Термоядерное противодействие астероидам, перспективы противоастероидной защиты РФ Опции

[RocketMan]

Этот случай очень непрост, поскольку требуется сближение аппарата-перехватчика с астероидом, его сопровождение для уравнивания скорости и удар в боковую или заднюю проекцию. В противном случае при ударе в лобовую проекцию на встречных курсах аппарат-ударник разрушится/испарится вместе со всем термоядерным зарядом. Кроме того вес бомб-разрушителей бункеров очень немалый и для проникновения в астероид на десяток-полтора метров потребуется ударник из сверхпрочных сплавов весом несколько тонн.

BLU-116, 900 кг, пробивает 3.5 метра армированного бетона. Аналогичная двухтонная бомба пробивает уже 6 метров. Реголит значительно мягче армированного бетона будет.

[VBVB]

BLU-116, 900 кг, пробивает 3.5 метра армированного бетона. Аналогичная двухтонная бомба пробивает уже 6 метров. Реголит значительно мягче армированного бетона будет.

Судя по имеющейся статистике падавших на Землю метеоритов и астероидов распределение имеется грубо такое:
ледяные -- 5-10%
каменные (с долей металличности ниже 10%) -- 20-25%
каменно-железные (с долей металличности 10-50%) -- 40-45%
железно-каменные (с долей металличности 50-80%) -- 12-15%
железные -- 6-8%

Свободно-падающие бетонобойные бомбы приходят к цели на дозвуке или для продвинутой MOP близко к звуковой границе. При скоростях удара грубо более 2-2,5 Маха, т.е. около 650-850 м/с имеющиеся образцы бетоннобойных бомб превращаются в груду мелких осколков. Тем не менее при атаке аппаратом-перехватчиком в боковую проекцию астероида при условии выравнивания курса и скорости вполне возможно добится успешного попадания ударником-аналогом бетонобойной бомбы в перехватываемый астероид на невысоких скоростях, оптимальных для максимального проникновения в породу астероида.

В случае перехвата ледяного метеорита типа ядра кометы и/или малопрочных углистых хондритных астероидов такой подход даст успех. Для каменных метеоритов-астероидов глубина проникновения ударника также будет достаточной. Однако каменно-железные метеориты по прочности близки скорее к базальту, тогда как железно-каменные скорее к граниту и по прочности совсем не уступают армированному бетону при всех имеющихся структурных неоднородностях.
Глубина проникновения ударника-аналога бетонобойной бомбы в железный метеорит вообще малой будет, грубо не более 1,5-2,5 диаметров ударника, т.е. не более метра-полутора в лучшем случае.

Гораздо проще обеспечивать простой контакт термоядерного боезаряда аппарата-перехватчика с поверхностью перехватываемого астероида для максимизации испаряемой массы астероида, передачи наибольщей энергии для растрескивания породы астероида волной сжатия и передачи наибольшего импульса с боковой составляющей оставшимся частям.

Сообщение отредактировал VBVB - 14.3.2013, 16:24

[VBVB]

BLU-116, 900 кг, пробивает 3.5 метра армированного бетона. Аналогичная двухтонная бомба пробивает уже 6 метров.

По поводу проникающей способности имеющихся на вооружении ударников-пенетраторов в горные породы.
Информация взята из работы:
Tong Zhao. Conventional Counterforce Strike: An Option for Damage Limitation in Conflicts with Nuclear-Armed Adversaries? // Science and Global Security, 2011, Volume 19, pp. 195-222

В настоящее время максимальная скорость столкновения для самой прочной стали примерно равна 1 км/с. При таком ограничении максимальная глубина проникновения в железобетон примерно в четыре раза превышает длину пенетратора. Длина типичных обычных пенетраторов в современном арсенале США, таких, как BLU-109 и BLU-116, равна примерно 2,4 м, что означает, что их максимальная способность проникновения в железобетон составляет примерно 9,6 м. Соответственно, разумно предположить, что 10 метров приблизительно является максимальной глубиной, на которую типичный высокоточный проникающий боеприпас может проникнуть в железобетон.

Также встречались сведения, что при разработке бомбы MOP с пенетратором весом около 9 тонн американцы использовали многослойный подход к конструкции, когда в оболочке из спецсталей размещается ударник-пенетратор из уран-молибденового сплава с полостью для 3500 кг высокобризантного ВВ. Вследствии чего MOP может пробивать канал в плотной горной породе до 6 собственных длин т.е. 38-40 метров на скорости близкой к дозвуковой (хотя представители ВВС США говорили о пробивающей способности MOP в плотных породах до 200 футов или соотвественно около 60 метров, по-видимому считая что 3.5 тонны ВВ раздробят кратер в горной породе радиусом до 20 м ).

Сообщение отредактировал VBVB - 16.3.2013, 0:56

[Alexll]

"Фильма" о противодействии метеоритной угрозе:

http://www.vesti.ru/videos?vid=489631&cid=1202

[kostik-iran]

Глубоковысокоуважаемые теоретики!
Позвольте мне, тёмному, поинтересоваться возможностью подрыва термоядерного заряда в нужной точке на поверхности астероида. Ну пусть даже не на поверхности, а где-то вблизи.
Я так понимаю, что "бабахнуть" надо не прямо в лоб, ибо толку от такого взрыва будет маловато. Или удастся существенно притормозить? С какой точностью надо жахнуть? Я так думаю, что разговор идёт о десятках метров. На встречных скоростях порядка 30-40 км/сек это тысячные (0,002-0,003) доли секунды.
Существуют сейчас такие высокоточные инициаторы подрыва заряда?
А пытаться "пристроиться" к летящему астероиду, чтобы взорвать сбоку это вообще фантастика - встретить астероид, развернуться, догнать... Ну или начать заранее разворачиваться... Всё равно не реально. Так что предлагаю не измышляться

[AtomInfo.Ru]

Глубоковысокоуважаемые теоретики!

Американцы посчитали уже
http://atominfo.ru/news/air3289.htm

[kostik-iran]

Американцы посчитали уже
http://atominfo.ru/news/air3289.htm

Дык эти умники хотят иметь 1000 дней в запасе. Откель их взять, если время обнаружения космических тел диаметром до 150 метров 2-3 недели максимум? Опять жеж они предполагают высадку на астероид, подготовку скважины и прочую чухню.
Как высадиться на астероид, идущий встречным курсом???
Что-то мне кажется, что даже тупо влепить термоядерным зарядом в такую малоразмерную мишень задачка непростая. И, к тому же, его надо умудриться успеть подорвать до разрушения от столкновения.
Кто-то может сказать, на сколько это далеко от фантастики при современном уровне развития техники?

[armadillo]

Deep Impact

[AtomInfo.Ru]

Кто-то может сказать, на сколько это далеко от фантастики при современном уровне развития техники?

Вот прямо сегодня? Вот прямо сегодня мы какой-то там "Фобос-Грунт" не сумели с земной орбиты вытолкнуть
Так что, наверное, недалеко.

Но я в целом благожелательно отношусь к разговорам о борьбе с астероидной угрозой. По двум причинам.

1) Фронт работ. Там не только без бомб, но ещё и без реакторов не обойтись наверняка. Скорее всего, потребуется энергетика, которую солнечные батареи и изотопные источники не смогут дать. Значит, в том или ином виде, но будут реакторы, и это хорошо. А то на Земле ещё пара Фукусим, и нас закроют напрочь.

2) Хороший стимул для развития технологий. Только неплохо было бы приложить к нему конкретный план (в таком-то году долетим до какого-нибудь астероида, тогда-то попробуем на него сесть, потом проведём пробные испытания взрыва и т.п.). Ну и ответственность установить исполнителям за возможный срыв работ.

[alex_bykov]

Повторю свою ранее высказанную в этой теме мысль. На современном уровне техники единственный реализуемый вариант - зеркала. Лёгкую отражающую полимерную плёку с межанизмом разворота и доворота по требованию мы на орбиту вывести в состоянии. При заметных площадях плотность потока концентрируемой солнечной энергии может быть очень значительна, при больших площадях зеркал ни мелкие повреждения, ни погрешности в нацеливании тоже не столь существенны...
Дык, ведь не дадут - чем не СОИ...

[armadillo]

любые крупные объекты есть солнечный парус и его сдует первым.
Зачем они нужны я так и не понял.
единственный реализуемый вариант чего и для чего?

вики/Deep Impact вы точно читали? или может Брюс Уиллис обязательно нужен?

[KTN]

хотят иметь 1000 дней в запасе. Откель их взять, если время обнаружения космических тел диаметром до 150 метров 2-3 недели максимум?

Диапазон диаметров, актуальных для перехвата, от 100 до 1000 метров. Мелкие, до 20 метров как недавний Челябинский, сгорят сами. Начиная с диаметра 100 метров уровень экономического ущерба от падения астероида больше затрат на его перехват.
Конечно, для астероидов свыше 1 километра нужны огромные заряды, тысячи тонн дейтерида лития, ещё не созданы и ракеты для их вывода на орбиту. Зато более крупные астероиды обнаруживаются надёжнее и с бо'льшим запасом времени. Поэтому в таком более масштабном варианте проект, может быть, легче осуществить.

предполагают высадку на астероид, подготовку скважины и прочую чухню.
Как высадиться на астероид, идущий встречным курсом???
Что-то мне кажется, что даже тупо влепить термоядерным зарядом в такую малоразмерную мишень задачка непростая. И, к тому же, его надо умудриться успеть подорвать до разрушения от столкновения.

Можно рассмотреть такой вариант: термоядерный заряд направляется на астероид встречным курсом, перед ним помещаются десяток тугоплавких болванок общая масса которых ~ половина массы ТЯ заряда. Они с геодезической точностью выстраиваются в линию, с интервалом допустим 200 метров.
Нужно считать численно, накапливается ли глубина скважины, в которую затем влетает ТЯ заряд и подрывается до столкновения с астероидом.

К слову, на тему первых шагов космической цивилизации мелькнула мысль.
Первое время для вывода грузов в космос будут применяться тяжёлые кислород-водородные ракетоносители. Двумя ступенями они позволяют выходить на низкую околоземную орбиту, а при желании и одной ступенью. Всю выведенную массу желательно сохранять на орбите: в космосе много энергии, достаточно вогнутым зеркалом сконцентрировать солнечные лучи и можно плавить металлы, делать новые изделия.

Для этого пустые топливные баки ракетоносителей наверняка будут складироваться на орбите. Чтобы не разлетелись, пока масса мала и склад не удерживается собственной гравитацией - подходят тройные точки Луны, в вершинах равностороннего треугольника на её орбите. Однако будут широко использоваться и ядерные реакторы. Поэтому на орбите появятся два склада: один радиоактивный, второй нерадиоактивный.

Совпадение, однако у Марса именно два спутника на низких орбитах, их масштабы типичны для развитой планетной цивилизации, накапливавшей выведенную на орбиту массу несколько тысяч лет.

Интересно, что в проектах перехвата астероидов зачастую придумываешь что-то очевидное, а затем возникает ощущение, что кем-то когда-то это уже делалось.

Сообщение отредактировал KTN - 27.4.2013, 1:51

[Pakman]

Интересно, что в проектах перехвата астероидов зачастую придумываешь что-то очевидное, а затем возникает ощущение, что кем-то когда-то это уже делалось.

И, что характерно, не очень-то помогло.

[RocketMan]

Диапазон диаметров, актуальных для перехвата, от 100 до 1000 метров. Мелкие, до 20 метров как недавний Челябинский, сгорят сами. Начиная с диаметра 100 метров уровень экономического ущерба от падения астероида больше затрат на его перехват.
Конечно, для астероидов свыше 1 километра нужны огромные заряды, тысячи тонн дейтерида лития, ещё не созданы и ракеты для их вывода на орбиту.

Какие еще тысячи тонн?
Тысячетонный термоядерный заряд даст взрыв примерно в 6000 мегатонн (100 царь-бомб). От такого бабаха километровый астероид, наверное, испарится целиком.

[RocketMan]

Я так понимаю, что "бабахнуть" надо не прямо в лоб, ибо толку от такого взрыва будет маловато. Или удастся существенно притормозить? С какой точностью надо жахнуть? Я так думаю, что разговор идёт о десятках метров. На встречных скоростях порядка 30-40 км/сек это тысячные (0,002-0,003) доли секунды.
Существуют сейчас такие высокоточные инициаторы подрыва заряда?

Существуют.
Миллисекунда по современным меркам - это куча времени. Обычный процессор за это время пару миллионов операций успевает сделать.

Сообщение отредактировал RocketMan - 15.5.2013, 16:59

[KTN]

Какие еще тысячи тонн?
Тысячетонный термоядерный заряд даст взрыв примерно в 6000 мегатонн (100 царь-бомб). От такого бабаха километровый астероид, наверное, испарится целиком.

Пример настоящей задачи по уровню масштаба и сложности:

http://www.rg.ru/2013/02/27/kometa-site-anons.html
Марсу грозит катастрофа планетарного масштаба
27.02.2013

В октябре 2014 года с Марсом может столкнуться [i]комета, диаметр ядра которой составляет примерно 50 км.

Комета C/2013 A1 была открыта в начале этого года австралийской обсерваторией Сайдинг-Спринг. По словам астронома, вероятность столкновения кометы с планетой мала, но если это все-таки произойдет, то скорость встречи небесной странницы с Марсом будет чрезвычайно высокой - порядка 56 км/c. А энергия, которая высвободится при этом столкновении, может достичь умопомрачительного значения в 20 млрд мегатонн. Комета способна оставить "на память" о себе кратер с поперечником 500 км и глубиной около 2 км.

"На фоне этого события меркнет даже известная всем бомбардировка Юпитера распавшейся кометой Шумейкеров-Леви 9, в июле 1994 года, по некоторым оценкам, диаметр родительского тела которой, составлял до 15 км", - отмечает астроном.[/i]



кометой C/2013 A1. Данная Комета была открыта в начале 2013 года. В октябре 2014 года пройдет на расстоянии около 105 тыс.км от центра Марса. Данная комета является гиперболической и движется по вытянутой ретроградной орбите, благодаря чему, скорость подлёта кометы к планете может быть достаточно высокой - около 56 км/c.


Сообщение отредактировал KTN - 17.5.2013, 1:46

[VBVB]

Пример настоящей задачи по уровню масштаба и сложности:

В октябре 2014 года с Марсом может столкнуться комета, диаметр ядра которой составляет примерно 50 км.
Комета C/2013 A1 была открыта в начале этого года австралийской обсерваторией Сайдинг-Спринг. По словам астронома, вероятность столкновения кометы с планетой мала, но если это все-таки произойдет, то скорость встречи небесной странницы с Марсом будет чрезвычайно высокой - порядка 56 км/c. А энергия, которая высвободится при этом столкновении, может достичь умопомрачительного значения в 20 млрд мегатонн. Комета способна оставить "на память" о себе кратер с поперечником 500 км и глубиной около 2 км.

С имеющимися технологиями глубоко сомнительными кажутся возможности объединенного человечества по перехвату-отклонению-уничтожению 50 километрового пыле-ледяного кома летящего со скоростью в 56 км/с.
Вообще кажется, что ядра комет для жителей Земли несут гораздо большую опасность по сравнению с астероидами для Земли, из-за высоких скоростей перемещения и соответственно запасенной кинетической энергии и из-за особенностей газодинамики разрушения ледяного ядра в земной атмосфере (гораздо более мощные воздушные взрывы по сравнению с каменными астероидами).

Сообщение отредактировал VBVB - 17.5.2013, 4:54

[armadillo]

пффф.
еще раз. небесная механика - она штука забавная. не нужен даже рычаг, только правильный расчет, и маленький пинок заранее даст миллион километров промаха.

вы ж атомщики. посчитайте тягу при испарении поверхности астероида при подрыве нюка на расстояии 100-1000м от поверхности.

[KTN]

небесная механика - она штука забавная. не нужен даже рычаг, только правильный расчет, и маленький пинок заранее даст миллион километров промаха.
вы ж атомщики. посчитайте тягу при испарении поверхности астероида при подрыве нюка на расстояии 100-1000м от поверхности.

Типичные соотношения когда астероид перехватывается на расстоянии 50 миллионов километров на сложных курсах: на орбите встречного вращения или поперёк плоскости эклиптики. Пусть встречная скорость 50 км/сек, средняя скорость выброшенного при взрыве вещества 1 км/cек а диаметр кратера 0,1 диаметра астероида. Тогда выброшенная масса на уровне тысячной доли массы астероида, полученная им скорость 1 метр в секунду. До точки встречи миллион секунд и отклонение 1000 километров, а диаметр планеты у нас 12756 км.

Значит или перехватывать раньше, или добавочный импульс надо увеличить хоть раз в 10.
Кометы начинают отбрасывать хвост, по причине испарения льда от нагрева солнечными лучами, очень близко к Солнцу: на 2 - 3 астрономических единицах от Земли (300 - 450 миллионов километров), поэтому перехватывать нужно будет там, где придётся. Должны быть просто достаточно мощные заряды, достаточные для разноса большинства летающих астероидов и комет, которые надо либо отводить на дальние орбиты, либо сваливать на Солнце.

При малом добавочном импульсе, объект перехвата может врезаться в Землю на следующих витках вокруг Солнца. Тогда разница лишь в том, что астероид будет радиоактивным.

Сообщение отредактировал KTN - 4.6.2013, 20:17

[armadillo]

спасибо. правда, еще раз - я не ничего не говорил про контактный подрыв. Контактный подрыв это безумие, намного хуже ядерного оружия на земле. Это засорение картечью всех орбит, близких к Земле. Нужны некотнактные подрывы, в любом количестве цепочкой, не дающие твердых осколков и позволяющие подлетать к цели еще раз.

Но небесная механика она еще смешнее.

До точки встречи миллион секунд и отклонение 1000 километров, а диаметр планеты у нас 12756 км.

отклонение 1000 км в какой точке? орбита астероида "стабильна" только до подлета к Земле. Дальше он начинается падать на Землю и или попадает, или промахивается. И тут смещение точки "входа" даже на 1000 км даст эффект намного больше, чем просто смещение точки на мишени.


К следующим виткам мы успеем подготовиться.

Да, и та комета таки в Марс не попадает.