Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен«Гравитационный тягач». Ох-ха-ха. И какой массы он должен быть. И как его туда тащить? И чем создавать тягу? Ужасная глупость.
2078
15
Космический корабль может использовать гравитацию для предотвращения столкновения с астероидом
Идея предотвращения столкновений с астероидами занимала видное место в сознании общественности на протяжении десятилетий - особенно после выхода таких фильмов, как "Столкновение с бездной" и "Армагеддон". Но является ли использование ядерного взрыва лучшим способом борьбы с потенциально опасными космическими глыбами? Решительно нет. При наличии достаточного времени существует гораздо более эффективный (и безопасный) способ борьбы с любым объектом на пути столкновения с Землей - гравитационный тягач. Итак, доктор Йоханнес Кетема из Университета Миннесоты разработал схему полета, которая делает этот простейший из всех механизмов защиты от астероидов намного более эффективным.
Идея гравитационного тягача существуют уже некоторое время. Они используют гравитацию искусственного тела, чтобы притянуть объект направившись к нему и слегка изменив его траекторию. Воздействие в течение длительного периода времени приведет к тому, что опасный объект сойдет с текущей траектории на более безопасную. Метод также имеет огромное преимущество - он не требует какого-либо прямого удара или взрыва на поверхности самого астероида. Поскольку многие астероиды представляют собой "груды обломков", такие прямые кинетические удары или ядерные взрывы в лучшем случае разнесут на части некоторые из более крупных частей объекта, но в худшем случае это создаст множество объектов с хаотической траекторией, которые могут ударить по Земле с еще более высокими скоростями.
Разработанные для того, чтобы избежать подобных последствий, гравитационные тягачи бывают одного из четырех видов. В стационарной версии относительно тяжелый зонд устанавливается рядом с объектом и медленно переводит его на другую траекторию. Версия с гало-орбитой - это зонд, который медленно кружит над объектом по схеме, предназначенной для того, чтобы толкать его в определенном направлении. Эти первые два метода будут использовать традиционные химические ракеты для достижения своих целей, но третий вариант - гравитационный солнечный парус - может медленно перемещаться в положение, позволяющее зонду отодвинуть объект в сторону. Наконец, созвездие зондов может работать вместе, чтобы подтолкнуть объект на новый путь.
В работе доктора Кетемы предлагается использовать модифицированную версию стационарных и гало-орбитальных типов. Новая орбита называется "ограниченным кеплеровским движением", которое включает в себя перемещение зонда взад и вперед у определенной стороны астероида, чтобы попытаться заставить его как можно быстрее начать двигаться в определенном направлении. Доктор Кетема первоначально предложил это решение в статье 2017 года, а недавно он опубликовал новое исследование, которое улучшает работу зонда за счет уменьшения веса.
Для этого он обратился к математической оптимизации. В задачах оптимизации существуют цели и ограничения. В этом случае была одна цель (перемещение астероида с опасной орбиты) и три ограничения: 1) Не воздействуйте непосредственно на астероид, 2) Не контактируйте с астероидом двигателями, 3) Нужно дать достаточно времени гравитационному тягачу для выполнения своей работы. Наилучшие оценки для третьего ограничения, по-видимому, составляют около десяти лет. Такие длительные временные горизонты показывают важность раннего обнаружения в стратегиях защиты от астероидов.
Этот фактор времени также имеет жизненно важное значение из-за количества времени, которое потребуется гравитационному тягачу, чтобы добраться до астероида. Поскольку вес зонда является существенным фактором эффективности инструмента, чем больше топлива сгорает вместе с ним (т.е., если зонд должен быстро прибыть на место), тем менее эффективным он будет при сбивании астероида с курса.
Чтобы проверить свою технику оптимизации, доктор Кетема испытал свой гравитационный тягач нового типа на модели существующего астероида - 2007 VK184. Хотя он скоро пройдет рядом с Землей, этот астероид не столкнется с ней. Расчеты показали, что поместив гравитационный тягач рядом с ним примерно десять лет назад, можно было бы перевести его траекторию на еще более безопасную орбиту.
Даже с этой симуляцией все еще есть несколько проблем, которые нужно решить. Во-первых, гравитационные тягачи плохо работают с более крупными объектами, поскольку их эффективность полностью зависит от того, насколько их размер сопоставим с объектом, который они пытаются переместить. К счастью, большинство крупных астероидов на небезопасных орбитах уже тщательно отслеживаются и, похоже, в ближайшее время не направятся к Земле. Более конкретная проблема моделирования, выполненного в статье, заключается в том, что астероиды не имеют сферического гравитационного поля, что затрудняет расчет наилучшей орбиты для их отклонения, чтобы обеспечить более безопасный курс.
Однако любой астероид, который потенциально может представлять такую опасность, будет очень тщательно изучен. И любой зонд, вероятно, мог бы иметь гравитометр для изучения гравитационного поля объекта в режиме реального времени и позволить ему соответствующим образом скорректировать свою орбиту. Но любое преимущество, которое люди получат перед смертельной опасностью, стоит времени, потраченного на разработку.
(Добавил: LifeMars)
к последнему комментарию
«Гравитационный тягач». Ох-ха-ха. И какой массы он должен быть. И как его туда тащить? И чем создавать тягу? Ужасная глупость.
Да было уже.
В обсуждениях.
Все те же гиря - перо - Земля которые "падают" на Землю с одинаковой типа скоростью,
а на самом деле гиря - перо в свободном "падении" как двойная система, со своими особенностями взаимодействия.
И перо может сотворить чудо.
2 тела как двойная система взаимодействуют между собой более активно даже при большой разнице в силах притяжения.
Совокупный гравитационный потенциал двойной системы тоже играет роль.
А так, вероятно можно сотворить тоже, что и при раскачивании качелей, малая сила приложенная в правильном месте... ну и т.д.
"Тереться" возле одной стороны астероида, чтобы повлиять на его траекторию. Хм, вроде игра такая есть, название только подзабыл, надо будет в гугле посмотреть. 😁🤔
Чтобы не делать, лишь бы не работать!
Ну какбы блоха может повлиять на траекторию собаки. Но точно не своей массой.
Согласен с 1 комментарием! Глупость полнейшая. С тем же успехом можно использовать гравитацию для замедления/ускорения Земли, чтобы астероид в неё не попал)) Гравитация же! Легкотня!
Не мешало бы прежде всего с природой тяготения разобраться.
Кстати, а скорость вращения тела может влияь на его тяготение?
Убирать астероид с орбиты тягачом (не воздействуя на первый двигателями и ядерными зарядами) - это по-моему теоретическая задача, не имеющая практического смысла, т.к. выводить тягач с Земли - не рационально энергетически, а брать его (более тяжелый) в космосе (например в поясе астероидов) и подводить к опасному объекту - бред, т.к. двигатель нужен ещё мощнее и времени потребуется ещё больше (годы, чтоб найти нужный тягач, годы или десятилетия - чтобы подвести его к опасному объекту (с правильным импульсом) и десятилетия, чтобы сместить его с опасной траектории)...
А лишнего времени как раз и не будет... Для периодических астероидов более менее точно можно будет знать его критическую опасность за 1-2 витка до столкновения с Землёй, а воздействие поздно проводить на последнем сближении перед столкновением...
А для реагирования на внезапных гостей типа кометы Борисова, время от обнаружения до возможного контакта может ограничиваться десятком месяцев...Тут уж ни тягач, ни бильярд не успеть подготовить. Пока только термояд (а лучше 2) на подлёте - первый где-то за орбитой Марса, а второй (для самых крупных обломков, если они не свернут) - где-то за орбитой Луны...
Только этот метод можно доработать за несколько десятилетий, чтобы быть способными встречать гостей до километра в диаметре...
Скорость вращения может влиять на траекторию.
Кроме этого, к примеру, выстреливают в астероид якорь, к которому прикреплен фал метров в триста к примеру.
и этот фал может становиться прочным как палка, а уже аппарат двигаясь в паре с астероидом влияет притяжением на дальний конец фала с грузом, под воздействием чего, как через рычаг начинает вращаться и сам астероид. Ну и вот, другая траектория при вращении, как мяч крученый в футболе. И это тоже было ранее в обсуждениях.
И как это вращение скажется на траектории? По-моему напрасная трата энергии.
Крученый мяч в футболе трётся об воздух.
Пока реально только серебрить/белить поверхность для увеличения солнечного отталкивания. Но и то хватит ли. И зависит от траектории.
А так да, термояд его подери.
Здрасьте.
Ну тогда нарезное оружие тоже как пример бессмысленнен. :)
Ну тогда есть еще велосипед и игрушка юла, полагаю, что тут "опереться" о воздух вряд ли получится.
Смею предположить, что и то и другое будет работать на Луне.
Мяч тем не менее более показателен, поскольку помимо сопротивления воздуха у него две фазы, первая, когда инерция преодолевает притяжение Земли и вторая когда уже нет, в обоих случаях траектория разная, как следствие вращение в отдалении от Земли первая фаза, но под воздействием Солнца, и это же вращение при подлете к Земле, когда уже сила притяжения Земли начнет изменять траекторию астероида, по принципу второй фазы мяча. Кручёного разумеется мяча. А как мы понимаем, что бы в Землю "не попало" нужна вполне себе малая коррекция траектории. А лучше так скорректировать, что бы таки в Солнце. Ну или не знаю, на такую, где ее доблестный Маск встретит. Все равно больше некому.
И да, астероид не так однороден как тот же мяч, соответственно даже при малой скорости вращения может оказаться куда больший эффект.
Вижу, что с оценкой влияния вращения на тяготение пока туго...
А если астероид раскрутить "до невозможности" двумя ракетами
на противоположных его концах? Космическая среда не однородна.
Значит волчок начнёт блуждать по поверхности перпендикулярной
оси его вращения. Значит со своей стационарной орбиты и слетит.
Или нет?
На тяготение надо полагать никак.
А вот на взаимодействие вероятно очень.
До варианта, что "до невозможности" раскрученный объект станет настолько "самостоятельном",
что по типу летающих тарелок станет себя вести, которые якобы на раз меняют как скорости так и траектории.
И об этом тоже было в обсуждениях.
Да-да.. о принципах юлы.
Достаточно ее раскрутить, а потом на вытянутой руке повращать, что бы проникнуться тем,
насколько поведение в силах притяжения этого предмета меняется.
Поразительно меняется.:))
И да, этот же фокус при слиянии т.н.ЧД.
Нет никаких волн.
Но есть воздействие, которое закручивает объект,
или по оси если находится над "слиянием" или по вектору движения, если во фронт.
Или как там правильней эти позиции называются.
И это тоже было в обсуждениях.
