Опасность со стороны соседей
Известна лишь малая часть малых астероидов, сближающихся с Землей, и попадание в них будет иметь разрушительные последствия. Исследователи ЕКА сейчас планируют программу мониторинга.
6 октября 2008 года американский астроном Ричард Ковальски во время наблюдения наткнулся на неизвестный быстро движущийся объект, летевший по курсу столкновения с Землей. Быстрые измерения и расчеты показали, что небесное тело упадет на Судан всего через 20 часов. Это был первый случай, когда было правильно предсказано падение астероида на Землю. К счастью, осколок был совсем небольшим, метра три-четыре, он разбился еще в воздухе, разбросав сотни осколков по малонаселенной местности.
Космический град камней не причинил никакого вреда - но не всегда это так просто. В 1908 году над лесистыми равнинами у реки Подкаменная Тунгуска в Сибири произошел мощный взрыв. Гром был слышен за сотни километров, а сейсмические толчки были зарегистрированы по всему миру. На площади более 2000 квадратных километров деревья трещали как спички, а прямо под местом взрыва бушевал лесной пожар. Даже если до сих пор до конца не ясно, что спровоцировало массовую детонацию, ученые считают наиболее правдоподобным объяснением падение астероида размером около 50 метров. Если такой Тунгусский астероид упадет на крупный город, результатом будет катастрофа невообразимых масштабов.
Такие удары не редкость: объекты размером от пяти до десяти метров и силой взрыва, сравнимой с бомбой в Хиросиме, ударяются о землю примерно раз в год. К счастью, эти куски взрываются в верхних слоях атмосферы и поэтому не причиняют никакого вреда земле. Однако каждые 2000-3000 лет происходит катастрофа, сравнимая с Тунгусским событием. Потому что вселенная вокруг земли не пуста. Большинство астероидов вращаются между Марсом и Юпитером. Но близкие встречи, столкновения и гравитационное влияние Юпитера приводят к тому, что астероиды неоднократно выбрасываются внутрь Солнечной системы.
Выслеживаются только крупные
Объекты, сближающиеся с Землей - сокращенно ОСЗ - так исследователи неба называют все те тела, которые приближаются к орбите Земли. Строгое научное определение таково: ближайшая к солнцу точка на его орбите может быть удалена от нашей центральной звезды максимум на 1,3 астрономических единицы - среднее расстояние между землей и солнцем. С помощью многочисленных проектов наблюдения астрономы всего мира пытаются выследить ОСЗ и определить их орбиты, чтобы иметь как можно более длительное время предупреждения в случае неизбежных столкновений с Землей.
За поиски отвечает американское космическое агентство НАСА, получившее от Конгресса США заказ на регистрацию всех ОСЗ размером более одного километра. Удар такого астероида будет иметь глобальные последствия. Исследователи НАСА подсчитали, что к настоящему времени они захватили 90 процентов крупных ОСЗ, всего около 900..
«С объектами размером с Тунгуску дела обстоят гораздо хуже», - объясняет Детлеф Кошный, возглавляющий программу Европейского космического агентства (ЕКА) по ОСЗ. «По нашим оценкам, мы знаем только об одном проценте всех тел размером более 50 метров - их, вероятно, миллионы». Чтобы закрыть этот серьезный пробел, ЕКА инициировало программу, дополняющую поиск НАСА: «Мы хотим обнаружить все объекты крупнее Тунгусского астероида как минимум за три недели до того, как они встретятся с Землей. Это означает трехнедельное предупреждение о катастрофе, которая может опустошить большой город.
"По нашим оценкам, мы знаем только один процент всех тел, размер которых превышает 50 метров" (Детлеф Кошный)
Эта программа все еще находится на стадии планирования. Необходим ряд телескопов, размещенных по всему земному шару, с диаметром зеркала в один метр и большим полем зрения - примерно в 200 раз превышающим площадь, покрываемую полной луной. «С четырьмя такими телескопами вы можете сканировать все ночное небо один раз за ночь», - говорит Кошный. Исследователь надеется, что обсуждаемый в настоящее время бюджет ЕКА, по крайней мере, позволит построить первый телескоп в течение следующих четырех лет.
Поиск движущегося места
Телескопы таких проектов мониторинга с их электронными детекторами автоматически регистрируют каждую область неба не менее трех раз с интервалом в несколько минут. Большинство объектов на этих изображениях - звезды и галактики - и они находятся в одном и том же месте на всех изображениях. Однако астероиды на этом звездном фоне движутся быстро, поэтому от кадра к кадру они находятся в разных местах. По смещению астрономы могут сразу рассчитать предварительную орбиту. Это позволяет проводить дальнейшие более точные измерения, которые в конечном итоге приведут к определению точной орбиты и предсказанию любых столкновений с Землей.
История с астероидом Апофис, вызвавшим ажиотаж в 2004 году, показывает, насколько сложны такие прогнозы: на основе первоначальных расчетов орбиты НАСА объявило о вероятности столкновения в 2,7 процента на 13 апреля 2029 года. Архивные фотографии тогда разрешили более точное определение орбиты и показало, что астероид благополучно пролетит мимо земли как минимум в 2029 году. Однако для следующего столкновения 270-метрового объекта с Землей в 2036 году столкновение все еще не полностью исключено - радарные измерения в наступающем году должны наконец внести ясность.
Программы мониторинга НАСА и ЕКА в любом случае не могут обеспечить 100-процентную безопасность. Потому что некоторые ОСЗ полностью перемещают свою орбиту в пределах земной орбиты. Эти небесные тела трудно наблюдать с Земли, потому что они всегда находятся близко к Солнцу. Эти «внутренние земные объекты» могут быть полностью захвачены только с помощью космического телескопа, вращающегося вокруг Солнца далеко внутри земной орбиты, но конкретных планов для такой миссии пока нет.
Из глубин космоса
Еще одну опасность представляют кометы, которые совершенно непредсказуемо появляются из внешних зон Солнечной системы и могут проникать внутрь Солнечной системы. Это правда, что такие хвостовые звезды обычно обнаруживаются далеко, за несколько месяцев до того, как они пересекают орбиту Земли. Но если бы комета действительно двигалась по курсу столкновения с Землей, даже это предварительное предупреждение было бы бесполезным. Кометы представляют собой «грязные снежки» в несколько километров в поперечнике, конгломераты водяного льда, замерзших газов, пыли и кусков горных пород.
Крушение распавшейся кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитере в 1994 году показало, на что способно такое небесное тело. 21 фрагмент кометы размером от 50 метров до километра высвободил энергию, эквивалентную 50 миллионам бомб, сброшенных на Хиросиму. В течение нескольких месяцев они оставляли видимые газовые пузыри в атмосфере планеты, каждый размером со всю Землю.
Если такая комета упадет на землю - это положит конец человеческой цивилизации, так же как падение крупного астероида положило конец эпохе динозавров 65 миллионов лет назад. Исследователи НАСА и ЕКА думают о защитных мерах против астероидов, но им придется капитулировать перед кометой из внешней Солнечной системы.
Попал - не затонул
В фильме «Армагеддон» Брюс Уиллис спасает мир, взорвав приближающийся астероид пополам. На самом деле защититься от небесного тела не так просто. Большинство астероидов представляют собой неплотно упакованные тела - своего рода свалку космического мусора. Таким образом, взрыв может разбить астероид на неуправляемое количество более мелких кусков, которые обрушатся дождем на Землю и нанесут гораздо больший ущерб, чем один объект.
Поскольку ОСЗ движутся по хорошо предсказуемым орбитам, время заблаговременного предупреждения об опасных объектах размером более одного километра, вероятно, составит многие десятилетия. За такой период времени крошечных поправок орбиты достаточно, чтобы небесное тело прошло мимо Земли. К этому есть разные подходы: удар космического зонда о поверхность, взрыв близлежащей ядерной боеголовки, которая испарит часть поверхности, или - несколько причудливо - частичное окрашивание поверхности; это увеличивает радиационное давление солнечного света на одну сторону объекта, тем самым направляя его по другому курсу.
Все эти меры требуют одного: путь астероида должен быть известен с абсолютной уверенностью и с высоким уровнем точности. И эффект от принятых мер также должен быть точно предсказуем. Любая ошибка могла быть фатальной и вместо того, чтобы направить небесное тело в сторону от Земли, могла в конечном итоге направить его на встречный курс.