Предчувствие звездных войн

Это произошло 27 сентября 2022 года. Американский космический зонд-камикадзе DART (Double Asteroid Redirection Test — «испытания перенаправления двойного астероида»), запущенный в космос с помощью ракеты-носителя Falcon 9, впервые в истории земной цивилизации нанес удар по астероиду Диморфос, спутнику более крупного астероида Дидим.

Удалось ли 610-килограммовому зонду DART изменить траекторию полета астероида, масса которого ориентировочно 5 млн тонн, мы узнаем не ранее 2026 года, когда космический аппарат «Гера» Европейского космического агентства будет пролетать мимо двойного астероида Дидим–Диморфос с целью точной оценки результатов испытания техники изменения орбиты космического тела.

«Армейский стандарт» разбирался, зачем американцам понадобилось бить по безобидному с точки зрения астероидно-кометной опасности Диморфосу.

Каждый сам за себя

В 2004 году сотрудники обсерватории Китт-Пик в Аризоне открыли приближающийся к Земле астероид Апофис (в древнеегипетской мифологии так называли огромного змея-разрушителя). Через пять лет ученые забили тревогу: его траектория ведет к столкновению с Землей в 2029 году. Но в 2013 году, когда Апофис пролетал на минимальном расстоянии от нашей планеты, специалисты лаборатории реактивного движения НАСА уточнили его орбиту и пришли к выводу, что возможность столкновения с Землей в 2029 году исключена, а в 2036 году — и подавно чрезвычайно маловероятна. Тогда зачем вкладывать огромные деньги в оборону от внеземных пришельцев, встреча с которыми ничтожно мала?

Тем не менее никто не отрицает существование астероидно-кометной опасности. В докладе научно-технического подкомитета Комитета по использованию космического пространства в мирных целях ООН отмечается, что по состоянию на 8 февраля 2022 года с Землей в разное время сближались 28 тыс. 340 объектов, из которых 3097 объектов были обнаружены в 2021 году. Орбиты 2263 астероидов диаметром свыше 140 метров проходят на расстоянии не более 8 млн км от орбиты Земли.

Но все эти наблюдения не дают человечеству, не говоря уже об отдельно взятой стране, точного представления об астероидно-кометной опасности. По данным научно-технического подкомитета только за прошлый год было обнаружено 3097 новых объектов, о которых ранее астрофизики даже не подозревали. Как считают ученые, это не окончательная цифра.

По оценочным данным, 59% от предполагаемого количества опасных объектов по-прежнему нам не видны. Но их орбиты могут пересечься с орбитами Земли или Луны, что приведет к планетарной катастрофе. Запоздалое оповещение о них может стоить человечеству жизни на Земле. Пока нам просто крупно везло.

23 марта 1989 года 300-метровый астероид Асклепий пересек орбиту Земли в точке, где наша планета находилась шестью часами ранее. Астероид обнаружили, когда он уже удалялся. При его столкновении с планетой сила взрыва составила бы несколько тысяч мегатонн.

Логика подсказывает, что если планета у нас общая, то и бороться надо вместе. В рамках ООН Россия активно участвует в работе Комитета по использованию космического пространства в мирных целях и его научно-технического подкомитета. Однако США и Евросоюз явно не торопятся сотрудничать с Россией и Китаем. Причина кроется в двойных технологиях: от мирного до военного космоса один шаг. И зонд-камикадзе DART его сделал.

Предупрежден — еще не вооружен

Российский план астероидно-кометной защиты был разработан в 2005–2009 годах в рамках научно-исследовательской работы по фундаментальным космическим исследованиям «Эгида», «АКО» (Комитета по использованию космического пространства в мирных целях) и «Апофис». Он включал предложения о создании средств системы мониторинга опасных космических объектов с целью расчета их орбит, средств доставки к ним специальных космических аппаратов и создание самих аппаратов для уничтожения или изменения траектории полета опасных космических объектов.

Я присутствовал на финальном обсуждении этих вопросов 23 июня 2010 года в ходе совместного заседания бюро Совета РАН по космосу и президиума Научно-технического совета Федерального космического агентства с повесткой дня «Об организации работ по решению проблемы астероидно-кометной опасности».

В заседании участвовали академик РАН Александр Андреев (в то время вице-президент Российской академии наук, председатель Совета РАН по космосу; далее в скобках приведены должности по состоянию на 2010 год); генерал-полковник Анатолий Перминов (руководитель Федерального космического агентства); член-корреспондент РАН Борис Шустов (председатель экспертной рабочей группы по проблеме астероидно-кометной опасности при Совете РАН по космосу, директор Института астрономии РАН).

Участвовали в обсуждении также руководители предприятий и организаций «Роскосмоса»: генерал-майор Валерий Меньшиков, директор Научно-исследовательского института космических систем; Геннадий Райкунов, генеральный директор Центрального научно-исследовательского института машиностроения ЦНИИмаш; Максим Мартынов, главный конструктор Научно-производственного объединения имени С.А.Лавочкина; академик РАН Владимир Дегтярь, гендиректор и генконструктор Государственного ракетного центра имени академика В.П.Макеева, а также член Президиума РАН Лев Зеленый и другие известные ученые в области космической баллистики, ракетостроения, радиосвязи и астронавигации.

В Институте прикладной математики имени М.В.Келдыша предложили разместить на опасных космических объектах радиолокационные средства наблюдения. С ними точность определения траектории астероида можно было бы повысить на два-три порядка по сравнению с прогнозами, составленными с помощью оптических средств наблюдения.

«Забросить» на астероид приемоответчик автоматической радиолокационной станции могла бы ракета-носитель «Протон», за неимением других мощных носителей, например существовавших тогда на бумаге «Русь-М».

Приемоответчик способен работать в течение нескольких лет. Сигналы от него поступают на большие космические антенны в Уссурийске и Евпатории. При таких условиях есть шанс измерить расстояние до астероида с точностью до 20 метров, а его скорость — до 0,2 мм в секунду. Это на три порядка повышает точность расчета орбиты астероида в сравнительно коротком интервале времени.

В 2010 году у всех на уме был Апофис. На совещании в РАН он был первым кандидатом на отправку к нему ракеты с приемопередатчиком. «Окно» для такой миссии открывалось в 2013 и 2021 годах, а в будущем откроется в 2029 году, когда Апофис приблизится к Земле всего-навсего на 36 тыс. км, то есть будет там, где сейчас «висят» геостационарные спутники.

Сближение с Землей чревато изменением орбиты астероида — закон всемирного тяготения никто не отменял. Несмотря на это, после прохождения астероида мимо Земли в 2013 году, специалисты лаборатории реактивного движения NASA заявили, что возможность столкновения с Землей в 2029 году исключена, а в 2036 году чрезвычайно маловероятна. Однако звучит не очень убедительно.

Спрогнозировать положение астероида в той или иной точке с точностью до 50 км в сравнительно коротком интервале времени можно будет после того, как на его поверхности разместят приемоответчик. Однако даже в этом случае никто не сможет со 100-процентной гарантией исключить «ДТП» планетарного масштаба.

Впрочем, на Апофисе свет клином не сошелся. Ученые Государственного ракетного центра (ГРЦ) имени академика В.П.Макеева и Института вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН составили прогноз ожидаемого числа и частоты столкновений с Землей опасных космических объектов. Статистическая вероятность падения на Землю объектов размером более 300 метров крайне мала, однако существует понимание того, что угрожающий объект может быть неожиданно обнаружен в любой момент.

Российские проекты миссий к Апофису

Двенадцать лет назад Максим Мартынов и Владимир Дегтярь представили в РАН сразу несколько проектов космических аппаратов для борьбы с астероидно-кометной опасностью.

Максим Мартынов с трибуны РАН рассказал о проекте гравитационного тягача. В НПО имени С.А.Лавочкина рассчитали, что если зонд зависнет на расстоянии 250 метров от поверхности Апофиса, то два космических тела будут притягиваться друг к другу согласно закону всемирного тяготения. Двигатели аппарата создадут тягу 50 миллиньютонов (мН), которой хватит, чтобы в течение примерно 60 суток увести астероид в сторону от опасной траектории, которая ведет к резонансному возврату к Земле в 2036 году.

В проекте, разработанном в НПО имени С.А.Лавочкина, новым элементом мог бы стать только радиомаяк массой 11,42 кг, где 1 кг — это источник электроэнергии в виде радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ). Все остальные элементы — это научно-технический и материальный заделы из проектов «Фобос-Грунт», «Луна-Глоб» и «Луна-Ресурс».

Схема экспедиции включала в себя выведение космического аппарата ракетой-носителем «Союз 2-1б» на опорную орбиту на удалении от Земли примерно 200 км; перевод аппарата маршевыми двигателями на траекторию полета к астероиду; отделение маршевой двигательной установки; пассивный полет; три коррекции; торможение; выход на орбиту астероида; отделение радиомаяка и функционирование на заданной орбите.

Стратегия сближения с астероидом основывалась на пошаговом выравнивании скоростей. За несколько суток полета до астероида он мог быть обнаружен автономной навигационной системой космического аппарата. После выполнения нескольких циклов торможения и пассивного полета аппарат оказался бы на расстоянии 10–20 километров от астероида с практически нулевой относительной скоростью. После конечного исследования астероида зонд должен был выйти на его орбиту.

Руководитель ГРЦ Макеева, в свою очередь, рассказал о проектах, над которыми работали его подчиненные. Речь шла об исследовательском космическом аппарате «Каисса» и ударном аппарате «Капкан». Последний в англоязычной терминологии называют «импактором».

Неизвестно, почему космическому разведчику дали имя вымышленной древесной нимфы, покровительницы шахмат. В конце концов, имя — не главное. А главное заключалось в том, что «Каиссу» можно было заблаговременно вывести на траекторию встречи с астероидом с помощью ракеты-носителя среднего и даже малого класса.

По замыслу конструкторов, исследовательский космический аппарат выстреливает в астероид самонаводящимся блоком-проникателем. Установленная на проникателе аппаратура определяет физико-химические и механические свойства материала астероида, проводит телеметрический и спектроскопический анализ эффектов соударения и передает информацию на зонд. Во время соударения блока-проникателя с астероидом космический аппарат с телеметрической аппаратурой находится рядом с астероидом на безопасном расстоянии. Он передает полученную информацию на Землю. Управление зондом осуществляется с Земли на дальности до одного миллиона километров. В принципе ничего нового. Советские межпланетные автоматические станции в 60–70-е годы уже доставляли спускаемые аппараты на Луну, Венеру и Марс.

Особого внимания заслуживает проект ударного аппарата «Капкан». Выводить его в космос предполагалось существующими ракетами-носителями. Запуск должен был состояться вслед за «Каиссой», после получения от разведывательного аппарата исчерпывающей информации об астероиде.

«Капкан» разрабатывали по модульному принципу. Он состоял из модулей — командного и нескольких ударных, каждый из которых оснащен двигательной установкой, аппаратурой стабилизации и ориентации и системой самонаведения.

Официально — и это неоднократно подчеркивалось на совещании в РАН — воздействовать на астероид планировалось некой силой кинетического удара. Но в кулуарах академии не скрывали: речь идет о ядерном взрыве. Только им и можно разрушить крупный опасный космический объект или отклонить его от траектории сближения с Землей.

Каждый ударный модуль был рассчитан на уничтожение в космосе одного объекта радиусом до 150 метров. Для разрушения более крупных объектов универсальный зонд должен был нести несколько модулей, каждый из которых имел бы свою точку прицеливания и синхронизированное время для группового удара. По такому принципу созданы все головные части баллистических ракет межконтинентальной дальности.

Пару «Каисса»-«Капкан» Роскосмос продвигал для участия в международном проекте NEOShield (Near Earth Objects, NEO). В переводе с английского – «защита от сближающихся с Землёй объектов». Основную часть финансирования исследовательских работ – 4 млн евро – взял на себя Европейский союз. Ещё 1,8 млн евро должны были собрать участвовавшие в проекте научно-исследовательские институты из Великобритании, Германии, Испании, России, США и Франции.

Как сообщила в январе 2012 года Британская радиовещательная корпорация «Би-Би-Си», основной выбор был между тремя участниками. NASA представило проект кинетического импактора, очень похожего на старый, разработки 2005 года, аппарат «Глубокое воздействие» (Deep Impact). Европейское космическое агентство агитировало за разработанный им, но так и не реализованный проект под названием «Дон Кихот» в составе разведывательного аппарата «Санчо» и ударного «Идальго». Российский ЦНИИмаш представлял проект «Каисса»–«Капкан».

В марте 2015 года стартовал второй этап исследовательских работ NEOShield-2, который проходил в рамках программы ЕС Horizon 2020. В нем участвовали 11 европейских партнеров минус Россия, против которой к тому времени уже начали вводить санкции.

Подозреваю, что главным выгодоприобретателем от европейской затеи отлучения России оказалось Управление по координации планетарной обороны (Planetary Defense Coordination Office, PDCO) Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), потому что в космос полетел не русский «Капкан» и не европейский «Идальго», а американский DART.

Потерянное десятилетие

Что сделано в России за последние 11 лет? Проект ГРЦ Макеева остался нереализованным. В течение 10 лет денег на него так и не нашли. Зато 1 января 2016 года ввели в эксплуатацию Автоматизированную систему предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП), а 6 августа того же года приняли на вооружение Армии особого назначения Воздушно-космических сил первую из четырех запланированных к созданию в России Систему контроля космического пространства (СККП).

К сожалению, Автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве не гарантирует выявление сближений космических аппаратов с низкоорбитальными объектами, а также «выявление и достоверное прогнозирование сближений космических аппаратов с высокоорбитальными объектами, для которых не удается обеспечить требуемую точность баллистической информации ввиду недостаточного количества средств мониторинга в составе АСПОС ОКП», — указывается в документе «Роскосмоса». В частности, до сих пор нет радиолокационных средств мониторинга.

Но все это относится к ближнему космосу, к противоракетной обороне страны. Что касается астероидно-кометной опасности, то Россия «находится практически в полной информационной зависимости от зарубежных государств», — признали в конце прошлого года топ-менеджеры «Роскосмоса» и его головного научно-исследовательского института ЦНИИмаш.

В отсутствии специализированных средств обнаружения и регулярного мониторинга потенциально опасных космических объектов расписались Дмитрий Рогозин, в то время гендиректор госкорпорации «Роскосмос», и гендиректор ЦНИИмаш Сергей Коблов.

Дальнейшее развитие обеих систем, согласно планам ГК «Роскосмос», объективно будет сконцентрировано на решении задач, связанных с обеспечением обороноспособности государства. В связи с этим в «Роскосмосе» предложили создать на основе Автоматизированной системы предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве гражданскую систему нового поколения — систему информационно-аналитического обеспечения безопасности космической деятельности в околоземном космическом пространстве.

В «Концепции создания системы информационно-аналитического обеспечения безопасности космической деятельности в околоземном космическом пространстве на период 2022–2025 годов и на перспективу до 2035 года» новая система указана под именем «Млечный Путь». Реализация проекта важна «для укрепления позиций Российской Федерации в сфере международного регулирования космической деятельности».

Важно быть первым

Зададимся простым вопросом: зачем России торопиться с зондом-импактором? Не лучше ли сосредоточиться на противоракетной обороне своей страны, а борьбу с кометами и астероидами оставить Соединенным Штатам Америки — у них и денег, и технологий хватит, чтобы защитить всю планету.

Но так кажется лишь на первый взгляд. Если приглядеться более внимательно, то окажется, что главная проблема не в астероидно-кометной опасности (хотя ее никто не отрицает), а в Договоре о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела (Договор о космосе).

Если быть совсем точным — то в статье IV этого документа. Она гласит: «Государства — участники Договора обязуются не выводить на орбиту Земли любые объекты с ядерным оружием или любыми другими видами оружия массового уничтожения, не устанавливать такое оружие на небесных телах и не размещать такое оружие в космическом пространстве каким-либо иным образом».

А ведь кому-то очень хочется и выводить, и устанавливать, и размещать… Но как это сделать, не противореча документу, который является основой международного космического права?

Легко отказываться от двусторонних договоров, какими были договора между Россией и США о ликвидации ракет средней и меньшей дальности и об ограничении систем противоракетной обороны.

С Договором по космосу все иначе. Во-первых, он принят Генеральной Ассамблеей ООН, и только она может внести в него изменения. Во-вторых, в нем участвует более 110 государств, и далеко не все согласятся, чтобы в космосе появилось ядерное оружие какой-то одной страны.

Выйти из Договора в одностороннем порядке значит противопоставить себя чуть ли не всему миру. Наконец, если и выходить, то надо сделать это так, чтобы другим неповадно было, как с правом на обладание ядерным оружием на земле. США, Франция, Великобритания имеют право на ядерное оружие. А Иран, Северная Корея и Сирия — нет. Почему? Потому что они не были первыми.

Вот на этот случай и пригодилась американцам идея планетарной обороны. Первый камень в ее фундамент был заложен в январе 2016 года, когда в США создали Координационное управление планетарной обороны. Следующий шаг — с помощью европейского космического аппарата «Гера» в 2026 году убедить мировое сообщество в невозможности с помощью аппаратов с массой 610 кг эффективно изменить траекторию астероида массой 5 млн тонн.

Соударение зонда-импактора с Апофисом, у которого масса превышает 60 млн тонн, получится, наверное, еще более впечатляющим. Нечто подобное случилось с 370-килограммовым импактором, направленным на комету Темпеля (9P/Tempel) с аппаратом «Глубокое воздействие» 4 июля 2005 года. В момент столкновения импактор испарился, а комета продолжила свой путь вокруг Солнца.

Признав бессилие импакторов изменить орбиту опасных космообъектов, человечество, чтобы не повторить судьбу динозавров, вынуждено будет разрешить — в порядке исключения, под контролем ООН — вывести в космос ядерное оружие. Можно не сомневаться, это будет американское оружие. Остальным в этом праве будет отказано. Россия тоже может оказаться в числе «отказников», потому что плелась в хвосте очереди из борцов с астероидами.