, прежде чем сгореть над Атлантическим океаном.
Близкое сближение астероида 2024 MK
Всего пару недель спустя, 6 июня 2024 года, Catalina Sky Survey в Аризоне, США, обнаружил небольшой астероид размером 2–4 м, что вызвало оповещение от системы мониторинга неминуемых столкновений ЕКА (Meerkat). Это оповещение было не об ударе, а об очень близком столкновении. Несколько часов спустя объект пролетел над телескопом Catalina Sky Survey, который обнаружил его на расстоянии всего 1750 км, что сделало его вторым по близости известным астероидом, не столкнувшимся с Землей, когда-либо.