Тянем-потянем…астероид

Автор: 24.05.2012

Вся экспедиция автоматического зонда к выбранному астероиду будет проходить в несколько этапов. Вначале зонд выводится на околоземную орбиту ракетой Atlas. После этого 40-киловаттные ионные двигатели медленно увеличивают орбиту корабля, который спустя примерно четыре года по спирали приближается к астероиду. Вблизи его поверхности зонд проводит около 90 дней, изучая его форму, топографию и частоту вращения. Приблизившись к его поверхности, зонд, используя традиционные реактивные двигатели, цепляется за астероид, гасит его собственное вращение и при помощи специального захватывающего устройства начинает медленно тянуть к Земле. В зависимости от массы астероида на его доставку в пределы лунной орбиты может уйти от двух до шести лет.

Особую роль и сложность в подготовке миссии будет иметь выбор подходящего для доставки астероида, подчеркивают авторы разработки. Определение подходящей цели возможно лишь при осуществлении широких наблюдений за околоземными астероидами, сближающимися с Землей на минимальные расстояния. Именно в эти моменты наблюдения в оптическом диапазоне и радиолокация (например, с Голдстоунского радара) позволят максимально точно определить параметры астероидов. Сложнее всего дело обстоит с массой.

Дело в том, что неточность в определении линейных размеров астероида в два раза дает неточность в объеме, а значит — в массе в восемь раз, а погрешность в определении его плотности может довести неопределенность определения массы до порядка.

В решении этой проблемы могут помочь двойные астероиды, взаимное вращение которых с точностью определяет их массы (примерно каждый шестой околоземный астероид — двойной), однако, как правило, такие глыбы больше 60 м в диаметре. Общая схема зонда уже разработана инженерами NASA. В полетной конфигурации основными элементами корабля станут две панели солнечных батарей, которые на расстоянии 1 а. е. от Солнца будут вырабатывать около 40 кВт электроэнергии для работы ионных двигателей. В процессе пролета через радиационные пояса Земли эффективность батарей может снизиться на 20%.

Основной двигательной установкой станут пять ионных двигателей Холла мощностью 10 кВт каждый, которые будут установлены с торцевой стороны приборного отсека на шарнирных подвесах. Одновременно на зонде смогут работать четыре двигателя. Внутри главного отсека будут находиться емкости с 12 т горючего — ксенона, рабочего газа ионных двигателей. Так что сухая масса всего зонда составит всего 5,5 т. Для ориентации зонда и для остановки собственного вращения астероида в приборном отсеке предусмотрены три малых реактивных двигателя, работающих на двухкомпонентном реактивном топливе. Каждый двигатель имеет номинальную тягу в 200 Н, для компенсации вращения астероида предполагается истратить 300 кг топлива. Для захвата и транспортировки астероида с противоположной от ионных двигателей стороны будет расположена специальная надувная корзина диаметром 15 м с особыми захватами, которые обеспечат плотный контакт зонда с астероидом любой формы.

В качестве примера ученые рассчитали параметры миссии по доставке уже известного астероида 2008 HU4 диаметром 7 м и массой 1300 т. Стартовав в апреле 2018 года, зонд прибудет на астероид в январе 2020 года, в апреле того же года потянет глыбу к Земле и окажется внутри системы Земля — Луна в апреле 2026 года.

На основе анализа существующих и разрабатываемых космических систем ученые доказали принципиальную возможность доставки к Земле уже в ближайшее десятилетие астероида диаметром 7 м и массой 500 т для научных и экономических целей.

Конкурирующие фирмы

А вот что думают авторы обеих идей о своих проектах и конкурентах. «Их технология предполагает транспортировку астероидов лишь диаметром несколько метров с их естественных орбит к лунной. Наша же миссия нацелена на разработку астероидов, которая даст начало индустрии стоимостью в триллионы долларов и обеспечит почти бесконечный доступ к драгоценным ресурсам и росту человечества на Земле и за ее пределами.

«Одно дело понимать, как устроить процессы добычи и переработки, и другое дело — реально организовать их. В космосе, как правило, на деле все оказывается сложнее, чем думаешь вначале», — считает инженер NASA Джон Брофи (John Brophy), разработчик миссии по доставке астероида к Земле.

Космическое право

За рассуждениями о преимуществах той или иной миссии по освоению астероидов не стоит забывать о правовых основах вмешательства человека в околоземное пространство. Дело в том, что договор, регулирующий деятельность человека в космическом пространстве, создавался в условиях холодной войны, когда все боялись размещения в космосе ядерного оружия и никто не думал, чем должна регулироваться добыча ископаемых на Луне или астероидах. Но теперь, похоже, юристам по имущественным делам придется готовиться к настоящим «звездным войнам».