Асрероидно-кометная безапасность. Почему наука не предсказала появления опасного гостя?

С каждым годом актуальность создания космической системы защиты от астероидной и плазмоидной опасности возрастает. И это, в первую очередь, связано с тем, что возрастает технологическая сложность человеческой цивилизации: укрупнение городов, увеличение количества сложных и опасных объектов таких, как АЭС, крупные гидроэлектростанции, нефтеперерабатывающие заводы, химические комбинаты, склады боеприпасов и т.д. Вместе с тем происходит увеличение зависимости мировой экономики от регионального разделения труда, информационных и финансовых потоков. Выход из строя даже одного из элементов этой глобальной экономической структуры неминуемо приведет к резкому падению уровня жизни и технологическому провалу. А разрушение какой-нибудь АЭС, при падении даже небольшого небесного тела, – к экологической катастрофе регионального и планетарного масштаба. Самое тревожное, что, поскольку обнаружена лишь ничтожная часть потенциально опасных объектов, то столкновения можно ожидать в любой момент

Количество небесных тел, ежесуточно залетающих в земную атмосферу, исчисляется тысячами. Отслеживать их все любая система ПРО с ума сойдет. Впрочем, среди них по большей части просто песок и мелкие камни. А тела размером до 10 м в диаметре гарантированно сгорают в атмосфере. Челябинский метеорит был, по предварительным оценкам, 15-17 метров в диаметре, Тунгусский, прилетевший в 1908 году, — 70 м. Каких бед он наделал, хорошо известно, однако вероятность повторения такого или более страшного катаклизма при жизни нашего, а, может, и нескольких следующих поколений крайне мала.

По состоянию на 1997 год было занесено в каталоги несколько тысяч астероидов диаметром более 200 м, и 300 из них регулярно сближаются с Землей, однако столкновений в пределах ближайшего тысячелетия .А средний интервал между падениями небесных тел на Землю составляет порядка 100 лет.

Речь о них не идет, потому что столкновение Земли с крупным астероидов (диаметром более 1 км) редки, в среднем один раз в сотни тысяч или десятки миллионов лет. А вот астероидов размером 50-100 м, пересекающих орбиту Земли, - около 2 миллионов. И такие объекты сталкиваются с Землей значительно чаще.

Так 23 марта 1989 г. неизвестный ранее астероид 1989 FC пересек орбиту Земли в точке, где она находилась всего шесть часов тому назад. И этот астероид размером в несколько сот метров был обнаружен уже в процессе удаления от Земли. Если бы он столкнулся с Землей, то в результате образовался бы кратер диаметром около 16 км и глубиной 1,5 км, в радиусе 160 км от которого все было бы катастрофически разрушено ударной волной. Если бы это астероид упал бы в океан, то он вызвал бы цунами высотой в сотни метров. Если бы на АЭС….

Немного раньше, в 1972 г., произошло событие, которое могло вызвать значительно более тяжкие последствия, чем известные падения небесных тел (на Тунгуске, в Бразилии и на Сихотэ-Алине). Астероид диаметром около 80 м, который вошел в атмосферу Земли над американским штатом Юта со скоростью 15 км/с., только из-за пологой траектории входа в атмосферу не упал на территорию США или Канады. Если бы он упал, то мощность взрыва была бы не меньше мощности Тунгусского взрыва - по разным оценкам, от 10 до 100 Мт. При этом площадь разрушений составила бы около 2000 км².

Мало кто в обычной жизни задумывается над тем, что столкновения с астероидами размером от нескольких до десятков метров происходят в среднем каждые 10 лет. Российские и американские космические системы предупреждения о ракетном нападении ежегодно регистрируют около десятка достаточно крупных объектов, которые взрываются на высоте несколько десятков километров над поверхностью Земли. Так за 1975-92 гг. в США зарегистрировали 126 подобных взрывов, мощность некоторых достигала 1 Мт. В последнее же время количество потенциально опасных для Земли астероидов увеличивается.

В настоящее время существует около 400 астероидов, пересекающих орбиту Земли, с диаметром более двух километров, примерно 2100 из них — более километра в диаметре, около 300000 — более 100 м и т. д. И столкновение с Землей каждого из этих астероидов представляет собой реальную опасность для человечества.

Для тел размерами до 100 м характерным является их полная фрагментация в атмосфере с выпадением обломков на площади в десятки квадратных километров [1]. Взрыв в атмосфере сопровождается ударной волной, тепловыми и световыми эффектами, при этом более половины кинетической энергии освобождается на высотах 5-10 км. Радиус зоны поражения зависит от начального радиуса астероида и его скорости.

Чтобы понять какое разрушение может принести астероид такого размера достаточно вспомнить знаменитый Аризонский кратер в США, диаметром 1200 м и глубиной 175 м . Он образовался при столкновении железного астероида размером около 60 м с Землей 49 тыс. лет назад. А если такой астероид упадент на АЭС, гидроэлектростанцию, крупный город, что будет? Вопрос риторический. Это и есть реальная астероидная опасность.

На сегодняшний день выявлены так называемые астероиды–убийцы, их диаметр больше одного километра. За ними ведется постоянная слежка, и пока ни один не грозит Земле. Кроме того, обнаружено более 20 процентов средних астероидов размерами от 100 метров до 1 километра. Правда, совсем беда с «мелочью», подобной челябинскому «гостю», — диаметром до 100 метров. Из почти 500 тысяч обнаружено менее одного процента. Так что из 99 процентов «мистеров икс» в любой момент может выскочить неожиданный визитер.

И дело даже не в размерах. Ученые не могут обнаруживать космические тела, которые летят со стороны Солнца, или видят их слишком поздно — светило засвечивает. Хорошо видны астероиды, которые летят со стороны звездного неба. Челябинский метеорит, скорее всего, появился со стороны Солнца.И таких случаев немало. Например, несколько лет назад астероид 2009ДД45 подобрался к Земле на расстояние 78 тысяч километров, а был обнаружен только когда улетал от нашей планеты.

Уже ясно: с выявлением всех мелких астероидов наземным телескопам не справиться. Эту технику надо отправлять в космос и круглосуточно сканировать все небесное пространство. С такой задачей может справиться оптический телескоп, который будет находиться от Земли за 10 миллионов километров. Мимо него не проскочит ни один даже самый мелкий космический гость. А если к нему добавить инфракрасный телескоп, то о визите пришельца наука узнает заранее и сможет предложить необходимые меры защиты.

Несколько вариантов Защиты

Россия предлагает расширить ПРО, приступить к созданию космического аналога «МАГОТЭ», с учетом новой угрозе Земли – астериадно – кометной. Космического агрессора можно либо уничтожить, либо отклонить с опасной для Земли траектории с помощью взрыва ядерного заряда. Кроме того, траекторию можно изменить, «выстрелив» в космическое тело ракетой. Наконец, предлагается использовать гравитационный тягач, который уведет астероид с опасного пути. Правда, это займет немало времени.

Согласно международной классификации выделены объекты, сближающиеся с Землей (ОСЗ), их более 5,5 тыс. Их них потенциально - опасных объектов окало 959.

Неполный список астероидов и метеоритов и приблизительные даты их максимального сближения с Землей: 2005 YU55 (ноябрь 2011 г.), 2006 QV89 (сентябрь 2019 г.), 1999 AN10 (август 2027 г.), №153814 2001 WN5 (июнь 2028 г.), астероид № 99942 2004 MN4 Apophis (апрель 2029 г.), 2007 UD6 (октябрь 2048 г.), 2003 QC10 (сентябрь 2066 г.), 1994 WR12 (ноябрь 2090 г.), 2004 VD17 (май 2102 г.), 1998 MZ (ноябрь 2116 г.), № 35396 1997 XF11 (октябрь 2136 г.), 2000 WO107 (декабрь 2140 г.), № 85640 1998 OX4 (январь 2148 г.).

Основный объект астероид Апофиз. Впервые об Апофисе (в древнеегипетской мифологии – огромный змей, живущий в темноте подземного мира и пытающийся уничтожить Солнце) астрономы заговорили в 2004 году. Именно тогда был открыт этот астероид. По разным оценкам, его размеры составляют от 270 до 390 метров, масса – 260 млн. тонн

По разным оценкам специалистов, в апреле 2029 года приблизится к Земле на расстояние от 36 тыс. 700 км до 38 тыс. 600 км. По данным НИИ прикладной математики и механики Томского государственного университета, в 2036 году Апофиз может подойти на расстояние 2 тыс. 95 км от центра планеты (а средний радиус Земли примерно 6 тыс. 371 км). Поначалу были оценены как 1 к 37. Как сообщает агентство BBC, NASA оценивает вероятность удара Апофиса в Землю в 2036 году как один шанс из 250 тысяч, в 2068 году она еще меньше – один к 330 тысячам. (По некоторым данным, американские специалисты могут отслеживать на высоте до 100 км объекты величиной с бейсбольный мяч.)

Но математическая вероятность – это еще отнюдь не страховой полис. Когда 1 июля 2002 года в небе над Боденским озером (Швейцария) столкнулись российский самолет Ту-154 и американский «Боинг-757», то некоторые эксперты заявляли, что вероятность этого была такой же, как и вероятность столкновения двух мух, летящих ночью по пустынным пересекающимся улицам. 10 февраля 2009 года над северной частью Сибири, на высоте 790 км над землей, произошло столкновение двух искусственных спутников: российского «Космос 2251» и американского Iridium 33. Даже специалисты затруднились с ходу оценить вероятность такого события – настолько она была исчезающе мала. Но все-таки событие произошло… Так что астрономы, конечно, уже прикинули и последствия для Земли столкновения с Апофисом.

Сила удара при плотности астероида 3000 кг/м3 и скорости входа в атмосферу 12,6 км/с может составить от 506 мегатонн до 1,5 гигатонны. Для сравнения: мощность взрыва Тунгусского метеорита оценивается в 2–20 мегатонн (в атмосфере тогда осталось около миллиона тонн пыли – 20–30% всей массы метеорита – и около 30 миллионов тонн окислов азота); взрыв вулкана Кракатау в 1883 году был эквивалентен примерно 200 мегатоннам. Диаметр кратера – около 6 километров. Жертв и разрушений, конечно, не избежать. Но радует, что хотя бы так называемой астероидной зимы не наступит, планетка наша, кряхтя, но все же переварит этот катаклизм.

Специалисты ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина» разработали конкретный по противодействию угрозе сближения с Апофизом. Космический аппарат «Апофиз», должен стартовать 13 мая 2012 года, а 12 марта 2013-го подлететь к астероиду. Аппарат доставит на астероид радиомаяк (транспондер), что позволит обеспечивать радиоконтроль траектории астероида по всей его орбите.Действительно, по расчетам сотрудников Института астрономии РАН Анатолия Микиши и Михаила Смирнова, выполненных еще 15 лет назад, для астероида диаметром 1 км корректирующий импульс составляет около 1 килотонны при отклонении астероида ядерным взрывом. Интересно, что такое воздействие должно быть осуществлено не позже, чем за 1,6 года до прогнозируемого столкновения. И это может быть не только ядерное воздействие, но, например, создание тяги испаряющегося вещества астероида.

Почти все известные на сегодняшний день астероиды – несколько десятков тысяч – расположены между орбитами Марса и Юпитера, в так называемом поясе астероидов. Но из всего этого изобилия малых планет лишь примерно для 500 строго доказано, что они имеют орбиты, пересекающие или опасно приближающиеся к орбите Земли. Тоже вполне достаточно…

Лауреат Нобелевской премии по физике Альварес в свое время высказал гипотезу, согласно которой причиной вымирания 65 млн. лет назад динозавров стало падение крупного астероида. По его расчетам, кратер от такого удара должен составлять около 200 км. В результате погибли все наземные животные, масса которых была больше 10 кг, и половина всех биологических видов вообще. Вероятно, след этого события – кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан в Мексике: его диаметр как раз 180 км, а возраст почти точно 65 млн. лет