19 нояб. 2009 г.

Астероидно-кометная опасность

Каталог опасных астероидовПо следам сообщения на Хабрахабре о пролетевшем мимо Земли астероиде, хотелось бы вкратце рассказать о проблеме в целом - проблеме астероидно-кометной опасности (АКО).

В Солнечной системе есть несколько сотен тысяч известных науке астероидов. Предполагается, что всего объектов, радиусом более 1 км, порядка миллиона. Большая часть из них находится в Главном поясе астероидов (между Марсом и Юпитером), часть - в поясе Койпера (область за Нептуном, Плутон, например, является объектом пояса Койпера, как и некоторые другие карликовые планеты - Хаумеа, Макемаке), часть "летает свободно".



Краткая справка

У орбиты любого объекта Солнечной системы есть один важный параметр - перигелийное расстояние. Это - минимальное расстояние от объекта до Солнца. Астероидами, сближающимися с Землёй, принято называть астероиды с перигелийным расстоянием менее 1.3 астрономической единицы. Их также в зависимости от параметров делят на три группы (точнее, уже на 4):
  • Амурцы. Эти астероиды могут приближаться к Земле, но внутрь её орбиты не заходят
  • Атонцы. Их орбиты лежат, в основном, внутри орбиты Земли и редко выходят за её пределы
  • Аполлонцы. Могут проникать внутрь орбиты Земли
  • X-астероиды. "Летают" по орбите Земли

Для оценки опасности астероидов разработана наглядная туринская шкала (аналог шкалы Рихтера для землетрясений):
Туринская шкала опасности астероидов

По горизонтали - вероятность соударения, по вертикале - кинетическая энергия соударения в мегатоннах. Если объект имеет не 0 по туринской шкале, то это очень и очень плохо. Даже опасность, равная единице, означает вероятность соударения и практически полную уверенность в том, что объект не сгорит в атмосфере.


Опасные астероиды

99942 Апофис

Наиболее опасным, на данный момент, является астероид 99942 Апофис. Его обнаружили в 2004 году в обсерватории Kit Peak. По предварительным расчётам получалось, что он может столкнуться с Землёй в 2029 году. Как это часто бывает, на время его "потеряли", а после повторного обнаружения соударение в 2029 году практически исключилось. Однако после серии дополнительных наблюдений и исследований выяснилось, что "столкнуться" с нами он может, - правда, чуть позже, - в 2036, 2037 и последующих годах.

Само название астероида символично. Апофис - это имя не очень доброго египетского бога Апопа, произнесённое на греческий манер. Этим астрономы хотели показать, что он сменит свой тип после 2029 года. Именно этот астероид получил рекордный уровень опасности - 4 по туринской шкале. Впоследствии опасность уменьшилась сначала до 1, а потом и до 0.

Сам астероид имеет диаметр порядка 150-300 метров, и, судя по всему, "крутится" рядом с Землёй достаточно долго. Основная проблема, связанная с этим астероидом, заключается в следующем: наблюдательных данных (а их уже много - около 900 + несколько радарных наблюдения на крупнейшем радиотелескопе Аресибо) недостаточно для того, чтобы сделать точный прогноз на 2036 и следующие года. В 2029 году Апофис будет пролетать на расстоянии 38000 км от центра Земли (в 10 раз ближе, чем Луна), и внутри его возможных траекторий есть так называемая "замочная скважина" (keyhole) диаметром 600 метров, пролетев через которую в 2029 астероид столкнётся с Землёй в 2036 году (вероятность подобного соударения - 2-3 на 100000). Чтобы исключить возможную опасность данного объекта, нужна точность, которая земными наблюдательными средствами практически недостижима.

В любом случае, именно этот объект подтолкнул внимание астрономов к проблеме астероидно-кометной опасности. Действительно, со времён динозавров в нашу планету ничего не врезалось, а по статистике уже пора.

2007 VK184 и прочие
2007 VK184 - единственный объект, имеющий на данный момент 1 по туринской шкале. Хотя вероятность соударения достаточно низкая - 1 из 2700. Да и время столкновения "позднее" - 2048 год. Пока наблюдений этого объекта мало - около сотни. До 2014 года будет проведена ещё одна серия наблюдений и, возможна, она снимет все вопросы касательного этого астероида и его "встречи" с Землёй.

Ещё вызывают опасения (правда, не нас, а наших потомков) два объекта - 101955 1999 RQ36 и 153814 2001 WN5. Их сближения с Землёй будут лишь после 2100 года, но сами по себе они в несколько раз массивнее и Апофиса, и 2007 VK184.

Что делать?


Астероиды иногда соударяются с Землёй. Даже в 20-21 веке было несколько подобных столкновений: тунгусский метеорит, метеорит в бассейне реки Амазонки, Витимский болид и пр. Эти объекты большей частью сгорели в атмосфере. В случае астероида диаметром 100-300 метров человечество вполне способно сейчас отвести угрозу и без Брюса Уиллиса. Есть несколько способов, которые предполагалось(-ется) испробовать на Апофисе или подобном астероиде:
  • Направить к астероиду космический аппарат и "столкнуть" его с объектом так, чтобы орбита последнего немного изменилась и перестала проходить через Землю
  • Направить космический аппарат к объекту и серией направленных взрывов поменять его орбиту
  • "Свести" астероид с другой планетой или спутником (например, Луной)

В принципе, при удачном стечении обстоятельств ("удачное стечение" = точный математический расчёт) достаточно массы 100-200 кг, чтобы, например, сдвинуть Апофис на безопасное расстояние. Однако делать это надо до 2020 года, после чего изменить орбиту астероида будет весьма и весьма сложно.

Что дальше?

Исследования по проблеме астероидно-кометной опасности велись, ведутся и будут вестись. Россия занимает по этому направлению одно из ведущих мест в мире. Серьёзные исследования проводятся в Институте Прикладной Астрономии РАН, в Институте Астрономии РАН, в Пулковской обсерватории, на кафедре небесной механики СПбГУ, в Томске и других местах. Радует, что и инженеры НПО им. Лавочкина (где собирается множество спутников, ракет и пр.) также подключились к проблеме и готовы реализовать поставленные задачи. Серьёзные исследования, в том числе и космические, проводит НАСА. Проводится постоянный мониторинг потенциально опасных объектов, открываются новые. К сожалению, земных средств наблюдения зачастую недостаточно, поэтому разрабатываются космические миссии. Сейчас отрабатывается методология работы с подобными объектами, ведь ещё 15-20 лет назад о наблюдении астероидов, размером с Апофис, можно было только мечтать. И можно надеяться, что в случае реальной опасности мировое сообщество придумает и реализует программу космической защиты.

На данный момент, можно с некой уверенностью говорить о том, что в ближайшее время ничего большое и сильно опасное на Землю не упадёт, как бы ни старались кинопродюссеры, Ситчины, жёлтая пресса и прочая гадость.

Закончить бы хотелось фразой из "Автостопом по галактике": "Don't panic!"

Полезные ссылки, литература

  1. Виноградова Т. А., Железнов Н. Б., Кузнецов В. Б. и др. Каталог потенциально опасных астероидов и комет. СПб.: ИПА РАН, 2003.
  2. Nasa JPL Solar System Dynamics
  3. Википедия: астероиды, сближающиеся с Землёй
  4. NASA. Сближения астероидов с Землёй (обновляемо)
  5. NASA. Каталог опасных объектов
  6. NeoDys - каталог астероидов

Примечание. Первый рисунок подготовлен с помощью программы ЭПОС (ГАО РАН)