Астероїди загрожують землі, наука і життя
Астероїди загрожують Землі
Член-кореспондент української академії наук А. ФІНКЕЛЬШТЕЙН, Інститут прикладної астрономії РАН (Санкт-Петербург).
Наскільки великий ризик зіткнення Землі з астероїдом в найближчі десятиліття і до яких наслідків таке зіткнення може привести?
Уже два роки на сайті журналу "Наука і життя" www.nkj.ru працює розділ "Інтернет-інтерв'ю". На питання Новомосковсктелей і відвідувачів сайту відповідають фахівці в галузі науки, техніки, освіти. Деякі інтерв'ю ми публікуємо на сторінках журналу. Пропонуємо увазі Новомосковсктелей статтю, підготовлену на основі Інтернет-інтерв'ю з Андрієм Михайловичем Фінкельштейном, директором Інституту прикладної астрономії РАН. Йдеться про астероїди, спостереженнях за ними і про можливу загрозу, яку несуть малі космічні об'єкти Сонячної системи. За чотирьохмільярдний історію існування наша планета не раз піддавалася ударам великих метеоритів і астероїдів. З падінням космічних тіл пов'язують відбувалися в минулому глобальні зміни клімату і вимирання багатьох тисяч видів живих істот, зокрема динозаврів.
Астероїд Іда має подовжену форму, приблизно 55 км в довжину і 22 км в ширину. У цього астероїда є маленький супутник Дактиль (на фото: світла точка праворуч) близько 1,5 км в поперечнику. фото NASA
"Звездоподобние"
Понад 98% малих планет рухаються зі швидкістю 20 км / c в так званому головному поясі між Марсом і Юпітером, що представляє собою тор, на відстанях від 300 до 500 млн км від Сонця. Найбільшими малими планетами головного пояса крім уже згаданої Церери є Паллада - 570 км, Веста - 530 км, Гигея - 470 км, Давида - 326 км, Інтерамна - 317 км і Європа - 302 км. Маса всіх астероїдів, разом узятих, становить 0,04% маси Землі, або 3% маси Місяця. Зазначу, що на відміну від великих планет орбіти астероїдів відхиляються від площини екліптики. Наприклад, астероїд Паллада має нахил близько 35 град.
АСЗ - астероїди, які зближуються із Землею
У 1898 році була виявлена мала планета Ерос, що обертається навколо Сонця на відстані, меншій, ніж Марс. Вона може підходити до орбіти Землі на відстань близько 0,14 а.о. (А.о. - астрономічна одиниця, рівна 149,6 млн км - середній відстані від Землі до Сонця), ближче, ніж всі відомі на той час малі планети. Такі тіла стали називати астероїдами, що зближуються із Землею (АСЗ). Деякі з них, ті, що наближаються до орбіти Землі, але не входять в глиб орбіти, складають так звану групу Амура, на ім'я їх найбільш типового представника. Інші проникають в глиб орбіти Землі і складають групу Аполлона. Нарешті, астероїди групи Атона обертаються всередині орбіти Землі, рідко виходячи за її межі. До групи Аполлона входять 66% АСЗ, і вони найбільш небезпечні для Землі. Найбільші астероїди в цій групі - Ганімед (41 км), Ерос (20 км), Бетулія, Івар і Сізіф (по 8 км).
Про зіткненнях
Для розуміння сенсу прогнозів зіткнень і наслідків таких зіткнень необхідно мати на увазі, що зустріч Землі з астероїдом - дуже рідкісне явище. Згідно з оцінками, зіткнення Землі з астероїдами розміром 1 м відбувається щорічно, розміром 10 м - раз в сто років, 50-100 м - один раз в період від кількох сотень до тисяч років і 5-10 км - раз в 20-200 млн років . При цьому реальну небезпеку становлять астероїди, що перевищують кілька сотень метрів в поперечнику, оскільки вони практично не руйнуються при проході крізь атмосферу. Зараз на Землі відомо кілька сотень кратерів (ас-троблем - "зіркових ран") діаметрами від десятків метрів до сотень кілометрів і віком від десятків до 2 млрд років. Найбільшими з відомих є кратер в Канаді діаметром 200 км, що утворився 1,85 млрд років тому, кратер Чиксулуб в Мексиці діаметром 180 км, що утворився 65 млн років тому, і Попигайського улоговина діаметром 100 км на північ від Среднесибирского плоскогір'я вУкаіни, що утворилася 35,5 млн років назад. Всі ці кратери виникли в результаті падіння астероїдів діаметрами порядку 5-10 км із середньою швидкістю 25 км / с. З відносно молодих кратерів найбільш відомий кратер Беррінджер в штаті Арізона (США) діаметром 2 км і глибиною 170 м, що виник 20-50 тис. Років тому в результаті падіння астероїда діаметром 260 м зі швидкістю 20 км / с.
Середня ймовірність загибелі людини внаслідок зіткнення Землі з астероїдом або кометою порівнянна з імовірністю загибелі в авіакатастрофі і має порядок (4-5). 10 -3%. Ця величина розраховується як добуток імовірності події на передбачуване число жертв. А в разі падіння астероїда число жертв може бути в мільйон разів більше, ніж при авіаційній катастрофі.
Енергія, яка виділяється при ударі астероїда діаметром 300 м, має тротиловий еквівалент 3000 мегатонн, або 200 тис. Атомних бомб, подібних до тієї, що скинута на Хіросіму. При зіткненні з астероїдом діаметром 1 км виділяється енергія з тротиловим еквівалентом 106 мегатонн, при цьому викид речовини на три порядки перевищує масу астероїда. З цієї причини зіткнення із Землею великого астероїда призведе до катастрофи глобального масштабу, наслідки якої будуть посилені руйнуваннями штучної технічного середовища.
За оцінками, серед астероїдів, що зближуються із Землею, не менше тисячі мають діаметр більше 1 км (до теперішнього часу близько половини з них вже відкрито). Число астероїдів розміром від сотень метрів до кілометра перевищує десятки тисяч.
драма Апофіса
недремне око
В даний час найбільш масштабні дослідження АСЗ проводяться в США. Там організована служба, підтримувана Національним агентством з дослідження космічного простору (NASA) і Міністерством оборони США. Спостереження за астероїдами йде по декількох програмах:
- програма LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research), що здійснюється Лабораторією Лінкольна в Соккоро (Нью-Мексико) в кооперації з ВВС США на базі двох 1-метрових оптичних телескопів;
- програма NEAT (Near Earth Asteroid Tracking), що проводиться Лабораторією реактивного руху на 1-метровому телескопі на Гаваях і на 1,2-метровому телескопі обсерваторії Маунт-Паломар (Каліфорнія);
- проект Spacewatch, в якому задіяні дзеркальні телескопи діаметрами 0,9 і 1,8 м обсерваторії Кітт-Пік (Арізона);
- програма LONEOS (Lowell Observatory Near-Earth Object Search) на 0,6-метровому телескопі Ловеллской обсерваторії;
- програма СSS, здійснювана на 0,7-метровому і 1,5-метровому телескопах в Арізоні. Одночасно з цими програмами ведуться радіолокаційні спостереження за більш ніж 100
астероїдами, що зближуються із Землею, на радарах в обсерваторіях Аресібо (Пуерто-Ріко) і Голд-стоун (Каліфорнія). По суті, США в даний час грають роль загальземного форпосту по виявленню АСЗ і стеженню за ними.
ЦНДІМаш і НВО ім. С. А. Лавочкіна запропонували проекти створення космічних систем моніторингу АСЗ. Всі вони припускають запуск космічних апаратів, оснащених оптичними телескопами із дзеркалами діаметром до 2 м, на різні орбіти - від геостаціонарних до розташованих на відстанях в десятки мільйонів кілометрів від Землі. Однак якщо ці проекти і будуть реалізовані, то тільки в рамках найбільшої міжнародної космічної кооперації.
Але ось небезпечний об'єкт виявлений, що ж робити? В даний час теоретично розглядаються кілька методів боротьби з АСЗ:
- відхилення астероїда шляхом ударного впливу на нього спеціальним космічним апаратом;
- зведення астероїда з початкової орбіти за допомогою космічного тральщика або сонячним вітрилом;
- установка малого астероїда на траєкторії великого астероїда, зближається із Землею;
- руйнування астероїда ядерним вибухом.
Всі ці методи поки ще дуже далекі від реальної інженерної проробки і теоретично є засоби боротьби з об'єктами різних розмірів, що знаходяться на різних відстанях від Землі і з різними прогнозованими датами зіткнення із Землею. Для того щоб вони стали реальними засобами боротьби з АСЗ, необхідне рішення безлічі найскладніших наукових і інженерних задач, а також узгодження ряду тонких юридичних питань, що стосуються, перш за все, можливості та умов використання ядерної зброї в далекому космосі.