загрузка...

Астероидная опасность

  • 16.06.2010 / Просмотров: 6764
    //Тэги: астероиды   Гордон   космос  

    Как часто на Землю падали астероиды, способные коренным образом изменить ход жизни на Земле? Умное человечество - способно ли оно сегодня противостоять незваному космическому пришельцу? Об астероидной опасности и проектах противодействия, космических патрулях и оптическом барьере - астрофизики Георгий Ефимов и Леонид Латышев.

загрузка...

загрузка...

Для хранения и проигрывания видео используется сторонний видеохостинг, в основном rutube.ru. Поэтому администрация сайта не может контролировать скорость его работы и рекламу в видео. Если у вас тормозит онлайн-видео, нажмите паузу, дождитесь, пока серая полоска загрузки содержимого уедет на некоторое расстояние вправо, после чего нажмите "старт". У вас начнётся проигрывание уже скачанного куска видео. Подробнее

Если вам пишется, что видео заблокировано, кликните по ролику - вы попадёте на сайт видеохостинга, где сможете посмотреть этот же ролик. Если вам пишется что ролик удалён, напишите нам в комментариях об этом.


Расшифровка передачи


Александр Гордон. Каждые полгода, наверное, в
прессе появляются пугающие даты – 2014, 2017 год,
потом еще какие-то года. Сколько нам жить осталось?
Георгий Ефимов. Этого никто не знает. Но так все-
гда было – время от времени кто-то пугает, что тако-
го-то числа будет конец света. А на самом деле конец
света ожидали уже ученики Христа. Они совершенно
всерьез его ожидали. Но это вещь, которая не должна
быть фиксированной. И, наверное, как и в случае асте-
роидной опасности, это и от нас немножко зависит.
Александр Гордон. Так же, как индивидуальная смерть.
Леонид Латышев. Я бы хотел к этому маленькое
добавление сделать. Когда мы стали больше знать про
астероиды, мы их стали больше бояться.
Георгий Ефимов. И мы стали их видеть. На самом деле, из 6 или 7
близких пролетов больших астероидов (на расстоянии
ближе, чем Луна, на расстоянии 100-150 тысяч кило-
метров), только один был зафиксирован в 1937 году, а
остальные после 1989-го года. Почему? Потому что мы
стали их ждать, стали ими интересоваться. И потом у
нас совершенно другие возможности появились. В том
числе, их стало возможно видеть радаром. А до войны
радара не было, понимаете.
Леонид Латышев. То есть опасность была всегда.
Александр Гордон. Опасность была всегда, но мы мало о ней зна-
ли?
Георгий Ефимов. Конечно, и всерьез эта опасность стала обсу-
ждаться где-то 15-20 лет тому назад. Но я хочу начать
с немножко более раннего периода.
Первый астероид был открыт под Новый 1801-й год.
Была открыта малая планета, она получила название
Церера в честь римской богини. И с тех пор их регуляр-
но открывали и открывают. Большая их часть располо-
жена между Марсом и Юпитером. И все они получа-
ли в течение долгого времени только женские имена,
в честь богинь греческих, римских, потом египетских,
древнегерманских.
Александр Гордон. Жены, дочери, любовницы…
Георгий Ефимов. Потом их стали называть именами уважаемого
человека или своего города, страны, особенно когда
их открывали ученые из малых стран. Сейчас не так
строго с именами, но до сих пор этот обычай соблю-
дается. Например, недавно астероиду присвоили имя
в честь академика, создателя Сибирского отделения
Академии наук М.А. Лаврентьева и его сына, тоже ака-
демика. Он называется Лаврентиана.
Когда я лет 25 тому назад начал заниматься асте-
роидами, нумерованных их было 2000. Сейчас «нуме-
рованных», то есть тех, у кого хорошо известна ор-
бита – уже около 8000. А поскольку их всего около
20 000, значит есть еще 12 тысяч, орбиты которых не
очень хорошо известны. Большой список русских уче-
ных получил «персональные» малые планеты. Сейчас
вышла книжка, и скоро она выйдет вторым изданием,
которая называется «Академия наук между Марсом и
Юпитером». Там перечислены астероиды, названные
в честь многих наших крупных ученых. Среди откры-
вателей астероидов были и есть наши ученые, ленин-
градские. Был такой Институт теоретической астро-
номии, наблюдатели из него работали, в основном, в
Крымской обсерватории, они там и сейчас работают.
Наши были одними из ведущих специалистов в этом
направлении, в изучении астероидов. Но в этой кни-
ге перечислены астероиды Главного астероидного по-
яса, который вдали от нас.
Александр Гордон. Причем с достаточно фиксированной орбитой.
Георгий Ефимов. Да, это целый пояс между Марсом и Юпитером.
Там много всяких астероидов. Там есть «троянцы», ко-
торые на орбите Юпитера, есть большие и малень-
кие. Самые большие – Церера и Веста – имеют 1000
и 800 км в диаметре. Это настоящие планеты, только
маленькие в сравнении даже с Луной. Я думаю, что
я еще скажу об этом. А есть маленькие, небольшие,
диаметром в десятки километров. Сейчас открывают,
конечно, уже небольшие, размером в несколько кило-
метров, они неправильной формы, это, скорее всего,
осколки столкнувшихся и расколовшихся планет.
А вот уже в ХХ-м веке начали открывать астероиды
другого сорта. На картинке мы видим (это монтаж), как
астероид летит над Европой. Это нынешнее лето. Вы
видите, жара, нет облаков над Европой.
Александр Гордон. Это какое расстояние было?
Леонид Латышев. Я могу сказать, чтобы так было бы видно, если
бы вы были от астероида на расстоянии около 50 или
70 км, а дальше, на 500 км была бы Земля.
Георгий Ефимов. Так вот, в ХХ-м веке стали открывать «нестан-
дартные» астероиды, которые оказались гораздо бли-
же к Земле. Их стали называть мужскими именами. Их
три группы. Они называются по именам первых из от-
крытых: группа Аполлона, которые расположены ме-
жду Юпитером и Землей; группа Амура – тоже внутри
орбиты Юпитера, но не доходят до орбиты Земли, то
есть для нашей сегодняшней темы они не интересны.
И группа Атона – это египетский бог Солнца, – они под-
ходят к Земле изнутри, от Солнца. Все они гораздо
меньших размеров. Их трудно наблюдать, потому что
этому мешает Солнце. Они, как утренняя или вечер-
няя звезда, появляются вблизи Солнца, на освещен-
ном небе.
Александр Гордон. Выскакивают из-за Солнца.
Георгий Ефимов. Да, в неудобное для наблюдения время. И по-
этому их начали наблюдать гораздо позже. Так появи-
лись астероиды, близкие к Земле. Их сравнительно не-
много.
С другой стороны, эта небесная опасность известна
очень давно. Издавна были наблюдения метеоритов
– камни с неба падали. Эти падающие звезды наблю-
даются регулярно, есть определенные периоды, когда
выпадают целые дожди падающих звезд.
Александр Гордон. Я этим августом наблюдал.
Георгий Ефимов. Да, да. Известный метеорный поток Леониды,
есть и другие. Такие метеоритные дожди связаны, ви-
димо, с тем, что когда-то раскололся астероид и летит
каменный поток, а Земля его пересекает.
И другая группа малых тел, тоже давно известная,
это кометы. Кометы хорошо видны, благодаря своим
«хвостам», которые иногда видны и невооруженным
глазом, и издавна привлекали внимание людей как не-
что необычное. Они отличаются от астероидов и ме-
теоритов, вообще говоря, тем, что астероиды камен-
но-железистые, твердые, а у комет, когда они достаточ-
но близко подходят к Солнцу, появляется хвост. То есть
кометы состоят из менее крепкого вещества, летучего,
из которого при подходе к Солнцу образуется хвост га-
за и пылинок. И поэтому они очень ярко видны на небе
и издревле известны.
Но и астероиды, метеориты, тоже отмечены в исто-
рии. В нашей истории, в русской, например. В ХII ве-
ке был юродивый Прокопий Устюжский. В его житии го-
ворится, что по его молитве каменный дождь, который
должен был упасть на город Устюг, упал в поле в не-
скольких километрах от города.
Есть другой астероид, железный, знаменитый Ка-
аба, который в Мекке, к которому ездят…
Леонид Латышев. Поклоняться.
Георгий Ефимов. Да, поклоняться, это святыня мусульман, но он
был задолго до Магомета. Бывает и сейчас, что с не-
ба упадет камушек, пробьет какую-нибудь крышу са-
рая, и иногда бывают даже человеческие жертвы. Сре-
ди исторических сведений, из тех, что мне попались,
что собрали историки, есть один случай, когда в Ки-
тае, в IХ веке, кажется, убило несколько тысяч человек.
Был такой случай, когда все оказалось очень серьезно.
Если можно, покажите следующий слайд: астерои-
ды между Марсом и Юпитером. Это Главный астеро-
идный пояс, видите, как их много. Дальше, если мож-
но. Вот так они выглядят. Это камни, небольшие пла-
неты, тела в несколько километров размером. Это то,
что удалось разглядеть при пролете американских кос-
мических аппаратов, достаточно близком, потому что
с Земли так хорошо их разглядеть нельзя. Бывает, что
астероид состоит из двух кусочков. Или у него есть ма-
ленький спутник, много меньше его самого.
Следующая картинка, если можно. Вот орбиты око-
лоземных астероидов. Они здесь сгруппированы, по-
вернуты так, чтобы большая ось их орбит совпада-
ла. Можно видеть, что они пересекают земную орби-
ту, влево от центра. Земная орбита там, где на оси
единичка, это одна астрономическая единица. Видно,
как круг земной орбиты пересекает ось, справа от цен-
тра. По размерам далекой части орбит (справа) видно,
что все они (кроме одного) оказываются внутри орби-
ты Юпитера, до 5–6 астрономических единиц. Там, где
ближняя к Солнцу часть орбит, видны «люки», которые
соответствуют орбитам Земли, Венеры и Меркурия. Те
тела, что оказались совсем близко от планет земной
группы, получили сильное возмущение, и планеты их
вымели, выбросили, изменили их орбиты. С правой,
далекой стороны тоже видны эти люки, но они уже не-
множко другие.
Леонид Латышев. Я хотел к этому добавить, что расстояние от
Солнца до этих люков укладывается в некую зако-
номерность. Формула Баада или числа Фибаначи –
1,2,3,5,8 и т.д. То есть природа не так просто это сде-
лала. Она, видимо, думала, когда создавала.
Георгий Ефимов. Недаром в те времена, когда Коперник и Ке-
плер выводили законы движения планет (а из них по-
том вывели законы тяготения), они говорили о «музы-
ке сфер», о том, что тут существует гармония. И ряд
из этих гармоний в творении мира, в его устройстве
до сих пор привлекает, очаровывает. Не все объяснено
или может еще раз объясняться, по иному, еще и еще.
Так вот, кроме небольших происшествий, которые
происходят до сего времени, когда какой-нибудь мете-
орит пробьет сарай, в ХХ-м веке было и несколько се-
рьезных происшествий. 95 лет назад, в 1908 году, над
Сибирью, слава Богу, в глухом районе, пронеслось не-
что – громадное, раскаленное, огненное с грохотом, –
и где-то там взорвалось. С тех пор в эту глушь ездят
экспедиции, изучают, спорят, выдвигают разные гипо-
тезы, вплоть до инопланетян, и т.д. Но сейчас, в боль-
шинстве своем, ученые пришли к выводу, что это был
взрыв, который произошел над землей, потому что се-
рьезных твердых остатков там так и не нашли. Сей-
час нашли крошечные осколки (в результате специаль-
ных размышлений), которые попали в треснувшую ко-
ру лиственниц, потом заплыли смолой, и сохранились
95 лет. Их достали и проанализировали, это микрон-
ные шарики. Спектры у них оказались, как у ядра ко-
меты Галлея. Считают, что Тунгусское явление – это
была снежно-ледяная глыба, достаточно рыхлая, ко-
торая вошла с большой скоростью в атмосферу и взо-
рвалась, что, возможно, по своему происхождению это
кусок кометы. Но, с другой стороны, хоть до земли ни-
чего не долетело, взрывом вывалило лес в диаметре
250 км, это почти Московская область.
Александр Гордон. То есть случись это часами позже, ведь это, по-
моему, широта Санкт-Петербурга, и города бы просто
не стало…
Георгий Ефимов. Да, конечно. Следующее большое событие бы-
ло в 1930-м году, тоже в пустынном месте, в тропи-
ческих лесах Амазонки. В 1947-м году менее крупный
астероид, но уже не каменный, а железный, выпал в го-
рах Сихотэ-Алиня на Дальнем Востоке, в Уссурийской
тайге. Вес астероида, как прикидывают, был 60 тонн,
он раскололся, основное тело весило 27 тонн, это при-
мерно полтора метра в диаметре, вот такой увесистый
камушек, точнее, железка. Ну и плюс еще много мел-
ких.
И еще событие, которое гораздо менее известно, но,
может быть, является наиболее серьезным. В 1972-м
году над Соединенными Штатами и Канадой чиркнул
астероид, отразился, видимо от плотной части атмо-
сферы…
Александр Гордон. Срикошетило.
Георгий Ефимов. Да, срикошетил на высоте всего 58 км и ушел.
Александр Гордон. И какого размера он был?
Георгий Ефимов. Не знаю, но солидного размера.
Леонид Латышев. Может быть километр, может быть два.
Георгий Ефимов. Нет, я думаю, не километр, а скорее, что-то ти-
па тунгусского. Тунгусский метеорит оценивается все-
го-навсего в 50-70 метров.
Александр Гордон. Там была комета.
Георгий Ефимов. Ну, комета, ледяной кусок. И вот этот, американ-
ский, чиркнул, а если бы он…
Александр Гордон. Под другим углом вошел в атмосферу…
Георгий Ефимов. Да, под другим углом, и там, где уже не пустын-
но. То… Более того, это могло быть воспринято как на-
чало ядерной войны.
На этом слайде как раз показан астероид Таутатис,
который недавно пересекал земную орбиту. Видно, как
он пересекает орбиту, а эти серые поля – Млечный
путь. Видно, как астероид заходит внутрь земной орби-
ты. И когда эта картинка приходит в движение, все пла-
неты бегут по своим орбитам, видно, что он опаздыва-
ет навстречу к Земле, а потом ее обгоняет. По крайней
мере, в этот раз он с нами не встретился. Поскольку его
орбита хорошо известна, а теперь еще дополнительно
наблюдалась и уточнялась, то достаточно на большой
период времени можно просчитать, что он нам не опа-
сен.
Александр Гордон. Какой у него период обращения вокруг Солнца?
Леонид Латышев. Десятки лет.
Георгий Ефимов. Да, видите, он пересекает орбиту Юпитера. Это
как раз тот случай, что, возможно, в один из следующих
его оборотов по орбите он встретится (раньше, чем с
нами) с Юпитером, и Юпитер его куда-нибудь бросит,
либо уменьшит его орбиту, либо, вообще, может вы-
кинуть из Солнечной системы. Он как раз заходит за
Юпитер.
Надо сказать, что когда устраивали противоядер-
ную, противоракетную радарную защиту, то, чтобы не
было помех, отбрасывали те явления, которые имеют
скорость выше определенного уровня. И системы ПРО
наблюдали такие помехи, но долго не обращали на них
внимания, а это могли быть небольшие «микрокоме-
ты».
На следующей картинке вывал леса от Тунгусского
метеорита. Рядом кратер в Аризоне в каменной пусты-
не от астероида, который упал несколько миллионов
лет назад. Он был не очень большой, что-то около 40
метров, даже меньше. Но образовался кратер в полто-
ра километра величиной, несколько десятков метров
глубиной, а под ним на большую глубину и на большую
ширину все перемолото, кроме того, миллионы тонн
пыли и камней взлетели в воздух. Камни упали обрат-
но, а пыль вылетела в атмосферу и могла распростра-
ниться очень далеко. А эта пористая глыба – метеорит,
такой плотный, что при пролете атмосферы он обго-
рел, но не сгорел и не распался, а долетел до поверх-
ности, и был потом найден.
Когда на помехи, засекаемые ПРО, обратили вни-
мание и стали анализировать эти «шумы», то выясни-
лось, что это могли быть как раз подобные, но не та-
кие уж большие тела. И даже была некая паника, когда
засекли такой взрыв над морем около Южной Афри-
ки, у американцев тогда возникло подозрение, что это
Израиль испытывает атомную бомбу в союзе с Южно-
африканской республикой.
А сейчас, когда вопрос об астероидной опасности
встал всерьез, американцы со спутников проводят
фиксацию таких микрокомет, которые до Земли не до-
ходят, взрываются в атмосфере. Их наблюдают, фик-
сируют, чтобы какую-то статистику набрать. И выясня-
ется, что это, в общем, совсем не так редко происходит.
Серьезность проблемы астероидной опасности осо-
знали, в общем, совсем недавно. Где-то 15–20 лет на-
зад в Америке вышла книжка, где были собраны воеди-
но разнообразные данные, и эта проблема была по-
ставлена. А тут как раз подоспел конец холодной вой-
ны, и для нас это было очень заметно, потому что на-
ши исследователи сумели активно включиться в эту
международную тему и в эти программы, причем не
на уровне отдельных лиц, а широко. Многие наши ин-
ституты включились в нее, мы даже какие-то деньги
получали. Тогдашний директор Ленинградского Инсти-
тута теоретической астрономии сумел в самые труд-
ные – 1992–95 – годы ежегодно собирать конферен-
цию по астероидной опасности. Там встречались люди
всех специальностей – астрономы и геологи, специа-
листы по взрывам, даже медики. Итальянские биологи
ездили мерить радиацию и генетические последствия
падения Тунгусского метеорита туда, в Сибирь, вместе
с нашими. В общем, очень активно пошло дело. Обра-
тили внимание и на Луну, на кратеры Луны. Там же в
течение миллионов лет ничего не меняется, ничего не
заплывает, не зарастает, как на Земле. Конечно, часть
из ее кратеров – вулканического происхождения. Но
если мы посмотрим на картинке на астероид, видно,
что подобные же кратеры есть и на астероиде.
Александр Гордон. Где никакой вулканической деятельности нет.
Георгий Ефимов. Да, значит, это совершенно четко – деятель-
ность метеоритов. И когда мы запускали первые спут-
ники, а потом и обитаемые аппараты, то вопрос ми-
крометеоритов встал очень остро. Нужно было обес-
печить безопасность полета, чтобы пробой не нару-
шил герметичность спутника. К этому времени у нас
были уже серьезные исследования по самым высоко-
скоростным ударам, и все это стало собираться в одну
картину.
Одновременно стали смотреть, что же у нас на Зе-
мле происходит, вернее, происходило. Нашли такие же
кратеры, стали их соединять с тем, что известно об
истории Земли. Выяснилось, что в прошлые периоды
были «провалы» в количестве живой массы на Земле,
когда это количество вдруг резко менялось. Обнаружи-
ли оледенение в тех местах и в те периоды, когда их
по законным причинам вроде не должно было быть.
Стали связывать эти явления с метеоритными удара-
ми. К этому времени уже была известна, исследована
модель так называемой «ядерной зимы», последствий
ядерной войны. Когда большое количество пыли под-
нимается в высокие слои и растекается по всей земной
атмосфере, экранирует солнечную энергию. И солнеч-
ная радиация на поверхности может резко упасть, по-
нижается среднегодовая температура, наступает все-
общая зима. Конечно, эта связь между падениями ме-
теоритов и геологическими явлениями в древние пери-
оды не достоверна на сто процентов. Это гипотезы, но
полученные данные впечатляют.
И одним из самых впечатляющих событий, которое
связывают с астероидами, было происшедшее 65 мил-
лионов лет назад внезапное вымирание динозавров.
Астероид, который мог бы быть причиной их гибели,
нашли, размером он, если мне не изменяет память, в
полкилометра, выпал в Центральной Америке. Причем
его было очень трудно найти, там все зарастает мгно-
венно, там даже пирамиды инков найти невозможно.
Александр Гордон. Там почвообразование то ли 5 сантиметров в
год, то ли 15.
Георгий Ефимов. Да, но из космоса, со спутников хорошо видны
как раз подобные большие структуры, вроде гигантско-
го кратера, хоть он и зарос. Тут уж леса не мешают.
Таким образом, набирается большой и разнородный
материал, определенная статистика, все это осмысля-
ется. И всерьез ставится вопрос о том, что перед че-
ловечеством стоит новая опасность. Холодная война
кончилась, как раз можно было направить общие уси-
лия в иную сторону – не друг против друга, а для со-
вместной работы. В Ленинграде, например, собирают-
ся конференции, собираются и международные кон-
ференции. На конференции в Ленинград приезжают
уже в немалом количестве иностранцы. Некоторые из-
вестные американские публикации – именно в трудах
Ленинградских конференций.
Леонид Латышев. Интересно, что одним из первых, кто предложил
бороться с астероидами, был отец водородной бомбы
Эдвард Теллер.
Георгий Ефимов. Очень показательно – в 1992-м году в закры-
том ядерном городке на Урале, Снежинске, организу-
ется международная конференция по путям противо-
действия опасным астероидам. Как раз в эти дни там
идет третья такая конференция, она бывает раз в три
года. И Теллер, очень престарелый, приехал туда и
энергично там выступал. Ядерщики, ракетчики обсу-
ждали, что может сделать человечество, как с этим
злом можно бороться.
Американские военные сразу поставили вопрос об
этой опасности. Они оказались в этот момент как бы
не у дел, возник «кризис жанра», и надо было думать,
чем и как заняться. И главное, как мозги и коллекти-
вы направить в мирных целях, – очень правильная за-
дача, в общем-то. Они рассчитывали на большую про-
грамму. И одновременно астрономы тоже запланиро-
вали масштабную программу наблюдений с помощью
земных телескопов. Им денег дали – очень немножко,
но дали. Начали они раньше, а в 1998-м году конгресс
уже целенаправленно дал им деньги.
Началось наблюдение опасных тел с Земли. Имеет-
ся американская программа, даже не одна, – англича-
не в Австралии на большом телескопе наблюдают, а
также французы и немцы. Наши, так сказать, признан-
ные специалисты по малым телам оказались в хво-
сте, потому что у нас не было современной аппарату-
ры для таких маленьких тел. Но Американское астро-
номическое общество недавно подарило Крымской об-
серватории нужную аппаратуру (электронную ПЗС-ма-
трицу), которая позволяет автоматизировать наблю-
дения и позволяет обеспечить высокую чувствитель-
ность, суммировать слабый сигнал. Так что сейчас на-
ши ученые тоже работают в этом направлении, наблю-
дают астероиды не только в Главном астероидном по-
ясе, но и близкие к Земле.
Сейчас наблюдают и открывают примерно 5 штук
близких к Земле астероидов в месяц. Около 500 уже
нашли. Они, в большинстве своем, примерно киломе-
трового размера. Но все равно всегда есть те, кото-
рых мы не заметим. Особенно те, которые приходят
из большого далека. Через 10 лет ожидается, что эта
программа выявления околоземных астероидов будет
выполнена.
Александр Гордон. Поправьте меня, если я ошибаюсь. Зная возраст
поверхности Луны и посчитав количество кратеров, ко-
торые там есть, можно предположить вероятность, с
какой это может произойти и на Земле. Какова эта ве-
роятность?
Георгий Ефимов. Для таких 50-метровых, как Тунгусский метеорит
– мы имеем за ХХ-й век такую вероятность: раз в 30
лет.
Леонид Латышев. 30–40 лет, примерно.
Георгий Ефимов. Вероятность попадания километрового астеро-
ида, который уничтожит почти все живое, так что нас
уж точно не останется, – раз в десятки миллионов лет.
Когда динозавры вымерли, то уцелели только мелкие
животные, не больше кошки. Наши предки млекопита-
ющие были тогда такими и еще меньше.
У нас в этом случае шанса не остается. Но такое бы-
вает раз во много миллионов лет. А 100-метровый мо-
жет выпасть раз, скажем, в миллион лет, полмиллио-
на лет. Но с другой стороны, даже и 50-метровый асте-
роид, как Тунгусский, если попадет в город, то надела-
ет бед. Раньше, даже еще сто лет назад, пустых мест
было много, теперь их становится все меньше, а те,
которые населены, все уязвимее – в них все серьез-
нее «начинка». Атомные станции, химические заводы
– техники много стало на Земле.
И потом мы знаем больше, так что ситуация меняет-
ся. Здесь на картинке показана Вега, первый аппарат,
который полетел к комете Галлея, это наш российский,
советский аппарат. Два таких аппарата первыми поле-
тели к комете, и они наводили, как лоцманы, европей-
ский аппарат, который, благодаря их наводке, сумел
пройти очень близко. Потому что орбита, вычисленная
с Земли, не давала такой точности. А уже когда они
подлетели, уточнили орбиту, тот сумел пройти гораздо
ближе.
Сейчас есть целый ряд астероидных программ –
американские, европейские, японские. Планируются и
российские. Мы с Леонидом Алексеевичем работали
над программой доставки грунта с астероида, рассчи-
тывали полеты, забор грунта и доставку его на Землю.
Проект разрабатывался вместе с немцами, в 1995-м
году вышел наш инициативный отчет. Он был предста-
влен Европейскому космическому агентству, вызвал
интерес, но не прошел. И потому что он дорогой, и
потому что он включал космический ядерный реактор
(российский, других в мире нет), что непопулярно, и
европейских компонент в нем слишком мало было. Но,
как нам кажется, он сделал свое дело в смысле при-
влечения внимания к малым телам.
А в нашу федеральную космическую программу во-
шла программа полета к Фобосу, спутнику Марса, что-
бы забрать с него образец вещества. Фобос ближе, чем
астероидный пояс, до него легче долететь. Он также
может содержать «реликтовое вещество», неизменен-
ное со времен образования Солнечной системы. Эти
данные очень важны и теоретически – для понимания
процессов ее формирования, и практически – так как
могут помочь понять структуру земных недр.
Вот, видите, астероид и рядом японский аппарат, ко-
торый полетит к близкому астероиду, должен будет с
него взять пыль и доставить на Землю. А есть еще аме-
риканский проект. Американский аппарат долетел до
Эроса, астероида, близкого к Земле. Есть европейские
аппараты, проекты. Сейчас планируется американская
программа, аппарат полетит с электроракетным дви-
гателем малой тяги, ионным. Он будет лететь 6 лет к
астероидам Весте и Церере. Эти программы говорят о
внимании к изучению малых тел, к кометам тоже.
Вот европейский аппарат, с плазменным двигателем
малой тяги, прототипом которого является российский
двигатель, но здесь он во французском исполнении. На
этом аппарате отрабатывается этот двигатель и сол-
нечные батареи. А этот будет спутником Луны, техно-
логическим спутником, цель которого отработка буду-
щей техники. И эта техника будущего опирается на рос-
сийский задел.
Леонид Латышев. В какой-то мере мы можем испытывать гор-
дость. Эти двигатели были разработаны в России, это
так называемые СПД, они тоже, как и ионные двигате-
ли, выбрасывают плазму. Потом французы купили па-
тент и как уже свой двигатель поставили на аппарат.
Хотя впервые сделаны они были у нас, поставлены на
аппараты и летали. Но приходится продавать…
Георгий Ефимов. Не очень приятно. А с другой стороны, приятно,
что наши работы, наши идеи идут в жизнь.
Теперь о противодействии, о борьбе с опасными
астероидами. Противодействие каким может быть?
Это может быть удар или ядерный взрыв, чтобы чуть-
чуть изменить орбиту астероида, направить его мимо
Земли. Или чтобы расколоть его на много маленьких,
но это должно быть очень аккуратно сделано. Пред-
ставьте себе, мчится громадный междугородний фур-
гон, и ударом футбольного мяча нужно на одну милли-
онную изменить его скорость, чтобы через сутки, прой-
дя три тысячи километров, он опоздал бы на железно-
дорожный переезд, и разминулся там с пассажирским
поездом. Дело это не легкое и не простое. Сначала
на астероид нужно послать зонд, который бы выяснил,
как он устроен, куда надо бить, не расколется ли он.
Потом посылается уже что-то, чтобы изменить его ор-
биту, и с тем, чтобы через годы, на следующем витке
движения по орбите он уже промахнулся бы мимо Зе-
мли.
Александр Гордон. Тут возникает вопрос, сколько нужно времени с
момента обнаружения опасности до исполнения всех
операций?
Георгий Ефимов. Получается около 10-ти лет.
Леонид Латышев. Годы.
Георгий Ефимов. Если тот астероид, о котором недавно объявили,
прилетит к нам, как обещают, в 2014-м году, то рабо-
ты надо начинать уже сейчас. Правда, немножко есть
время на раскачку, может быть, американцы даже не-
множечко блефуют, чтобы действительно протолкнуть
это дело.
Леонид Латышев. Идет это очень медленно. Мы с Георгием Бори-
совичем одними из первых начали этим заниматься 12
или 15 лет назад, и до сих пор аппарат еще не полетел.
Георгий Ефимов. Ну, у нас особая ситуация сейчас. Но и амери-
канцы не спешат.
Александр Гордон. Это при всей скорости американцев. А какая ве-
роятность обнаружить угрожающий Земле астероид,
который не относится к поясам, которые вы описали,
который выскочил по длинной орбите?
Георгий Ефимов. В случае длинной орбиты рецептов вообще нет.
Его можно будет заметить только незадолго до подле-
та. Разве что только как-то особенно повезет.
Леонид Латышев. У нас есть картинка, изображающая «Астеро-
идный патруль».
Георгий Ефимов. Это идея академика Т.М. Энеева, одного из ве-
теранов нашей космонавтики. Он предлагает кроме си-
стемы наблюдения опасных тел с Земли создать уже
космическую систему наблюдения. Шесть аппаратов
помещены на орбиту Земли, и они, наблюдая навстре-
чу друг другу, создают шестиугольный «барьер», с по-
мощью которого контролируют всю окрестность орби-
ты Земли.
Александр Гордон. Все они движутся по орбите Земли?
Георгий Ефимов. Да, они все движутся по орбите Земли, на ка-
ждом телескоп, и они наблюдают, создают «оптический
барьер» на определенную высоту, вокруг орбиты Зе-
мли, так что все, что его пересекает, должно быть за-
фиксировано. Если там стоят достаточно мощные те-
лескопы, которые различают 22–23 звездную величи-
ну, то уже большая часть 100–200 метровых астерои-
дов будет замечена. Причем основная часть их не ухо-
дит дальше орбиты Юпитера, значит у них всего 5–
6 лет период обращения или даже меньше. За шесть
лет они, как минимум, дважды пересекут «оптический
барьер», который контролирует патруль. Можно будет
определить их орбиты, оценить, опасны ли они. Таким
путем можно будет заметить тела от 100–150 метров.
Это следующий разряд опасных тел, после тех, что от-
крывают сейчас телескопами с Земли. И если больших
тел, километровых, одна – полторы тысячи, то таких
уже – 100–150 тысяч. И это еще не все, остаются 50-ти
метровые, как Тунгусский метеорит, но уже и этот этап
будет существенным продвижением.
Конечно, здесь самая общая схема нарисована. Но
она опирается на модель формирования Солнечной
системы, которую создал Тимур Магометович Энеев
вместе с Н.Н. Козловым 25 лет назад. Тогда, в 1980 го-
ду он предсказал еще один пояс астероидов за Непту-
ном. Сейчас он открыт, там сотни 200-300 километро-
вых тел. Большие планеты влияют на их орбиты, из-
меняют их, они сталкиваются, раскалываются. Потом
большие планеты «бросают» их осколки внутрь Сол-
нечной системы. Часть бросают внутрь, а другие вов-
не, даже могут выкинуть из Солнечной системы, но эти
нас сейчас не интересуют.
Если орбиты «опускаются» во внутрь Солнечной си-
стемы, они попадают под влияние более близких к
Солнцу планет. Планеты как бы передают малые тела
друг другу, сдвигают их «вниз», и они заходят в область
Земли и ее соседей. Образуются околоземные малые
тела – астероиды и кометы. Они мигранты, причем од-
ним из первых, кто проследил их путь издалека, на
примере комет группы Юпитера, была Е.И. Казимир-
чак-Полонская в Ленинграде, более 40 лет назад. Ве-
роятно, кометы – это части ледяных оболочек, оскол-
ки тел занептунного пояса, а астероиды – это куски их
каменных ядер. Юпитер и планеты земной группы под-
правляют их орбиты на заключительном этапе их ми-
грации.
Понимание того, как это все происходит, откуда и как
приходят в окрестность Земли опасные тела, позволя-
ет уяснить, что основная их часть – это тела, орбиты
которых лежат внутри орбиты Юпитера. У них период
обращения сравнительно небольшой и за 5–6 лет мож-
но было бы выявить значительную их часть.
Александр Гордон. Вы сказали, что вполне вероятно событие, что
орбита движения астероида будет изменена крупной
планетой, Юпитером, скажем, он будет просто выбро-
шен из Солнечной системы. Такие же события могли
происходить и в других системах. Какова вероятность
прихода к нам беглеца совсем уж из далекого космоса?
Георгий Ефимов. Такое бывает, но это достаточно редко, и глав-
ное, тут мы мало что можем сделать, даже заметить
его заранее. Недавно была комета, думали, что она
внешняя, оказалось, что она все-таки наша. Но у нее
период 2 тысячи лет. И заметили ее за полгода, при-
мерно, до ее пролета орбиты Земли.
Леонид Латышев. Я бы хотел продолжить мысль, которую разви-
вал Юрий Борисович. Мы говорили сейчас как защи-
титься от астероида. Есть не менее важная для чело-
вечества задача – как использовать астероиды. Пото-
му что хотя это далекие небесные тела, и страшные
небесные тела, но может оказаться, что мы, челове-
чество в целом, не выживем, если их не научимся ис-
пользовать.
На этой картинке показано, как развивается энер-
гетика всего человечества. Где-то в районе 10 в 11-
й степени киловатт лежит некий предел. Сейчас че-
ловечество вырабатывает 5 на 10 в 10-й киловатт, то
есть мы уже впритык подошли. Когда будет 10 в 11-й,
а это по темпам развития должно произойти в середи-
не нашего века, мы захлебнемся от тепла и от углеки-
слоты. И единственный выход для человечества – не
вырабатывать столько энергии. Что же, переселяться
на другие планеты? Нет, можно в точках либрации, ко-
торые расположены между Луной и Землей, располо-
жить промышленные станции, которые будут исполь-
зовать астероиды как свои сырьевые базы.
Как обращаться с астероидами? Когда раскачива-
ешь его орбиту, чуть-чуть толкнув, можно его напра-
вить, куда надо, но риск конечно, велик. Поэтому сей-
час идет речь о переработке на месте, но это не так
просто, потому что астероиды вращаются. Сесть на
него непросто, у него практически нет тяготения (при-
тяжение аппарата ничтожно). Значит, надо за него
очень крепко ухватиться, потом переработать его ве-
щество.
Сейчас говорят о получении гелия-3 для термоядер-
ной энергетики, потому что его на Земле просто нет.
Его хотели получать с Луны, но тогда надо перекопать
Луну. Для экологии это плохо, можно испортить Луну,
неизвестно, что будет от этого на Земле. Поэтому и ду-
мают, а не взять ли из астероидов. И уже есть горя-
чие головы, которые предлагают привозить с астеро-
идов металл, кремний, углерод, воду – транспортиро-
вать воду с астероидов или с дальних планет, где во-
ды, наверное, много.
Георгий Ефимов. Во всяком случае, для космических целей.
Александр Гордон. То есть не опускать на Землю?
Георгий Ефимов. Да. И не поднимать с Земли.
Леонид Латышев. Потому что если эти потоки превратить в пото-
ки Космос – Земля, то это все равно, что разбомбить
Землю тысячами мегатонных бомб. Поэтому надо все
делать там, а остается на это у нас – десятки лет.
Александр Гордон. Каким образом потребление вещества, или во-
ды, или даже энергии, которую можно добывать там, в
Космосе, уменьшит нужду в электроэнергии здесь?
Леонид Латышев. Да, очень просто. Вы должны иметь 10 киловатт
на человека в среднем? И 10 миллиардов людей, – вот
вам 10 в 11-й степени киловатт.
Александр Гордон. А каким образом использование вещества асте-
роидов уменьшит потребление энергии?
Леонид Латышев. Туда можно перенести всю базовую энергетику,
все базовое производство, которое сейчас на Земле –
металлургия, производство химикатов, производство,
может быть, велосипедов – всего, чего угодно.
Георгий Ефимов. Сейчас Соединенные Штаты выносят все гряз-
ное производство в третьи страны. А мы предлагаем
какую-то часть – в Космос.
Леонид Латышев. Все будет перенесено туда. Сейчас это выгля-
дит фантастически. Но если это не сделать, то мы
столкнемся с гигантскими проблемами. Мы уже сейчас
имеем экологические неприятности. Мы уже подошли
к границе устойчивости атмосферы. А что будет через
20 лет? Как себя вести? Это то же самое, что поста-
вить металлургический завод в центре Москвы и по-
том жалеть, что воздуха не хватает. Поэтому астеро-
иды, как оказывается, могут являться не только опас-
ностью для нас, но и заветной мечтой. Надо восполь-
зоваться ими для того, чтобы человечество выжило в
ближайшие 100, 200, 500 лет и т.д. Потому что следу-
ющий большой астероид ожидается в 2500 году.
Георгий Ефимов. Если есть 150 тысяч 100-метровых, то, навер-
ное, ожидать надо раньше.
Леонид Латышев. Со 100-метровым можно справиться, а вот с
большим… Поэтому сейчас многие ученые начинают
переключаться с защиты астероидов на использова-
ние астероидов. И уже появились работы, в которых
это вполне серьезно рассматривается на базе совре-
менной техники. Если бы человечество потратило те
же усилия для использования астероидов, которое оно
тратит на защиту от них, то шансы на то, что мы все
вместе выживем, резко возросли. Но, к сожалению, по-
ка очень мало людей прониклись этой идеей. Потому
что страх перед астероидом – это понятно. А летать в
Космос за астероидом, летать на Плутон, это, знаете,
«за морем телушка-полушка, да рубль перевоз». Но с
другой стороны, может быть, у нас и не будет другого
выхода.
Георгий Ефимов. Леонид Алексеевич, мне кажется, что даже
страх перед астероидами стимулирует изменение мы-
шления, потому что это комплексная проблема, кото-
рая объединяет громадное количество знаний и за-
ставляет по-другому мыслить. Мыслит по-другому не
только ученых, но и всех остальных. Потому что ина-
че мы погрязаем в текучке, тратим время на ерунду,
ловим голоса на популизме. А на самом деле, ведь и
рядовые люди должны менять свое мышление, чтобы
быть в состоянии осознать эти сложные и непривыч-
ные проблемы, да и для ученых этот комплексный под-
ход непривычен.
Леонид Латышев. Среди ученых тоже нет единого мнения по это-
му вопросу. Но если его не вырабатывать, если потом
не передавать задания инженерам, если потом Орга-
низация Объединенных Наций или все человечество
этим не займется, то все человечество задохнется от
выработки собственных продуктов.
Георгий Ефимов. Даже для того чтобы послать ракету с ядер-
ным зарядом, должно быть доверие, чтобы остальные
страны, верили, что тут нет других целей. Тут ведь то-
же должно быть изменение ситуации.
Леонид Латышев. Ракета с ядерным двигателем нужна для того,
чтобы лететь к астероиду, сесть на него (может быть,
сама ракета не должна садиться, а только специаль-
ный посадочный аппарат) и вернуться обратно на ор-
биту Земли. Не на Землю, а на орбиту Земли. Сей-
час мы подошли к такому глобальному этапу, что если
не предпримем чрезвычайные усилия, то потом будет
поздно.
Александр Гордон. У меня вопрос, который касается астероидной
опасности. Если существует вероятность того, что при
всех стараниях человечества появится неустранимая
угроза – километровый астероид, серия из 100-метро-
вых, – то есть ли хоть какая-то надежда пережить такое
нападение? Если на Земле построить убежище не для
всего человечества, разумеется, но хотя бы для части?
Георгий Ефимов. Если строить что-то для кого-то, а не для всех,
всегда есть надежда, а что получится – это отдель-
ный вопрос. Очень может быть, что сама эта идеоло-
гия окажется гибельной. Дело в том, что «лучшие» лю-
ди нацелены только на себя. Избранные останутся це-
лы, и что? Они при таком настрое перегрызутся, не за
кусок хлеба, так за масло на хлеб.
Леонид Латышев. За глоток воздуха.
Георгий Ефимов. За глоток воздуха или за глоток хорошего вина.
Потому что это другая совершенно идея. Здесь, как
мы видели, даже инженерные вопросы требуют нрав-
ственных решений. Комплексность вопросов включает
не только инженерные и научные, но и гуманитарные
проблемы.
Леонид Латышев. Психологические проблемы.
Александр Гордон. Политические.
Георгий Ефимов. Психологические, политические, нравственные
проблемы.
Леонид Латышев. 10 лет назад американцы упорно не видели в
Космосе ядерных устройств, сейчас они всячески по-
ощряют разработку проектов с ядерными устройства-
ми в Космосе.
Георгий Ефимов. Я думаю, что это результат еще и другого уров-
ня доверия, который имеет место теперь – через та-
кой короткий период. Мы не чувствуем, как время идет,
как происходят изменения – не только в отрицатель-
ном плане. Так что мне кажется, что проблема астеро-
идной опасности очень интересная, важная и касается
всех, каждого человека.


Обзор темы


Из статьи A. M. Микиши, М. А. Смирнова «Земные катастрофы, вызванные падением небесных тел (Вестник РАН. 1999. Т.69. № 4):

В статье дан анализ проблем, связанных с падением на Землю небесных тел. В частности, описываются сущность явления, воздействие на Землю опасных космических объектов в региональном и глобальном масштабах. Рассматриваются некоторые способы предотвращения возможных катастроф подобного рода.
В Солнечной системе, помимо планет, имеется большое количество так называемых малых тел. К ним относятся астероиды (малые планеты), кометы, метеороиды и межпланетная пыль. Самые первые и, естественно, самые крупные астероиды были открыты 200 лет назад с помощью простейшего телескопа (астероид № 1 Церера обнаружен в ночь на 1 января 1801 г.). Интерес к этим небесным телам рос по мере усовершенствования техники наблюдения. Наблюдательные средства, используемые в конце XX столетия, позволили обнаружить несколько десятков тысяч малых планет. Практически все они расположены между орбитами Марса и Юпитера в главном поясе астероидов. Составлен каталог, включивший примерно 8 тыс. астероидов с хорошо известными орбитами; есть еще около 12 тыс. малых планет, чьи орбиты определены неуверенно, так как они наблюдались для этого недостаточное время. Строго доказано, что из всего изобилия астероидов примерно 500 имеют орбиты, пересекающие или опасно приближающиеся к орбите Земли. Полное же возможное число таких «опасных» объектов оценивается в несколько тысяч.
Кометы известны с глубокой древности. Эти небесные тела, которые по мере приближения к Солнцу становятся все ярче и приобретают длинные (тоже очень яркие) хвосты, появляются довольно редко, а главное — внезапно. За всю историю человечества отмечено около 2 тыс. появлений комет. Почти для половины из них нет точных сведений о положениях и моментах времени наблюдений, поэтому ничего определенного об их орбитах сказать нельзя. Большинство комет движется хаотично в результате эпизодических сближений с большими планетами. Перемещаясь по разнообразным и вытянутым орбитам вокруг Солнца, они также могут подходить близко к планетам, а порой и сталкиваться с ними. В 1993 г. комета Шумейкера-Леви-9, открытая за год до этого, упала на Юпитер. Фиксируют астрономы падение комет и на Солнце.
Исследования, выполненные в последние годы, свидетельствуют о существовании такой же многочисленной, как и главный пояс астероидов, популяции объектов во внешних частях Солнечной системы. Источниками появлений комет (как короткопериодических, так и долгопериодических) считаются скопления материи вне и на периферии нашей планетной системы — «Облако Оорта» и «пояс Койпера». Последний, находящихся за орбитой Нептуна, по-видимому, можно рассматривать как аналог главного пояса астероидов.
Добавим ко всему сказанному, что Земля ежегодно в своем движении по орбите пересекает десятки метеорных потоков (роев), которые состоят из тел разного размера и состава, перемещающихся в пространстве Солнечной системы. Таких мелких объектов ежегодно выпадает на Землю несколько сотен тонн.
Камни, падающие с неба. С мелкими космическими телами Земля встречается постоянно. Эти встречи правильнее назвать столкновениями, ведь наша планета движется по орбите со скоростью около 30 км/с, и небесное тело тоже летит к Земле по своей орбите со скоростью того же порядка. Если тело невелико, то, врезаясь в верхние слои земной атмосферы, оно окутывается слоем раскаленной плазмы и полностью испаряется. Такие частички в науке называют метеорами, а в народе «падающими звездами». Метеор неожиданно вспыхивает и прочерчивает в ночном небе быстро гаснущий след. Иногда случаются «метеорные дожди» — массовое появление метеоров при встрече Земли с метеорными роями, или потоками. Хорошо известен рой Персеид, наблюдающийся в области созвездия Персея. Связанные с ним «звездопады’’ отмечаются ежегодно в ночи, близкие к 12 августа. А каждые 33 года в середине ноября на Землю «проливается» метеорный дождь Леониды, наблюдаемый в области созвездия Льва. Последний раз это событие произошло 16–18 ноября 1998 г.
Совсем иначе выглядит встреча Земли с более крупным телом. Оно испаряется только частично, проникает в нижние слои атмосферы, иногда распадается на части или взрывается, и, потеряв скорость, падает на земную поверхность. Такое тело в полете называют болидом, а то, что долетело до поверхности, — метеоритом.
Примерно 92.8% падающих на Землю метеоритов — каменные, 5.7% — железные, а остальные 1.5% — железно-каменные. Каменные метеориты труднее обнаружить, поскольку они нередко не отличаются от камней земного происхождения. Среди найденных метеоритов их намного меньше, чем железных. Чаще всего метеориты находят, когда они пробивают крыши домов или оранжерей, их попадания в людей чрезвычайно редки.
Большинство людей, в том числе и многие ученые, считают, что сильного материального ущерба и жертв в результате падения метеоритов не отмечалось. Тем не менее, согласно исследованию планетолога Д. Льюиса, падения метеоритов повлекли за собой тысячи смертей за время писаной истории человечества. Им проанализированы 123 зафиксированных случая смертей и ранений, а также повреждения зданий, вызванных падениями метеоритов за последние 200 лет.
Исторические хроники и летописи зафиксировали ряд случаев падения метеоритов, приведших к гибели и травмированию людей (таблица). Следует иметь в виду, что упомянутые в таблице события (особенно число погибших людей) тем более правдоподобны, чем ближе они к настоящему времени.
Самый крупный из наблюдавшихся при падении метеоритов упал 12 февраля 1947 г. на Дальнем Востоке в отрогах хребта Сихотэ-Алинь. Метеорит еще в воздухе распался и выпал в виде «дождя» на площади в 3 км2. Ученые нашли более 3500 его обломков. По составу метеорит оказался железным. Самая крупная его часть имела массу 1745 кг, а общая масса найденного материала составила 27 т.
Среди найденных метеоритов самый большой — Западная Гоба, обнаруженный в Юго-Западной Африке. Его масса 60 т. Он продолжает лежать на месте падения. Известно еще несколько метеоритов с массой более 10 т. Имеются сведения, что в африканской пустыне Адрар (Алжир) находится огромный метеорит, масса которого около 100 тыс. т, но его никогда не видели ученые, хотя образец, доставленный в Европу, показывает, что это, несомненно, железный метеорит.
30 июня 1908 г. космическое тело взорвалось на высоте около 8 км в безлюдной тайге у реки Подкаменная Тунгуска, притока Енисея. Энергия взрыва, по современным оценкам, превысила энергию взрыва 1000 атомных бомб, подобных той, что была сброшена на Хиросиму. Существует мнение, что метеорит был ядром кометы и состоял преимущественно из водяного льда. На расстоянии несколько десятков километров от эпицентра Тунгусского взрыва ударной волной были повалены деревья, причем все они лежали вершинами прочь от места взрыва.



Падения метеоритов, подобные Тунгусскому, происходили и прежде, например, около 800 лет назад на острове Южном (Новая Зеландия). Здесь выявлены следы взрыва и пожара, уничтожившего несколько десятков квадратных километров леса. Если подобное событие случится над крупным городом, то число жертв может достичь сотен тысяч, а материальный ущерб составит сотни миллиардов долларов. Поскольку численность населения Земли растет и все большие ее районы осваиваются, вероятность падения крупного метеорита в населенной области увеличивается.
Вход метеороида в атмосферу. Процесс входа метеороидов в атмосферу довольно хорошо изучен. Сначала эти тела вступают во взаимодействие с очень разреженной верхней атмосферой, где мелкие частицы размером до 100 мкм полностью сгорают. Более крупные достигают плотных слоев атмосферы. Перед летящим метеороидом образуется ударная волна, и атмосферные газы между ее фронтом и поверхностью небесного тела сильно сжимаются и нагреваются. Ударные волны от падающих на поверхность Земли с большой скоростью крупных метеороидов могут вызвать серьезные разрушения.
Метеориты, достигшие земной поверхности, редко представляют собой единое целое, что и неудивительно, так как аэродинамические напряжения превышают прочность метеороидов. Только самые прочные железные или каменные метеориты могут достичь поверхности Земли, имея высокую скорость и не будучи разрушенными аэродинамическими силами. Результатом их удара о Землю будет поле рассеяния кратеров. Начиная с некоторого размера метеороида, его фрагменты заполняют весь эллипс рассеяния обломков, и возникает только один кратер при почти одновременном ударе о поверхность множества обломков. На Земле такое происходит, когда масса метеороида превышает 100 т.
После того, как метеороид прошел через атмосферу и столкнулся с поверхностью, развиваются процессы, подобные тем, что наблюдаются при взрыве ядерной бомбы. Если скорость объекта достаточно велика (более 15 км/с), то происходит сильное испарение вещества и метеороида, и поверхностных слоев Земли. При расширении пара от точки удара формируется ударная волна. Над местом падения образуется классическое грибовидное облако, которое может захватывать пыль и обломки, поднимать их на большую высоту. Если сила удара превышает некоторый порог, султан горячего пара способен «прорвать» атмосферу Земли и выйти в космическое пространство.
Такой «прорыв» наблюдается, когда размер султана горячего пара существенно превосходит характерную высоту атмосферы (8.5 км при нормальных условиях). Предполагается, что с этим процессом связан выброс тектитов — стекловидных шариков затвердевшего расплава — за пределы земной атмосферы. Многие поля рассеяния тектитов простираются на тысячи километров, что трудно объяснить чем-либо иным, кроме продолжительного баллистического полета их за пределами земной атмосферы.
Численное моделирование показало, что для начала «прорыва» в атмосфере должна выделиться энергия, эквивалентная энергии взрыва 150 Мт тротила. Расчеты также свидетельствуют что такой «прорыв’’ возможен при образовании кратера диаметром более 20 км. Это соответствует падению астероида размером 0.5–1 км. Напомним, что мощность самого большого из известных наземного ядерного взрыва, проведенного в 1961 г. в Советском Союзе, составляла 60 Мт, или 2.5 • 1017 Дж энергии, выделившейся в атмосфере.
Характерная высота атмосферы. Попадание космических тел при их столкновении с Землей в океан, а не на сушу — более вероятное событие в силу большей площади поверхности океана на планете. При столкновениях с крупными телами (размером несколько километров и более), оказывающих глобальное воздействие на Землю, последствия их попадания на сушу и в океан близки по масштабам. Падение малых тел в океан должно приводить к меньшим последствиям, чем падение их на сушу. Удары тел промежуточных размеров (100 м и более) могут нанести больший ущерб, если они падают в океан, а не на сушу. Причиной тому — волны цунами, которые будут формироваться в океане. Распространяясь по поверхности воды со слабым затуханием, они обрушатся на побережье на значительном его протяжении.
Астроблемы и биотические кризисы. Согласно геологическим и астрономическим данным, Земля в течение сотен миллионов лет бомбардировалась достаточно интенсивным потоком космического вещества — астероидами, кометами и метеороидами. В настоящее время на ее поверхности известно свыше 230 больших ударных кратеров — их называют астроблемами («звездные раны»). Крупнейшие из них имеют диаметр до 200 км. Далеко не вся земная поверхность обследована, поэтому даже на суше могут быть открыты новые кратеры и астроблемы. Возраст определен всего лишь для 37 кратеров, диаметр которых больше 20 км.
Каждой геологической эре, периоду, эпохе соответствует свой тип биосферы. Смена видового состава на рубеже эр, периодов и эпох происходила в силу изменения природных условий на Земле. Но столкновения с крупными небесными телами также могли быть причиной изменений видового состава биоты.
На протяжении фанерозоя (возраст менее 570 млн. лет) происходили неоднократные массовые вымирания биоты — биотические кризисы — и оледенения значительной части земной поверхности, причем оледенения наступали в периоды не только холодного глобального климата, но и глобальных потеплений. Считается, что биотические кризисы вызываются как геологическими изменениями на Земле, так и ее столкновениями с астероидами или кометами.
За последние 250 млн. лет начало почти всех геологических периодов и эпох связано с одновременным появлением на Земле ударных кратеров диаметром более 20 км. Такой кратер образуется при падении астероида диаметром 1.5 км со скоростью около 20 км/с. Подобное столкновение ведет к гибели значительной части биоты. Падение даже в 10 раз меньшего небесного тела способно вызвать серьезные локальные и даже глобальные (через воздействие на климат) последствия, нанести значительный ущерб сельскому хозяйству во всем мире. Многие границы геологических периодов отмечены не одним, а несколькими столкновениями нашей планеты с крупными небесными телами, что наводит на мысль о «ливнях» космических ударов по Земле в эти временные интервалы, длительность которых 1–3 млн. лет. Следует также учитывать, что поверхность океанов, составляющая почти 70% земной поверхности, не сохранила следов ударов, поэтому число ударных воздействий на самом деле могло быть гораздо больше.
При падении на Землю метеоритов происходит не только образование кратера со всеми сопутствующими последствиями — землетрясения, разрушения взрывной ударной волной, изменения ландшафта, но и выброс вещества в атмосферу. Масса этих выбросов во много раз превышает массу упавшего тела. Если его размер достаточно велик, то могут создаться условия, когда выбросы вещества в атмосферу приобретут глобальный характер. Математический анализ выбросов в атмосферу и их последствий показал, что, когда превышается определенный порог, возможно глобальное изменение климата.
Заметим, что впервые подобные расчеты проводились для анализа последствий ядерной войны, и тогда эффект глобального изменения климата получил название «ядерная зима». Из анализа экспериментов, осуществляемых в ходе испытаний ядерного оружия, следует, что взрыв с эквивалентной энергией 105 — 106 Мт должен повлечь за собой образование такого большого количества пыли в атмосфере, что это вызовет понижение средней температуры на 10°С и более на значительной части суши. К аналогичным последствиям приводит и столкновение Земли с астероидами и кометами, если их размеры превышают 1–2 км, а скорости не менее 20 км/с.
Наиболее изучено массовое вымирание биоты на рубеже мезозоя-кайнозоя, то есть 65 млн. лет назад. Тогда погибло почти две трети всех видов живых организмов, населявших Землю, полностью вымерли динозавры. С этим же моментом в геологический истории Земли связан слой отложений, характеризующийся повышенной концентрацией элемента иридия.
Еще в середине 50-х годов была высказана гипотеза, согласно которой иридий был привнесен на Землю вспышкой сверхновой звезды в окрестностях Солнца. Жесткая радиация после вспышки сверхновой, достигнув Земли, могла привести к массовому вымиранию биоты. Лауреат Нобелевской премии по физике Л. Альварес с коллегами вычислил расстояние до сверхновой, взрыв которой мог быть причиной образования слоя иридия в отложениях рубежа мел-палеоген. Оказалось, что это расстояние должно было составлять всего 0.3 пс (1 пс = 30.86 х1012 км), что свидетельствовало бы об исключительности события.
Современные знания о феномене сверхновой не позволяют говорить о вспышке звезды на таком близком расстоянии от Солнца. А так как слоев с повышенным содержанием иридия несколько в земной истории, то сверхновые звезды явно не имеют к ним отношения. Поэтому Альварес отказался от гипотезы о сверхновых как источниках аномального содержания иридия и выдвинул другую гипотезу, связавшую и образование иридиевого слоя, и вымирание динозавров с одной общей причиной: падением на Землю крупного астероида или ядра кометы. Основанием для этого предположения послужил следующий факт: содержание иридия в метеоритах почти в 1000 раз больше, чем в земной коре.
При таком столкновении должен был образоваться кратер диаметром около 200 км. Физическое и климатическое воздействие подобного удара достаточно для объяснения полного вымирания наземных животных, масса тела которых больше 10 кг, и половины всех биологических видов живых существ. Вероятно; след этого события сохранился на полуострове Юкатан в Мексике — кратер Чиксулуб. Его диаметр 180 км, возраст 64.98 лет 0.04 млн. лет.
Малые тела в окрестностях Земли. Мы сделали попытку перевести непредсказуемые соударения малых тел с Землей из класса случайных явлений в класс теоретически прогнозируемых. С этой целью оценили распределение по массам или размерам всех типов малых тел Солнечной системы; способных столкнуться с нашей планетой. Для различных орбит были вычислены характерные времена существования объектов до их столкновения с Землей и средние скорости роста таких столкновений. График показывает, что удары с энергией от 1 до 10 Мт (в данный интервал попадает знаменитый Тунгусский метеорит) могут случаться несколько чаще, чем один раз в 100 лет. Удары с энергией порядка 106 Мт (они способны ввергнуть Землю в глобальную катастрофу типа «ядерной зимы») в среднем можно ожидать один раз в несколько сотен тысяч лет. А катастрофы, приводящие к смене геологических эпох и сопровождающей ее смене биоты (типа вымирания динозавров), происходят в среднем один раз в несколько десятков миллионов лет. Эти временные оценки дают представление о вероятности ожидаемых событий на большом интервале времени.
Известны два существенно различающихся типа небесных тел, соударяющихся с Землей — рыхлые кометообразные и каменные (или железно-каменные) астероидные. Если энергия соударения меньше 1 2 Мт, кометные тела взрываются в верхних слоях атмосферы, не долетая до земной поверхности. При таких энергиях опасность для Земли представляют только каменные и железно-каменные метеориты. Во время пролета сквозь атмосферу Земли они теряют значительную часть своей энергии и часто разрушаются на сравнительно небольшие фрагменты, как было в случае падения Сихотэ-Алиньского железного метеорита в 1947 г.
При энергии соударения 3–20 Мт основной вклад в общий поток «опасных» тел дают кометы. До земной поверхности они тоже не долетают, но их взрывы происходят в нижних слоях атмосферы, вызывая разрушительные последствия на Земле. Подобные тела часто входят в состав метеорных и болидных потоков, что приводит к неравномерному (но предсказуемому) их падению на поверхность Земли. Примером может служить, по мнению большинства, ученых, взрыв Тунгусского метеорита, имевшего непосредственное отношение к метеорному потоку в Таурид.
Когда энергия соударения превышает 20 Мт (вплоть до 106 Мт), оба компонента — астероидный и кометный — вносят примерно равный вклад в общий поток падающих на Землю тел. При более высоких энергиях соударения кометная составляющая начинает резко возрастать, поскольку нет крупных астероидов, орбиты которых пересекают земную. Среди представляющих опасность комет в случае, если энергия соударений относительно мала, преобладают короткопериодические, но чем выше энергия соударения, тем большую опасность несут долго периодические и так называемые новые кометы. При высоких энергиях соударений практически все опасные объекты — это ядра долгопериодических комет (в том числе угасших).
Вероятнее всего, что космогенпые катастрофы, ожидающие Землю в ближайшем будущем, по своим масштабам будут сходны с Тунгусским взрывом 1908 г. Поэтому необходимо углубленное изучение фундаментальных основ кометной космогонии и постановка соответствующих наблюдательных программ. Если в ходе астрономических наблюдений популяцию астероидов можно каталогизировать полностью, то популяции комет и крупных метеороидов не подлежат окончательной каталогизации, так как их численность непрерывно пополняется. Следует проводить также непосредственное контактное исследование комет, астероидов и других малых тел. Все это позволит непредсказуемые соударения малых тел с Землей сделать наблюдательно и теоретически предсказуемыми и предвычислимыми.
Можно ли предотвратить космическую катастрофу? Частота падения на Землю небесных тел большого размера сравнительно невелика. Но при каждом падении астероида разрушений и жертв может быть существенно больше, чем при других природных и техногенных катастрофах. Потенциальное количество жертв в такой катастрофе существенно зависит от размера небесного тела. Возможность погибнуть в результате его падения на Землю не столь уж мала: она близка к возможности погибнуть в авиакатастрофе и несколько ниже возможности стать жертвой убийцы. Но если человек в состоянии с помощью личных мер безопасности снизить риск гибели в авиакатастрофе и убийства (не летать на самолетах и не общаться с бандитами, криминальными бизнесменами, политиками), то перед астероидной опасностью он, как и все человечество, в настоящее время беззащитен.
Задача астрономов состоит прежде всего в том, чтобы выявить «опасный» астероид, а затем на основе достаточного количества наблюдений вычислить его точную орбиту. Для сравнительно крупных астероидов (не менее 1 км в диаметре) может быть составлен полный каталог всех потенциально опасных объектов. Вычисление орбит позволяет прогнозировать их движение на интервале, по крайней мере, в несколько десятилетий. Астероиды меньшего размера (несколько сотен метров в диаметре) видимы только в достаточно близких окрестностях Земли. При этом объект, который должен столкнуться с нашей планетой, может быть обнаружен за несколько недель (или даже дней) до своего падения.
Переходя к объектам декаметрового размера (именно таким был Тунгусский метеорит!), следует сказать, что время подлета их к Земле после обнаружения исчисляется десятками часов. Заметим, что долгопериодические кометы, ядра которых имеют размер в десятки километров, появляются во внутренних частях Солнечной системы внезапно. Так, в 1996 г. комета Хиакутаки была открыта всего за два месяца до ее прохождения вблизи Земли.
Систематические открытия астероидов, сближающихся с Землей, были начаты в конце 70-х годов в США на 46-сантиметровом телескопе Шмидта в обсерватории Маунт Паломар. В середине 80-х годов начал работать 91-сантиметровый телескоп «Спейсвотч» в обсерватории университета Аризоны. С середины 90-х годов в мире действует еще несколько телескопов, в том числе «Спейсвотч П.» с зеркалом диаметром 1.8 м и две камеры Шмидта, оснащенные большими составными ПЗС-матрицами, во Франции и Австралии. К сожалению, на территории России такие наблюдения не ведутся.
Все эти наблюдательные системы позволяют обнаруживать астероиды и кометы вблизи Земли, но, как правило, при их пролете по траектории, исключающей столкновение с нашей планетой. «Опасные» же траектории представляют дополнительные трудности как при наблюдении самих объектов, так и особенно при математическом описании их движения. В 1995 г. в России было доказано, что можно обнаруживать метеороиды метрового и декаметрового размера не только во время их пролета сквозь земную атмосферу, но и задолго до подлета к Земле. Специальные наблюдения таких объектов проводятся с 1995 г. сотрудниками Института астрономии РАН на 1-метровом телескопе в Крыму (Симеиз) и на 60-сантиметровом телескопе в Звенигороде (Московская область). Начато также создание методики определения орбит и прогноза движения этих объектов.
Если достигнута уверенность в том, что столкновение небесного тела с Землей, причем с катастрофическими последствиями, неизбежно, тотчас встает вопрос: можно ли предотвратить надвигающуюся катастрофу? Вряд ли сейчас мы в состоянии ответить на него достаточно категорически. Суть понятия «предотвратить» заключается в том, что после обнаружения объекта и получения уверенного прогноза о его столкновении с Землей необходимо или изменить его траекторию (орбиту) таким образом, чтобы он прошел мимо нашей планеты, или уничтожить (разрушить на мелкие фрагменты).
Астероид, способный вызвать на Земле глобальную катастрофу, должен иметь диаметр более 1 км, поэтому дать прогноз его движения и организовать систематическое слежение за ним можно за несколько лет или даже десятилетий до предполагаемой катастрофы. Для предотвращения столкновения такого тела с Землей достаточно изменить его скорость на несколько сантиметров в секунду (при скорости движения по орбите в десятки километров в секунду). В момент придания астероиду корректирующего импульса ни в коем случае нельзя допустить его дробления, так как крупнейшие осколки будут также представлять опасность при столкновении с Землей. Это означает, что коррекция орбиты астероида должна быть осуществлена после детального изучения свойств его поверхности и вещества.
Наши расчеты показали, что для астероида диаметром 1 км максимально допустимый корректирующий импульс составляет 13.7 см/с, что соответствует энергии воздействия зарядом порядка 1 кт при отклонении астероида ядерным взрывом. Такое воздействие должно быть совершено не позднее, чем за 1.6 года до прогнозируемого момента столкновения объекта с Землей. Отвести с «опасной» траектории астероид диаметром 1–2 км можно не только ядерным взрывом, но и с помощью других средств, например, путем концентрирования зеркалом солнечной энергии на поверхности астероида и создания тяги его испаряющимся веществом. Скорректировать движение малой планеты размером около 10 км можно, только осуществив ядерный взрыв вблизи ее поверхности, но таких объектов, как мы знаем, мало, их орбиты хорошо известны и не проходят вблизи земной.
Ядра комет на траекториях столкновения с Землей могут быть обнаружены лишь за несколько месяцев до удара о Землю. Вещество кометных ядер более рыхлое, чем астероидов. Поэтому корректирующий импульс, при котором ядро кометы не разрушится, но сойдет с «опасной» траектории движения к Земле, должен быть значительно меньше, чем в случае астероида. За считанные месяцы изменить траекторию ядра кометы взрывом на достаточную величину не удастся, а значит, остается единственная возможность: разрушение ядра на мелкие фрагменты, которые полностью сгорят в атмосфере Земли. По расчетам, добиться этого можно, если осуществить последовательный подрыв вблизи объекта нескольких мощных ядерных зарядов.
Астероиды, метеороиды и ядра комет меньшего размера (менее 300 — 500 м в диаметре), способные вызвать на Земле локальную катастрофу, как правило, удается обнаруживать только на подлете к Земле. Вопрос об их отклонении от «опасной» траектории полета даже не может ставиться — не хватит времени для упреждения. Однако эти объекты могут быть разбиты на мелкие осколки, не представляющие опасности при падении на Землю, с помощью модернизированных баллистических межконтинентальных ракет. В качестве альтернативы ядерной боеголовки рассматривается возможность разрушения небесного тела с помощью баллистического удара неядерной головной части ракеты, выполненной в виде разворачивающейся решетки.
Таким образом, человечество уже располагает технологиями для создания системы защиты и противодействия астероидно-кометно-метеороидной опасности. Эти технологии позволяют обнаруживать и исследовать объекты, представляющие опасность для Земли, а также отклонять их от «опасной» траектории движения к Земле или разрушать. Организацию системы защиты нашей планеты от опасных космических объектов можно считать закономерным этапом развития земной цивилизации.
Из статьи Т. М. Энеева, Р. З. Ахметшина, Г. Б. Ефимова «К вопросу об астероидной опасности»:
В статье рассмотрена концепция системы космических патрулей для выявления небесных тел, представляющих астероидную опасность для Земли. Система КА-патрулей позволяет за 5–6 лет провести каталогизацию небесных тел с диаметром d ≥ 100 метров, сближающихся с Землей. Известные программы наблюдения подобных тел с Земли предполагают каталогизировать к 2010 году 95% тел с d ≥ 1 км. Поэтому система космической каталогизации может быть следующим шагом по выявлению опасных тел. Концепция использует знания о происхождении большинства опасных тел и об их орбитах, основанные на исследовании эволюции этих орбит. Дается предварительный анализ «оптического барьера», создаваемого системой космических патрулей. Показано, что расстановка КА-патрулей на орбите Земли может быть выполнена с помощью КА с ЭРД проектируемого в рамках программы Фобос-Грунт.
Среди исследований посвященных вопросам астероидной опасности и безопасности можно выделить несколько направлений. Прежде всего, — наблюдения опасных тел, сближающихся с Землей, выявление их. В настоящее время имеется несколько национальных программ оптического наблюдения небесных тел, сближающихся с Землей. В течение ближайшего десятилетия с их помощью предполагается выявить большую часть таких тел, размерами около километра и более. Ряд исследований и проектов разрабатывают меры противодействия небесным пришельцам — изменения их орбит, разрушения на мелкие осколки, сгорающие в атмосфере и т.п. Рассматриваются способы и методы противодействия с применением различных способов, космической техники. Однако указанные программы наблюдения, выявления опасных небесных тел далеко не полны — особенно, по размерам этих тел, выявляемых с помощью оптических наблюдений с Земли. Ведь Тунгусский метеорит имел, по оценкам, размеры около 50–70 метров, в то время как оптические наблюдения с Земли позволяют выявлять тела с размерами порядка одного километра.
Для выявления опасных небесных тел размерами менее километра предлагается концепция создания «оптического барьера» на орбите Земли с помощью системы космических аппаратов-патрулей. Система КА-патрулей позволяет за 5–6 лет провести каталогизацию большого числа небесных тел с диаметром d і 100 метров, сближающихся с Землей. Прогресс техники наблюдения позволит, вероятно, в будущем в рамках той же системы довести размеры выявляемых опасных тел до нескольких десятков метров. Поэтому система космической каталогизации может быть следующим шагом по выявлению опасных тел после известных программ оптического наблюдения их с Земли. Концепция использует знания о происхождении большинства опасных тел и об их орбитах, основанные на исследовании эволюции этих орбит. Проводится предварительный анализ характеристик «оптического барьера» для некоторых распространенных типов орбит опасных тел. Даны оценки требований к космической технике для создания оптического барьера. Рассмотрены возможности базового КА с электроракетными двигателями (ЭРД), разрабатываемого в рамках проекта «Фобос-Грунт» для расстановки КА-патрулей на орбите Земли.
Концепция системы космических патрулей в связи с проблемой астероидной опасности. В разноплановой проблеме астероидной опасности выделим в первую очередь задачу обнаружения и каталогизации потенциально опасных астероидов, как предваряющую другие ее задачи, логически вытекающие из постановки проблемы. Действительно, например, задача активного противодействия опасным астероидам практически может быть эффективно решена, лишь когда будет более или менее ясна общая картина характера и типов астероидов, которые могут столкнуться с Землей. Ясно, что для противодействия столкновению с астероидами с размерами порядка ста метров и порядка километра должны быть разработаны разные средства.
Сосредоточим свое первоочередное внимание на задаче обнаружения и каталогизации опасных астероидов; возможно ли за обозримый промежуток времени (например, несколько лет) составить каталог опасных астероидов с размерами порядка ста метров и более? Каковы должны быть приемлемые в настоящее время адекватные технические средства?
Обратимся к возможным техническим средствам, которые потенциально пригодны для решения задачи каталогизации тел, пересекающих орбиту Земли. Построим псевдоцилиндрическую поверхность, содержащую орбиту Земли с осью направленной перпендикулярно ее плоскости. Очевидно, что астероиды группы Аполлона в ходе своего орбитального движения будут периодически пересекать эту поверхность. Если бы удалось контролировать эту поверхность, путем наблюдения вдоль нее с помощью оптических средств, то пересекающие ее астероиды за обозримый промежуток времени были бы зафиксированы. Такое наблюдение можно организовать с помощью системы космических аппаратов, размещенных на орбите Земли и оснащенных телескопами с хорошей разрешающей способностью. При этом, на каждом космическом аппарате (КА) достаточно иметь один или два телескопа, которые, вращаясь относительно оси, направленной на Солнце обозревали бы за определенный и относительно малый промежуток времени полосу на небесной сфере с шириной, соответствующей полю зрения телескопа.
При наличии на борту КА телескопа с разрешающей способностью в 22 звездных величины окажется возможным зафиксировать все астероиды размером от 100 метров и более, пересекающие окрестности орбиты Земли. Здесь, конечно, возникнут большие трудности, связанные с необходимостью неоднократной идентификации астероидов на фоне большого числа звезд. Однако, при наличии достаточно емкой оперативной памяти бортовой ЭВМ эти трудности окажутся вполне преодолимы.
Такова в общих, и, пока довольно грубых чертах, одна из возможных схем патрулирования окрестностей земной околосолнечной орбиты. Несомненно, что параметры этой схемы должны быть тщательно проанализированы и обсчитаны, прежде, чем будет сделано окончательное заключение о ее практичности и надежности.
Представляется, что в качестве базовой техники могут быть использованы уже существующие или находящиеся в стадии разработки те или иные ее образцы. Например, в качестве ракеты, выводящей патрульный КА на промежуточную околоземную орбиту, может быть использован носитель среднего класса типа «Союз». Дальнейший перевод на около солнечную земную орбиту патрульного КА может быть осуществлен с помощью аппарата, разрабатываемого в рамках проекта «Фобос-Грунт», снабженного электроракетными двигателями малой тяги (ЭРД) . Этот же аппарат может поддерживать функционирование патрульного КА на околосолнечной земной орбите. Подобный путь решения проблемы может оказаться экономически более целесообразным по сравнению с другими возможными вариантами.
Происхождение популяции небесных тел, сближающихся с Землей и характеристики их орбит. Для построения системы выявления малых небесных тел, сближающихся с Землей, важно иметь представление об их составе и параметрах их орбит. Подавляющее большинство этих тел составляют астероиды групп Амура, Аполлона и Атона и кометы группы Юпитера.
Происхождение семейства малых тел, попадающих в окрестность орбиты Земли, может быть прояснено благодаря модели образования Солнечной системы, разработанной в 70-х годах в ИПМ им. Келдыша. Согласно этой модели, формирование планет происходило не из твердых, а из газо-пылевых планетозималей, достаточно долго сохранявшихся в таком состоянии за счет конвекции и подогрева от распада короткоживущих изотопов, входивших в состав первоначального газо-пылевого облака. В дальней части Солнечной системы процесс образования планет мог не успеть завершиться ко времени истощения короткоживущих изотопов. Вместо планет в этой области мог образоваться занептунный пояс астероидов.
На основании указанной модели в 1980 году было высказано предположение о существовании объектов занептунного пояса. Тогда же на телескопе в Зеленчуке было получено изображение одного из таких объектов. Но из-за плохих условий наблюдения, и ограниченности его времени, это наблюдение не было уверенно подтверждено (второе изображение было на границе погрешности) и не было опубликовано. С тех пор число объектов занептунного пояса превысило несколько сот. Изменение их орбит за счет возмущения от планет гигантов приводило к их столкновениям, причем осколки их ядер порождали протоастероиды, а осколки ледяных оболочек стали прародителями комет. В процессе возмущения большими планетами часть этих тел постепенно перемещались внутрь орбиты Юпитера и превратились в кометы и астероиды, приближающиеся к Земле. Другая часть могла получить сильно вытянутые орбиты, вплоть до орбит ухода из пределов солнечной системы.
Идеи о миграционном происхождении близких к Земле малых тел высказывались еще в 60-е годы Андерсом и Эпиком. В те же годы Е.И. Казимирчак-Полонская дала объяснение механизма миграции комет из далеких областей за Нептуном на их современные орбиты. Планеты гиганты благодаря своему гравитационному полю изменяют первоначальные орбиты объектов трансуранового (или занептунного) пояса, делая их сильно эллиптическими. Пересекая орбиты планет гигантов (или приближаясь к ним), эти тела подвергаются очередному возмущению — либо с дальнейшей эволюцией орбиты во внутрь Солнечной системы, либо за ее пределы. Таким образом, они как бы передаются от одной большой планеты к другой и приходят в конце этого пути в область планет земной. Афелий их конечных орбит должен, как правило, находиться внутри орбиты Юпитера. В противном случае комета вступает в гравитационное взаимодействие с Юпитером (тем более что в районе афелия она находится значительное время). Процесс миграции малых тел с помощью планет-гигантов ярко демонстрируют недавно открытые многочисленные внешние спутники Юпитера, Сатурна и Урана, временно захваченные на спутниковые орбиты — с большим удалением от центрального тела, разнообразными по положению орбитами, прямыми и обратными движением по ним, как правило, неустойчивым.
Подобным образом происходит миграция и других типов тел, например астероидов групп Амура и Аполлона. Этим объясняются особенности их орбит — с перигелием в области планет земной группы и афелием внутри орбиты Юпитера — и относительная редкость малых тел с сильно вытянутыми орбитами, типа долгопериодических комет. На дальнейшую эволюцию орбит астероидов этих групп влияют и планеты земной группы. Эволюция малых тел из пределов пояса Эджвуда-Койпера в настоящее время активно изучается многими авторами.
Исследования показывают, что уход отдельных тел из окрестности орбиты Земли восполняется приходом новых тел, однако, обновление состава околоземных тел — медленный процесс. Время существования малого тела на орбите, сближающейся с орбитой Земли, оценивается в 10–100 млн. лет. Поэтому состав популяции объектов с орбитами, пересекающимися с орбитой Земли, можно считать постоянным на интересующем нас промежутке времени порядка ста лет. Общее число тел с диаметром более 100 м оценивается в настоящее время в 70–160 тысяч, а астероидов с размерами около 1 км и более — примерно в 1.5 тысячи.
В настоящее время проводится наблюдение приближающихся к орбите Земли метеоритов, астероидов и комет оптическими средствами с Земли. На такое наблюдение нацелен ряд американских и международных программ: программы Spaceguard (Космическая стража), PCAS (специально для наблюдения астероидов, сближающихся с Землей), а также ряд других американских программ, англо-австралийская AANEAS и франко-германская ODAS программы. Эти программы ставят своей задачей обнаружить к 2010 году 95% опасных астероидов диаметром более километра и часть более мелких. Программы эти успешно работают, находят в среднем по 5 астероидов в месяц. Уже найдено около 500 астероидов, сближающихся с Землей. Однако все эти программы не выявляют все АСЗ, даже диаметром і 1 км, в то время как катастрофические последствия могут быть результатом падения тела с диаметром 100 м и даже существенно меньшего.
Предлагаемая в настоящей работе схема оптического барьера снижает размер фиксируемых объектов (с 1 км до ~100 м), и тем самым, дает возможность обнаруживать большие числа АСЗ. Если программы наземных наблюдений считать первым этапом каталогизации АСЗ, то проект создания системы космических патрулей по схеме оптического барьера может явиться вторым этапом каталогизации АСЗ. Знания, полученные на наземном этапе каталогизации опасных объектов, послужили бы для отладки работы космической системы на втором этапе каталогизации.

Библиография


Авдуевский В. С., Аким Э. Л., Кремнев Р. С., Куликов С. Д., Маров М. Я., Пичхадзе К. М., Попов Г. А., Энеев Т. М. Космический проект «Фобос-Грунт»: основные характеристики и стратегия развития // Космонавтика и ракетостроение. 2000. Т.19
Алексеев А. С., Ведерников Ю. А., Лаврентьев М. М. Обзор проектов систем противодействия столкновениям астероидов с Землей // Большая Медведица. 2002. № 1
Астероидно-кометная опасность / Под ред. А. Г. Сокольского. СПб., 1996
Угроза с неба: рок или случайность? / Под ред. А. А. Боярчука. М., 1999
Ивашкин В. В., Зайцев А. В. Анализ возможности изменения орбиты сближающегося с Землей астероида ударным воздействием космического аппарата // Космические исследования. 1999. Т. 31. № 4
Микиша А. М., Смирнов М. А. Земные катастрофы, вызванные падением небесных тел // Вестник РАН. 1999. Т. 69. № 4;
Большая Медведица. 2002. № 1
Черных Н. С. Возможности обнаружения АСЗ средствами наземной астрономии // Большая Медведица. 2002. № 1
Энеев T. M. О возможной структуре внешних (занептунных) областей Солнечной системы // Письма в Астрон. журнал. 1980. Т. 6. № 5
Энеев T. M., Koзлов Н. Н. Модель аккумуляционного процесса формирования планетных систем // Астрон. вестник. 1981. Т. 15.
№ 2–3 Энеев Т. М. К вопросу об астероидной опасности / Материалы заседания Рабочей группы РАН «Риск и безопасность». М., 2000; Компьютерные инструменты в образовании. 2003. № 3
Eneev T., Akhmetshin R., Efimov G., Zaslavsky G. Space Patrol System / 17-th Int.
Symposium «Space Flight Dynamics». Moscow, 2003. 16–20 of June
Ipatov S. I. Migration of trans-Neptunian objects to the Earth // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 1999. V.73. № 1–4 Тема № 297(85)

  • ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ РАЗДЕЛА:
  • РЕДАКЦИЯ РЕКОМЕНДУЕТ:
  • ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ:
    Имя
    Сообщение
    Введите текст с картинки:

Интеллект-видео. 2010.
RSS
X