Астеродная опасность: удар с неба

 (174x178, 11Kb)Астероиды c момента их открытия в 1801 году вызывали у землян интерес и тревогу. Малые планеты, или планетоиды, как называют астероиды ученые, являются самыми распространенными небесными телами в Солнечной системе -- предполагается, что их более 2 млн. Размеры астероидов колеблются от десятков до нескольких тысяч метров. Большая часть астероидов находится в так называемом Поясе астероидов, между Марсом и Юпитером. Изучение астероидов важно для понимания механизмов образования Солнечной системы. Исследования планетоидов стали жизненно необходимо после того, как ученые обнаружили на Земле следы столкновений нашей планеты с объектами, размерами похожими на астероиды. Причем, по мнению исследователей, такого рода удары приводили к катастрофическим последствиям. Для того чтобы в будущем попытаться избежать такого рода катаклизмов, в разных странах осуществляются специальные программы контроля орбит опасных для Земли объектов. Помимо этого разрабатываются способы воздействия на эти объекты в случае угрозы столкновения. Недавно эти проблемы обсуждались в Санкт-Петербурге, где закончилась научная конференция «Астероидно-кометная опасность-2009».

"Это абсолютно реальная угроза! -- сказал радиостанции «Голос России» директор Института прикладной астрономии РАН, член-корреспондент РАН Андрей Финкельштейн. -- Но она не должна восприниматься прямолинейно, что это произойдет завтра. Если говорить стратегически, то абсолютно со стопроцентной гарантией можно сказать, что когда-нибудь Земля столкнется с довольно крупным астероидом. А что такое крупный астероид? Астероид крупнее, чем в 100 метров, -- это региональная катастрофа; астероид крупнее, чем в несколько километров, -- это планетарная катастрофа. Ну а если человечество предполагает жить долго и успешно, то оно должно на эту тему размышлять".

Разноцветная опасность

Каждый год, по подсчетам астрономов, в атмосферу нашей планеты залетают и взрываются около 30 объектов диаметром до нескольких метров. По Солнечной системе перемещается примерно 100 млн таких объектов, и большая часть из них пересекает орбиту Земли. Около 2 млн объектов диаметром не меньше 50 метров считаются уже астероидами, и разрушения они могут причинить колоссальные.

С 1999 года ученые наблюдают почти за 4 тыс. опасных небесных тел диаметром более 140 м, которые находятся на околоземной орбите и способны столкнуться с нашей планетой.

В мире степень астероидной опасности измеряется по Туринской шкале. Она имеет десять уровней и четыре цветовые группы. Первый уровень опасности, которому присвоен зеленый цвет, предполагает, что вероятность столкновения с объектом крайне низкая, но необходимы тщательные наблюдения за ним. Этот уровень относится к подавляющему большинству небесных тел. Второй, третий и четвертый уровень имеет желтый цвет; с пятого по седьмой -- оранжевый, а восьмой--десятый -- красный, самый опасный.

Раз в 500 лет

Последним небесным телом, изрядно напугавшим землян, был астероид 2008 TC3. Этот объект размером с легковую машину в октябре прошлого года взорвался в небе над Суданом. Ученые обнаружили этот астероид всего лишь за 20 часов до столкновения, когда он находился на расстоянии 500 тыс. км от Земли.

К счастью, 2008 TC3 оказался слишком «мал», чтобы причинить серьезные разрушения на земле. Однако астрономы так же «слепы» по отношению к более опасным и большим астероидам.

Столкновения с астероидами не так уж и редки, как многие думают. В июне 1908 года один из таких космических «путешественников» взорвался над сибирской рекой Тунгуской. В результате взрыва, по мощности равного взрыву десятимегатонной водородной бомбы, десятки квадратных километров тайги превратились в безжизненную пустыню.

Что-то похожее на взрыв над Тунгуской, хотя и меньшей силы, произошло скорее всего в конце сороковых годов прошлого века в небе над Казахстаном.

Вероятность столкновения с Землей тела, подобного тому, что упало в районе Тунгуски, довольно велико. Такого рода встречи происходят приблизительно раз в 500 лет. Но вероятность того, что такого рода объект упадет на населенный пункт, небольшая, учитывая то, что две трети нашей планеты покрыты океаном.

Исследование NASA, проведенное в 2003 году, принесло несколько любопытных результатов: только после каждого четвертого столкновения, похожего на тунгусское, могут быть человеческие жертвы; и лишь у одного из 17 тыс. схожих столкновений количество жертв может превысить 10 тыс. человек, что вполне сопоставимо с сильными землетрясениями и цунами.

Учебный астероид

На первый взгляд, это была безобидная точка, плавно плывущая по ночному небу. Точку засек телескоп, который в автоматическом режиме наблюдал за звездами. Параметры движения объекта были переданы на обработку, и компьютер выдал результаты: неизвестный астероид около 50 метров в диаметре, его орбита пересекается с орбитой Земли. После этого была объявлена тревога, и ученые стали срочно вычислять вероятность столкновения этого астероида с нашей планетой.

Это не сюжет голливудского фильма-катастрофы. Такое вполне может произойти в реальной жизни. По крайней мере командование ВВС США сочло подобный сценарий настолько реальным, что в декабре прошлого года впервые собрало ученых, военных и сотрудников из министерства чрезвычайных ситуаций, чтобы проверить их готовность к таким ситуациям.

Участников учений попросили рассказать, как бы их организации реагировали на сообщение о том, что гипотетический астероид через три дня столкнется с Землей. Астероид состоял из двух частей: 270-метровый хвост из камней и космической грязи должен был упасть в Атлантический океан у западного побережья Африки, а 50-метровая скала направлялась, как в голливудском триллере, прямиком к Вашингтону.

Итоги учений оказались малоутешительными. Во-первых, выяснилось, что плана действий на случай столкновения с астероидом ни у кого нет. Во-вторых, система раннего обнаружения опасных астероидов и предупреждения, которая по идее должна помочь людям спастись, совершенно не соответствует поставленным перед ней задачам.

На необычных учениях в Америке ученые объяснили командованию ВВС, что обнаружение опасного астероида всего за три дня до столкновения делает шансы избежать его практически равными нулю. Даже астероид размером меньше 50 метров весит сотни тысяч тонн. При его падении может быть уничтожен средний по размерам городок. Для того чтобы существенно изменить траекторию движения такого небесного тела, необходимо очень большое усилие. Ввиду близости к Земле такой астероид не остановил бы даже взрыв ядерного устройства. «Работать» с астероидами-убийцами, уверены астрономы, нужно начинать не за считанные дни до столкновения, а за годы.

Да и с целесообразностью взрыва астероида не все ясно. Не исключено, что самые крупные осколки упадут на Землю и все равно причинят серьезные разрушения. Из мелочи же может получиться каменная шрапнель, которая выведет из строя спутники, находящиеся на орбите Земли.

Сценарии катастрофы

Избежать столкновения за несколько суток невозможно. Значит, нужно к нему готовиться.

Обнаружить мчащееся к Земле небесное тело все же очень важно, потому что это поможет точно рассчитать время и место столкновения. В случае с астероидом 2008 TC3 ученые уже через несколько часов после его обнаружения закончили вычисления и заявили, что он войдет в плотные слои земной атмосферы над пустынными районами на севере Судана. Предсказанное астрономами время взрыва совпало с реальным с точностью до минуты.

Не менее важно в случае обнаружения астероида, который врежется в Землю в густонаселенном районе, немедленно взять ситуацию под контроль, потому что паника и недостаток координации совместных действий разных служб приведут к хаосу на дорогах и сорвут эвакуацию.

Для предотвращения паники же необходим детально разработанный план эвакуации. Необходимо также как можно быстрее после обнаружения астероида оповестить об угрозе население. Выжить же не только в эпицентре столкновения, но и в десятках километров от него вряд ли удастся. Людей погубит взрывная волна и высокая температура взрыва. Но этот сценарий для небольших астероидов -- размером до нескольких десятков метров.

Совсем другой масштаб катастрофы будет, если Земля встретится с астероидом размером, например, в 3 км. По расчетам специалистов, в результате столкновения с мини-планетой может быть стерта с лица земли такая страна, как, скажем, Мексика или Индия, и убито до миллиарда людей.

Гигантской силы удар разбудит спящие многие тысячи лет вулканы, на Земле полностью изменится климат. В первые же минуты после взрыва погибнут десятки миллионов человек. Тучи пыли и обломков закроют Солнце, на Земле наступит зима.

Не лучше будут обстоять дела в случае падения астероида в океан -- гигантские цунами в десятки или даже сотни метров высотой пронесутся по всем континентам, разрушая все на своем пути. Облака пара поднимутся в атмосферу, и климат тоже изменится.

Еще один малоприятный сценарий -- возникновения из-за астероида... вооруженного конфликта, причем, не исключено, даже с применением ядерного оружия.

При взрыве небольшого астероида в небе над какой-нибудь горячей точкой, скажем на Ближнем Востоке или в его окрестностях, нельзя исключать возможности того, что его могут ошибочно принять за ядерную атаку противника.

Именно поэтому после обнаружения 2008 TC3 NASA не только тут же сообщило информацию прессе, но и срочно предупредило государственный департамент США, Пентагон и Белый Дом о потенциальной опасности. Если бы астероид взорвался где-нибудь в Тихом океане, а не поблизости от вечно «горячего» Ближнего Востока, то никто такой бы тревоги не поднимал.

Поисковая операция

Ученые заметили астероид 2008 ТС3 менее чем за сутки до столкновения с Землей, когда что-либо делать было уже поздно. Однако астрономы считают, что нам еще повезло, что его обнаружили вообще до столкновения.

Дело в том, что искать астероиды -- дело непростое. Вероятность того, что удастся засечь 30-метровый небесный объект, при существующей системе наблюдений составляет не больше 25--35%. Солнце освещает половину неба дневным светом и ослепляет телескопы и астрономов днем. Даже свет Луны может помочь нежеланным гостям спрятаться.

США серьезно озабочены поиском опасных астероидов. Через год, к октябрю 2010 года, намечено обнародовать специальную программу поиска околоземных космических объектов. Сегодня же большая часть существующих программ обзора неба и поисков астероидов реализуется в Аризоне. В рамках одной из них Catalina Sky Survey, кстати, и обнаружили объект 2008 TC3. К сожалению, место для телескопов выбрано не очень удачное, потому что с июля по сентябрь небо над Аризоной часто затягивают тучи и облака.

«Если бы 2008 TC3 подлетел к нам в июле, -- уверен Тимоти Спар, -- никто бы его не заметил».

Самый простой способ увеличить шансы раннего обнаружения астероидов -- направить на небо больше телескопов. До последнего времени поисками астероидов занималось в основном NASA. Есть еще две программы по поиску астероидов в Италии: в ADAS, находящейся на севере Италии, в местечке Азиаго (провинция Винченца), кроме итальянских ученых, принимают участие и немецкие астрономы; и CINEOS, телескопы которой находятся рядом с вершиной горы Гран-Сассо.

Скоро на помощь американским и итальянским астрономам придет Европейское космическое агентство (ЕКА). Оно рассчитывает использовать для поиска астероидов телескопы Европейской южной обсерватории в Чили.

На Гавайях должен начать работу телескоп панорамного обзора (PST) и Система быстрого реагирования (Pan-STARRS), которые будут состоять из четырех телескопов с зеркалами диаметром 1,8 м (первый телескоп, кстати, уже действует).

В планах построить к 2015 году в Чили Большой телескоп глобального обзора (LSST) с диаметром зеркала 8,4 м.

Все эти телескопы повысят шансы раннего обнаружения опасных астероидов и увеличат время предупреждения более чем на месяц.

Россия тоже старается участвовать в общемировом процессе. По словам директора Института прикладной астрономии РАН, члена-корреспондента РАН Андрея Финкельштейна, у нас в стране также ведутся наблюдения за космическими опасными объектами. Для этого используются радиотехническая сеть «Квазар» и телескопы. Планируется строительство мощного радара на Дальнем Востоке, который будет отслеживать все опасно сближающиеся с Землей кометы и астероиды.

Но как бы ни совершенствовались оптические телескопы на Земле, все они, к сожалению, бесполезны днем или в светлую лунную ночь.

Этого и ряда других недостатков будет лишен орбитальный Широкоугольный инфракрасный исследовательский телескоп (WISE), на который ученые возлагают большие надежды. Он будет сканировать небо в инфракрасном диапазоне волн и создаст самый полный каталог темных и тусклых небесных тел: огромных облаков пыли, коричневых карликов и астероидов.

После вывода на орбиту в декабре этого года WISE приступит к сбору информации для составления карты неба. Он будет отправлять данные на Землю четыре раза в день.

Оптические телескопы являются телескопами видимого света. Они ищут астероиды с высокими отражающими поверхностями, а более темные пропускают.

На инфракрасной карте неба, составленной при помощи собранных WISE данных, будут нанесены и темные астероиды. Ученые надеются, что новый телескоп поможет найти до 200 тыс. новых, ранее неизвестных астероидов, и определить их размеры. Кроме этого, он позволит ответить на вопросы об образовании звезд, структуре и развитии галактик, включая и наш Млечный Путь.

Сдвинуть с орбиты

После обнаружения астероида, который может столкнуться с Землей, самое время решать, как избежать столкновения.

Способов отвести угрозу немного. Их можно сосчитать на пальцах одной руки. Подрыв астероидов-убийц ядерными устройствами и обстрел ракетами с ядерными боеголовками -- первое, что приходит в голову. Но это не очень эффективно. Сейчас ученые предлагают способы хоть и дороже, но практичнее и умнее.

В их основе открытие, которое сделал инженер Иван Ярковский в начале прошлого века, пытаясь разобраться, почему космические объекты отклоняются от орбиты.

Оказалось, что солнечный ветер толкает небесные тела в одном направлении, а отраженная ими в виде тепла энергия -- в противоположном. Эти силы ничтожно малы, но за многие годы они способны заставить небесные тела, и астероиды в частности, значительно отклониться от прежней траектории движения.

Исходя из этого, ученым пришла в голову идея... красить астероиды, чтобы они отражали больше или меньше солнечной энергии. Чем больше времени до столкновения, тем больше вероятность избежать катастрофы.

Еще одна идея -- гравитационный тягач, тяжелый космический корабль, который, зависнув над астероидом, постепенно сможет изменить его траекторию. Расчеты показывают, что для изменения направления движения астероида диаметром 200 м, достаточно, чтобы космический корабль весом 20 т висел в 50 м над его поверхностью один год.

Другое предложение -- сфокусировать на астероиде при помощи зеркал с космических кораблей солнечный свет. Астероид необходимо разогреть до такой температуры, чтобы он начал испаряться. Выделяемые при этом газы, словно выхлопные газы от ракетного двигателя, изменят его орбиту, и столкновения не произойдет.

Источник: тут