Термоядерное противодействие астероидам, перспективы противоастероидной защиты РФ Опции

[armadillo]

Правда они электроплазменный двигатель с ЯЭУ в качестве генератора электричества делают.

там смешнее.
http://www.mnn.com/earth-matters/space/sto...mars-in-30-days

[VBVB]

там смешнее.
http://www.mnn.com/earth-matters/space/sto...mars-in-30-days

Да уж, товарищи из Вашингтонского университета в фантазиях не мелочаться. Чего уж там, всего лишь термоядерный ракетный двигатель питаемый от солнечных батарей и вуаля - 30 дней до Марса.
Следующий их проект двигателя для межпланетных путешествий наверное на антивеществе будет и анонсируемое время полета до Марса в три дня.

[RocketMan]

Тепловизоры типа тех, что ставятся на современные танки позволят довольно детально разглядеть такую шахту с расстояния в 15-20 км.

...a до попадания в астероид осталось около секунды. Удачи Вам с коррекцией курса!

После пробития ядерными пенетраторами шахты, аппарат-перехватчик с безопасного расстояния в 5-7 км может подойти на расстояние в один-пару километров к астероиду

??????????????
Так Вы, оказывается, планируете ЗАТОРМОЗИТЬ перед астероидом и неторопливо там летать около него???
Не ожидал!
Для этого понадобится погасить скорость порядка 10 км/с, для чего понадобится топлива по массе раз в 10 больше, чем вся остальная масса аппарата!

Вы ли говорили, "подъем на околоземную орбиту и далее столь больших масс" как пенетраторы, неэффективно???

По сравнению с Вашей "шахтной" идеей поднять тонну-две дополнительной инертной массы из плотного металла и прицепить ее перед ядерным зарядом - просто и легко.
Тем более что в космосе не надо беспокоиться об аэродинамике и пенетратор можно выставить перед собой на какой-нибудь длинной штанге или ферме метров 5-10 длиной.

Опять же, далеко не факт, что зарываться под поверхность - вообще надо. Надо детально посчитать. Вполне может оказаться, что взрыв на поверхности (+-метр) достаточно эффективен.

[VBVB]

По сравнению с Вашей "шахтной" идеей поднять тонну-две дополнительной инертной массы из плотного металла и прицепить ее перед ядерным зарядом - просто и легко.
Тем более что в космосе не надо беспокоиться об аэродинамике и пенетратор можно выставить перед собой на какой-нибудь длинной штанге или ферме метров 5-10 длиной.

Не надо приписывать мне "шахтную идею". Я сразу сказал, что создание шахты это гемор, причем неясно как ее можно реализовывать с текущими возможностями.
Однако большинство рассуждений о подрыве астероида ядерными/термоядерными зарядами сводиятся к констатации факта "заглубленный ядерный взрыв самый эффективный в разрушении и испарения астероида, значит надо бурить/делять шахту".
Я рассмотрел вариант "изготовления" шахты двумя-тремя маломощными ядерными пенетраторами. Вы же предложили менее эффективный вариант с использованием тоннажных металлических бетоннобойных пенетраторов.
Однако проблема как попасть в "получившуюся шахту" основным зарядом все равно остается. В предложенном мною варианте, это сложно по маневрам, но можно использовать наведение аппарата-перехватчика в ИК-канале. В предложенном вами варианте с бетонобойными бомбами не очень представляю сколько штук/десятков их потребуется и как потом попасть в созданную шахту.
Результаты наблюдения за астероидами, проходящими вблизи орбиты Земли, говорят об их относительно медленном вращении. При создании шахты ялдерным пенетратором, после первого же взрыва более-менее устоявшееся и прогнозируемое вращение астероида станет довольно хаотичным. Это явно не способствует успеху последующих попаданий в центр образующейся шахты.
Поэтому вариант предварительного создания шахты ядерными пенетраторами довольно замутный, поскольку слишком много взаимозависящих и труднопрогнозируемых событий могут влиять на эффективность целевой задачи поражения/испарения астероида.

Опять же, далеко не факт, что зарываться под поверхность - вообще надо. Надо детально посчитать. Вполне может оказаться, что взрыв на поверхности (+-метр) достаточно эффективен.

Чисто мое предпочтение решение задачи уничтожения астероида термоядерными взрывами следующие варианты
1) Согласованное поражение в верхнюю и нижнюю полусферу двумя термоядерными зарядами с созданием сходящейся к центру астероида детонационной волны сжатия-дробления, т.н. "капкан".
2) Согласованное поражение тремя термоядерными зарядами с созданием симметрично сходящейся к центру астероида детонационной волны сжатия-дробления, т.н. "конус".
Плюсы обоих схем - минимальное число необходимых маневров аппарата-перехватчика. Минусы - возможно придется добивать получившиеся осколки астероида значительных размеров.
Например известно, что ряд астероидных тел образованных из пылевых сгущений довольно рыхлые. В ходе генезиса и развития многие астероиды вообще из кусков разного материала образовались. Если придется уничтожать такой астероид, то доставить неожиданностей он немало сможет, поскольку даже после первого малого ядерного взрыва рыхлый астероид вообще может на громадные куски развалиться по поверхностям спайности. И эти просчет траекторий этих кусков и их уничтожение в случае их опасности могут быть большой проблемой, требуя применения уже нескольких аппаратов-перехватчиков.
Интересно, что сценарий с развалом рыхлого астероида на куски возможен и для случая "мягкого воздействия", в случае попытки отклонения астероида-импактора с опасной орбиты неконтактным термоядерным взрывом около его поверхности.

Сообщение отредактировал VBVB - 14.6.2013, 1:32

[VBVB]

...a до попадания в астероид осталось около секунды. Удачи Вам с коррекцией курса!
??????????????
Так Вы, оказывается, планируете ЗАТОРМОЗИТЬ перед астероидом и неторопливо там летать около него???
Не ожидал!

Совершенно неконструктивный и демагогический прием доводить до абсурда чужое предложение.
Астероид летит со своей скоростью относительно Земли 20-30 км/с. Аппарат-перехватчик выходит курс перехвата, сближается с астероидом, согласовывает скорости и курс и захватывается гравитационным полем астероида. Далее делает несколько витков для уточнения обстановки и поражает астероид.

Для этого понадобится погасить скорость порядка 10 км/с, для чего понадобится топлива по массе раз в 10 больше, чем вся остальная масса аппарата!

Надо ЯРД использовать, поскольку оперативный перехват астероида на двигателях с химическим ракетным топливом это проблематично по массам потребного выводимого на орбиту топлива и из-за низких скоростей аппарата-перехватчика по причине недостаточного удельного импульса ЖРД.

Сообщение отредактировал VBVB - 13.6.2013, 16:10

[RocketMan]

Я рассмотрел вариант "изготовления" шахты двумя-тремя маломощными ядерными пенетраторами. Вы же предложили менее эффективный вариант с использованием тоннажных металлических бетоннобойных пенетраторов.
Однако проблема как попасть в "получившуюся шахту" основным зарядом все равно остается. В предложенном мною варианте, это сложно по маневрам, но можно использовать наведение аппарата-перехватчика в ИК-канале. В предложенном вами варианте с бетонобойными бомбами не очень представляю сколько штук/десятков их потребуется и как потом попасть в созданную шахту.
Результаты наблюдения за астероидами, проходящими вблизи орбиты Земли, говорят об их относительно медленном вращении. При создании шахты ялдерным пенетратором, после первого же взрыва более-менее устоявшееся и прогнозируемое вращение астероида станет довольно хаотичным. Это явно не способствует успеху последующих попаданий в центр образующейся шахты.

Что Вы прицепились к этой шахте, в самом деле?
Взрываем бомбы на поверхности. Не в одном месте одну за другой, а куда попадет.
Для этого бомбы даже переделывать не надо, можно брать прямо те, которые сегодня на МБР стоят.
Наводиться просто (Deep Impact уже опробовал).

[RocketMan]

Совершенно неконструктивный и демагогический прием доводить до абсурда чужое предложение.
Астероид летит со своей скоростью относительно Земли 20-30 км/с. Аппарат-перехватчик выходит курс перехвата, сближается с астероидом, согласовывает скорости

Даже ЯРД потребует слишком много рабочего тела на dV в 30 км/с. У ЯРД скорость истечения ~10 км/с.

Надо ЯРД использовать, поскольку оперативный перехват астероида на двигателях с химическим ракетным топливом это проблематично

ЯРД еще более проблематично. По времени, непроверенным разработкам. Химические движки есть прямо сейчас.
Масса самого ЯРД отнюдь не радует.

[armadillo]

сколько времени происходит типичный подрыв боеголовки и насколько изменится расстояние между целью и боеголовкой за это время?

[RocketMan]

сколько времени происходит типичный подрыв боеголовки и насколько изменится расстояние между целью и боеголовкой за это время?

10-20 микросекунд на сжатие триггера.
1-2 микросекунды - реакция деления.
1-2 (?) микросекунды - сжатие 2й (термоядерной) ступени радиацией
60 наносекунд - термоядерное горение

На все про все менее 50 микросекунд.

50 км/с = 5 сантиметров/микросекунду

На скорости сближения 50 км/с за 50 микросекунд аппарат проходит 2.5 метра

[VBVB]

сколько времени происходит типичный подрыв боеголовки и насколько изменится расстояние между целью и боеголовкой за это время?

Разные источники цифры разные дают по временным процессам детонации термоядерных устройств. Масштаб временных процессов близок к числам данным RocketMan.
Приводимые числа по некоторым этапам довольно сильно могут отличаться в зависимости от способов организации имплозии.
Ниже числа для среднего уровня термоядерных боеприпасов, взятые из авторитетных зарубежных книг и общих сведений.
1) детонация первичного капсюля-детонатора в ядерном тригере 1 микросекунда.
2) детонация пластичного ВВ в модуле детонационной разводки ядерного тригера 5-10 микросекунд.
3) детонация ВВ в основной облицовке ядерного боезаряда 8-12 микросекунд.
4) сжатие оболочечной структуры ядерного триггера (начинается с момента начала детонации основного ВВ) 10-30 микросекунд.
5) реакция деления (зависит от метода и качества имплозии и материала отражателя/тампера) 0.2-0.5 микросекунды.
6) генерация рентгеновского импульса в ядерном тригере 0.01-0.05 микросекунд.
7) приход рентгеновского излучения в термоядерный модуль и термализация поверхности радиационного кожуха с началом генерации плазмы (полимерная пена-заполнитель типа пенополистирола также усиленно генерирует плазму) около 0.01 микросекунды.
8) абляционная компрессия образующейся плазмой тампера из металлического урана (или ВОУ) с твердым дейтеридом лития-6 внутри 0.2-0.5 микросекунды.
9) термоядерное горение 0.05-0.03 микросекунды.
10) реакция деления тампера из урана или ВОУ термоядерными нейтронами 0.01-0.03 микросекунды.
11) приход термоядерных нейтронов и нейтронов деления на поверхность радиационного кожуха из урана 0.01-0.025 микросекунды.
12) реакция деления кожуха из урана 0.01-0.03 микросекунды.
13) разлет делящегося материала термоядерного модуля с затуханием процесса деления термоядерными и быстрыми нейтронами деления (обуславливается в основном разлетом плазмы непрореагировавшего термоядерного горючего и продуктов синтеза) 0.01-0.02 микросекунды.
Итого суммарно: около 30-45 микросекунд.
И как справедливо замечено RocketMan "На все про все менее 50 микросекунд".

Сообщение отредактировал VBVB - 14.6.2013, 1:37

[armadillo]

я по прежнему считаю контактный подрыв вредным.
Но вот технический вопрос по нему:
Если уж мы все равно втыкаемся на скорости Х км/с. То зачем городить еще обжатие, имплозию какую-то, уран-плутоний переводить?
Обжимаем собственно ударом сразу литий-дейтерий.
Да, там поверхность будет чуточку непредсказуемо неровной. Ну пустим вперед бульдозер-болванку выравниватель.

[RocketMan]

я по прежнему считаю контактный подрыв вредным.
Но вот технический вопрос по нему:
Если уж мы все равно втыкаемся на скорости Х км/с. То зачем городить еще обжатие, имплозию какую-то, уран-плутоний переводить?
Обжимаем собственно ударом сразу литий-дейтерий.

Нужна скорость порядка 500 км/с :]

[VBVB]

Испанские астрофизики считают, что Челябинский метеорит представитель астероидного роя, в котором имеется не менее двух десятков сравнимых по размерам объектов.
http://news.mail.ru/inregions/ural/74/society/14263959/

Челябинский метеорит не был уникальным, опасность для нашей планеты представляют еще, как минимум, 20 аналогичных космических тел.
К такому выводу пришли испанские ученые братья Карлос и Рауль де ла Фуэнте из столичного университета Комплутенсе. Астрофизики изучили орбиту упавшего на Урале объекта до его столкновения с поверхностью Земли и сравнили ее с маршрутами других известных астероидов, примерно такого же размера. Внимание специалистов привлекли 20 из них, и это не считая более мелких объектов, точное количество которых подсчитать не представляется возможным.

По мнению братьев де ла Фуэнте, многие из них имеют одинаковое происхождение. Их «отцом» является гигантский астероид 2011 EO40. Около 40 тысяч лет назад под влиянием перепада температур и гравитационных полей он начал разваливаться на части, и в итоге появился астероидный рой, который перемещается между Землей, Венерой и Марсом, отмечают эксперты. Именно из этой группы космических объектов и вылетел Челябинский метеорит. Ученые не исключают повторения подобного в будущем, поскольку каждое приближение астероидов к любой планете Солнечной системы не остается без последствий, которые могут проявиться через десятилетия или даже столетия.

Остается ждать возможного повторения...

[VBVB]

Если мыслить космическими масштабами, то и автоматику и по обнаружению, и по "отстрелу" правильнее иметь в точках либрации - у нас самое большое время тратится на подъём заряда из гравитационного колодца. Хотя по временам тут впору о лазерах/бластерах вспоминать...

Вы довольно прозорливо о лазерах упомянули. И в этом предложении оказывается есть довольно большой потенциал.
Хотя поначалу мне показалось, что лазером с космического аппарата придать заметный боковой импульс астероиду не удастся. Слишком шаблонно мыслил оказывается...
Недавно попалась пара новых статей американцев из НАСА и британцев на тему "управление траекторией астероида с помощью малогабаритных среднемощных лазеров (уровнем до киловатта в пучке)".
Оказывается есть формирующийся каталог астероидных каменных/металлокаменных объектов которые периодически пролетают около Земли и имеют небольшую ледяную шубу из воды+СО2+аммиак толщиной пара-тройка десятков сантиметров.
Оказывается, что путем точечного лазерного воздействия с аппарата-перехватчика с расстояния в несколько километров на близкий к сферическому астероид путем индуцированного газового выброса с реактивной тягой можно задавать значимую боковую составляющую импульса, а при рассеянном лазерном облучении поверхности астероида за счет индуцированного эффекта Ярковского астероид можно поворачивать/доворачивать и даже слегка притормаживать. Причем алгоритмы управления хорошо проработаны и промоделированы компьютерно.
Это в принципе позволяет надеяться, что в случае предварительного обнаружения относительно небольшого, но опасного астероида-импактора с подходящими характеристиками состава и массы можно попытаться его увести с опасной траектории столкновения с Землей путем использования аппарата-перехватчика с пакетом твердотельных диодных или оптоволоконных лазеров с запиткой от небольшой бортовой ЯЭУ.
Если же операция увода будет безуспешной, то тогда поражение астероида среднемощным термоядерным боезарядом смонтированным на перехватчике.

Сообщение отредактировал VBVB - 15.8.2013, 23:42

[armadillo]

скажите, а какая толщина скажем слоя воды будет достаточной для защиты от солнечных вспышек?

[VBVB]

скажите, а какая толщина скажем слоя воды будет достаточной для защиты от солнечных вспышек?

В разных проектах обсуждались слои от 1.5 метров до 5 метров. Но меньшие цифры скорее из-за весовых ограничений рассматривались.
Поэтому реальный защитный водный слой от высокоэнергетичных частиц солнечных вспышек для межпланетных перелетов должен быть около 3-5 метров.

Сообщение отредактировал VBVB - 6.11.2013, 16:21

[armadillo]

спасибо. т.е. не 20 и не 100.

[VBVB]

спасибо. т.е. не 20 и не 100.

Но при учете, что защитный щит композитной структуры. Помимо слоя воды в большинстве проектов слои легких металлов (типа Al, Mg, Ti) и полимеры/пластики боро-водородсодержащие также фигурируют.

Сообщение отредактировал VBVB - 6.11.2013, 16:50

[armadillo]

ну по идее 5м воды это пол-атмосферы при сравнимой с воздухом массе молекул.
я просто не знаю, насколько магнитные пояса защищают дополнительно, и нужен ли дополнительный габарит для пробега вторичный частиц.

а какие-нибудь косые зеркала или интерферометры не пытались как радиационную защиту использовать?

Сообщение отредактировал armadillo - 6.11.2013, 16:51

[VBVB]

ну по идее 5м воды это пол-атмосферы при сравнимой с воздухом массе молекул.
я просто не знаю, насколько магнитные пояса защищают дополнительно, и нужен ли дополнительный габарит для пробега вторичный частиц.

а какие-нибудь косые зеркала или интерферометры не пытались как радиационную защиту использовать?

В основном, работы такого типа ориентировались на устранение потока высокоэнергетичных протонов, поскольку у них проникающая и ионизационная способность высокая, да и плюс генерация вторичных частиц. Нейтроны термоядерные тоже ловят, но с ними проще, как и с улавливанием ядер отдачи.
От высокоэнергетичных протонов наиболее перспективным средством защиты считается магнитоплазменный щит.
Американцы и британцы в лабораториях на небольших макетах его многократно генерировали и управлять характеристиками плазмы и конфигурацией щита научились.
Однако, не знаю проверялась ли эта технология в космосе на реальных аппаратах.

Сообщение отредактировал VBVB - 6.11.2013, 17:06