Об этом на семинаре в ОАО «Российские космические системы» заявил директор Института космических исследований Российской академии наук академик Лев Зеленый.

По его словам, в 2029 году траектория движения астероида пройдет довольно близко от Земли, а на следующем цикле движения, в 2036 году, имеется ненулевая вероятность столкновения астероида с нашей планетой, передает официальный сайт «Роскосмоса».

«Повреждения, которые могут произойти в результате такого удара, в несколько раз больше тех разрушений, которые были вызваны падением Тунгусского метеорита», - говорит академик.

По мнению Зеленого, для того, чтобы предотвратить столкновение необходимо дальнейшее изучение астероида. В рамках такой задачи, как отметил ученый, в НПО имени Лавочкина разрабатывается космический аппарат для изучения Апофиса.

Если предположить, что столкновение произойдет, удар Апофиса массой 50 миллионов тонн и диаметром 230 метров приведет к взрыву мощностью 500 миллионов мегатонн, то есть примерно в 100 раз больше, чем во время падения Тунгусского метеорита.

БУДЬ В КУРСЕ

Апофис (Apophis, ранее 2004 MN4) - астероид, сближающийся с Землей, открытый в 2004 году в обсерватории Китт-Пик в Аризоне, собственное название получил 19 июля 2005. Назван в честь древнеегипетского бога Апопа (в древнегреческом произношении - Апофиса), огромного змея, разрушителя, который живет в темноте подземного мира и пытается уничтожить Солнце в течение его ночного перехода. Выбор такого названия не случаен, так как по традиции малые планеты называют именами греческих, римских и египетских богов. В результате сближения с Землей в 2029 году астероид Апофис изменит свою орбитальную классификацию, поэтому имя древнеегипетского бога, произнесенное на греческий манер, весьма символично. Существует версия и о том, что открывшие астероид ученые Tholen и Tucker назвали его в честь персонажа из сериала Звёздные врата «Апофиса».

Астрономы рассчитали вероятность столкновения и выяснили что вероятность столкновения в 2029 году – нулевая

Астероид Апофис (99942 Apophis), до недавних пор считался одним из наиболее опасных небесных тел в истории человечества. Однако все не так плохо, как кажется на первый взгляд.

С момента открытия астероида уже прошло более пяти лет. Тем не менее, Апофис до сих пор остается предметом оживленных дискуссий. Причина тому – ненулевая вероятность столкновения небесного тела с нашей планетой в 2029 году.

Спустя некоторое время сотрудниками организации Jet Propulsion Laboratory был проведен пересчет траектории движения небесного тела, который позволил пересмотреть уровень астероидной опасности Апофиса. Если раньше предполагалось, что вероятность столкновения объекта с Землей составляет 1:45000, то сейчас этот показатель снизился до 1:250000. Благодаря использованию двух телескопов (88-дюймовый и 90-дюймовый), специалистам Гавайского Университета (University of Hawaii) даже удалось определить расстояние, на которое Апофис приблизится к Земле в 2029 году – 28,9 тысяч километров.

Сейчас астрономы обеспокоены фактом возвращения Апофиса к нашей планете в 2036 году. Определить траекторию движения небесного тела за несколько десятков лет до возможного столкновения чрезвычайно сложно, поэтому приходится проводить расчеты с течением времени.

Если Земля окажется на пути гигантского астероида, сможем ли мы спасти нашу планету? И как? Мы приводим мнение трех ученых о том, что мы реально можем сделать.

Земля постоянно бомбардируется из космоса. В большинстве случаев речь идет о пыли или маленьких камешках, которые сгорают в атмосфере прежде, чем достигнут поверхности Земли. Мы их замечаем в лучшем случае как красивые звезды, падающие с ночных небес. Но иногда появляется и кое-что покрупнее.

И что мы тогда делаем? Есть ли у нас какой-то план? На это очень хочет знать ответ наш читатель Силас Кристенсен (Silas Kristensen), и мы его хорошо понимаем.

«Что случится, если астероид возьмет курс на Землю? Что будут делать правительства, и как мы сможем остановить его? Есть ли у нас группа ученых под названием „Защитники Земли", в задачу которых входит спасти Землю, если она окажется в опасности?» — написал он в нашу рубрику «Задай вопрос».

Ответ на вопрос Силаса, касается, скажем так, многих, поэтому мы сразу же обратились к ученым, работающим в этой области, чтобы получить представление о том, насколько мы на самом деле подготовлены.

Поскольку сам вопрос состоит из нескольких более мелких вопросов, ответ в статье также разделен на несколько частей:

Сначала мы поймем, что случилось бы, если бы мы узнали, что какой-то астероид взял курс на Землю прямо сейчас.

Затем, мы выясним, что правительства и ученые чисто практически предпримут каждый в своих областях.

Наконец, мы посмотрим, какие варианты имеются у нас в запасе, если инцидент все-таки неизбежен.

Ответ на первый вопрос, к сожалению, гласит, что на сегодняшний день мы, вероятнее всего, не сможем предотвратить столкновение.

«Прямо сейчас, мы вообще ничего не смогли бы сделать», — сообщает заслуженный доцент кафедры физики в Институте имени Нильса Бора Мальте Ульсен (Malte Olsen).

«Проблема в том, что даже если мы обнаружим это, что же мы можем сделать? Чтобы построить ракету для такой миссии, нам понадобятся годы, а на сегодняшний день обычно мы не можем предсказать то, что вблизи Земли пройдет астероид, раньше, чем за несколько недель».

Скорость реакции и есть основная проблема на сегодня, так считает и Микаель Линден-Вёрнле (Michael Linden-Vørnle), астрофизик и ведущий консультант в Институте космических исследований DTU Space.

«Заблаговременное предупреждение — это ключевой момент. Если будет достаточно времени, то у нас будет шанс, у нас есть основные технологии, которых должно хватить для решения проблемы. Но это не имеет никакого значения, если мы просто не будем подготовлены», — говорит он.

К счастью, необходимая работа уже ведется, рассказала доктор астрономических наук Лине Друбе (Line Drube), которая изучает астероиды в Институте планетарных исследований в Берлине.

Она сама участвует в нескольких совместных международных проектах, которые направлены именно на разработку плана действий в случае приближения опасных астероидов, которые в среде ученых называются «Околоземные объекты» (Near Earth Objects — NEOs).

«Все началось с проекта NEOSHIELD 1, когда Еврокомиссия впервые заявила, что нам нужен план на случай угрозы столкновения с астероидами. Сейчас мы занимаемся продолжением проекта, программой NEOSHIELD 2. Наша группа состоит из ученых, инженеров и других экспертов, которые тщательно изучают и сопоставляют астероиды и ищут пути предотвращения столкновений», — рассказывает она.

Кроме того, параллельно и непрерывно идет совместная работа стран-членов ООН в рамках Консультативной группы по планированию космических миссий (Space Mission Planning Advisory Group — SMPAG). В ней датчанка Лине Друбе тоже принимает участие.

«Смысл в том, что ученые всего мира общими усилиями могут оценивать риски и давать рекомендации, которые отправляются дальше в ООН и на основании которых потом в итоге будет принято решение, что нужно делать», — рассказывает она.

Так что по факту у нас есть группа ученых «Защитники Земли», которую разыскивал наш читатель Силас Кристенсен, и она ведет работу по розыску, исследованию и наблюдению за астероидами, а также поиску путей решения проблемы, в случае, если они возьмут курс на нас.

Так как трудно определить траекторию астероида абсолютно точно, группа ученых работает над различными сценариями рисков и вариантов временных рамок, рассказала Лине Друбе.

«Мы пытаемся обозначить схему, когда и что мы будем делать. Если, например, до столкновения с астероидом осталось пять лет, какие методы мы используем в таком случае? Очень большая разница, когда есть информация, что он ударит в Землю через тридцать лет или же через пять лет. Если у нас есть тридцать лет, мы можем предпринять гораздо больше и спокойно найти хорошее решение, но если осталось всего пять лет, план должен быть готов тотчас же».

«Это послужит стимулом. За последние 10 лет люди стали осознавать, какую угрозу представляют собой астероиды. Поэтому я думаю, что мы сможем все создать, протестировать и спланировать действия, мы справимся».

Микаель Линден-Вёрнле также считает стратегию Белого дома позитивной мерой, хотя она по существу только представляет список проблем и задач, которые надо решить.

«Эта стратегия по сути очень общая, и теперь она должна быть дополнена конкретным планом действий и мер. Но как точка отсчета она служит признанием того, что нужно что-то предпринимать и что эта проблема должна восприниматься всерьез, а это, конечно, очень позитивно».

Международное сотрудничество направлено в особенности на обнаружение астероидов, которые могут приблизиться к Земле, рассказывает Микаель Линден-Вёрнле.

«Цель состоит в том, чтобы зафиксировать как минимум 90% астероидов, чьи размеры превышают 140 метров. Совсем большие довольно легко контролировать, ведь их просто легче увидеть, но те, что поменьше, очень трудно обнаружить», — говорит он.

Многие наверняка помнят фото и видео, снятые в России в 2013 году, когда 20-метровый астероид взорвался над городом Челябинском. Вспышка была видна на 100 километров вокруг, более 1 000 человек пострадали из-за взрывной волны.

«Он появился среди бела дня, когда небо, естественно, было светлым, а еще невероятно трудно заметить такой маленький объект, движущийся при этом со скоростью 66 000 километров в час. Его просто не могли зафиксировать», — объясняет Лине Друбе.

«Поэтому мы не можем рассчитывать на то, что предскажем появление абсолютно всех небольших, но все-таки потенциально смертельно опасных для нас угроз», — рассказывает Микаель Линден-Вёрнле.

«Что касается астероидов поменьше, часто нам ничего особенно и не остается, кроме как поднять голову и надеяться на лучшее», — говорит он.

«К счастью, ученые определили орбиты большей части самых крупных астероидов, называемых „global killers", потому что считается, что они могут причинить глобальный вред планете», — рассказывает Лине Драубе.

Но на случай, если все-таки вдруг сейчас с голубых небес нам начнет угрожать «убийца мира», у ученых в запасе уже разработан целый ряд различных анти-астероидных проектов.

И да, в их число входит также метод Брюса Уиллиса, предполагающий взрыв атомной бомбы на астероиде, как это было сделано в фильме «Армагеддон».

«Но это был бы, вероятно, самый крайний случай, ведь использование атомного оружия с политической точки зрения вообще очень сложный вопрос. Так что об этом речь могла зайти только в случае очень большого астероида, и только если бы оставалось очень мало времени до удара», — объясняет Лине Драубе.

Кроме того, этот вариант может породить больше проблем, чем решит, считает Мальте Ульсон.

«Если вы взорвете атомную бомбу на астероиде, это, весьма вероятно, закончится тем, что вместо крупного появятся 10 000 более мелких астероидов, которые постоянно будут представлять собой угрозу и чью траекторию будет еще сложнее вычислить. Так что это будет что-то вроде модифицированного самоубийства».

В общем и целом есть два подхода к проблеме, рассказывает Микаель Линден-Вёрнле:

«Вы можете либо уничтожить объект, либо изменить его траекторию».

На сегодняшний день есть следующие два предложения, которые представляются реальными, рассказывают трое нашиих ученых.

С большой скоростью запустить космический корабль прямо в астероид и тем самым сбить его с траектории, направленной на Землю. Этот метод был описан, например, в проекте НАСА Deep Impact и космическом проекте AIDA, состоящем из двух программ DART и AIM, совместной работе агентств ЕКА и НАСА. Проекту AIDA, однако, было отказано в дальнейшем финансировании, а ученые сейчас работают над похожим, но более дешевым вариантом миссии.

Запустить тяжелый космический корабль с большой массой и разместить его около астероида, чтобы тот в течение некоторого времени утаскивал астероид с его траектории за счет гравитационного воздействия. Но это может сработать только для небольших астероидов и если в запасе есть много времени. Этот проект НАСА называется еще «Гравитационный трактор».

Запустить ионную пушку рядом с астероидом, чтобы та обстреливала «булыжник» излучением и со временем заставила его изменить исходную траекторию. Этот проект ЕКА называется Ion Beam Shepherd и его, кроме того, возможно, будут использовать, чтобы двигать космический мусор.

Кроме того, Мальте Ульсон и Микаель Линден-Вёрнле упоминают также вариант, который основан на так называемом эффекте Жарковского. Лине Друбе, однако, не относит его к серьёзным решениям и называет «идиотским методом».

Тем не менее, он основан на следующем принципе.

Можно использовать так называемый эффект Жарковского, который в том числе исследовался и в рамках проекта НАСА OSIRIS Rex. Эффект возникает, когда вращающийся астероид нагревается на Солнце. Когда теплая сторона оказывается в тени, она испускает тепловое излучение, что срабатывает как двигатель и изменяет траекторию астероида. Если, например, покрасить одну сторону астероида в белый цвет, можно будет повлиять на траекторию, так как отражательная способность окрашенной стороны, а значит, и ее нагреваемость, изменится. Во всяком случае, в теории.

Но ни один из этих методов не относится к числу будничных дел, которыми мы сто раз занимались, говорит Микаель Линден-Вёрнле.

«В принципе, это может сработать, но теория и практика — это совсем разные вещи. Нам нужно построить системы устройств, протестировать их, а потом и запустить. Будет ли все это функционировать эффективно, окажется ли в нужном месте — будет ясно только когда наступит решающий день», — говорит он.

«В отличие от землетрясений, здесь и в самом деле реально что-то сделать»

«Хотя задача следить за летающими каменными глыбами всей Солнечной системы, а в один прекрасный день взлететь и изменить их траекторию или взорвать, может показаться невыполнимой, другой альтернативы у нас фактически нет», — рассказывает Лине Драубе.

Зато в отличие от других природных катастроф, вроде землетрясений, здесь и в самом деле реально что-то сделать, и это, считает она, нас кое к чему обязывает:

«Если однажды придет известие, что к нам летит астероид, я уверена, люди хотели бы знать, что у нас есть какой-то готовый план, который может всех спасти».

Так что Силас Кристенсен должен удовлетвориться в этот раз таким неоднозначным ответом. У нас нет еще готового плана, но мы, к счастью, уже работаем над ним.

В США упал крупный метеорит: как сообщают СМИ, он чуть больше тостера, но чуть меньше холодильника. Бояться нечего: падение небольших небесных тел на Землю - обычное явление. Но вот что делать, если к нам заскочит на огонек астероид? «Футурист» разбирался, как предотвратить угрозу планетарного масштаба.

Жители северо-востока США и юго-востока Канады наблюдали этой ночью необычное явление: яркая вспышка перечеркнула небо и бесследно исчезла. Не стоит обращаться к конспирологическим теориям и с ужасом в голосе рассказывать всем знакомым о контакте с инопланетянами: это был всего лишь крупный метеорит. По словам представителя Военно-морской обсерватории в Вашингтоне Джеффа Честера, по яркости атмосферного следа можно определить размеры небесного тела: этот метеорит был чуть больше тостера, но чуть меньше холодильника.

Скорее всего, космический гость сгорел в атмосфере, однако в Минералогическом музее штата Мэн полагают, что обломки метеорита можно найти в окрестных лесах — и за них уже объявили награду. Тому, кто доставит в музей килограммовый кусок метеорита, полагается награда в $20 тыс. Так что это небесное тело вполне может принести пользу человечеству.

Но вот как быть с более крупными незваными гостями из космоса?

Представьте себе день, когда крупные обсерватории заявляют: к Земле приближается астероид, который представляет угрозу для человечества. Космические державы совещаются и решают, что небесное тело необходимо остановить, иначе нам всем придется несладко. А дальше все зависит от того, сколько времени у землян есть в запасе. Все известные способы избежать катастрофы трудоемки. Как минимум, один из них потребует применения ядерного оружия.

Падения крупных небесных тел довольно редки: обычно они происходят раз в несколько столетий. Последний из случаев, способных повлечь за собой массовую гибель людей, стало падение Тунгусского метеороида в 1908 году. Небесное тело взорвалось на высоте 10 км от поверхности Земли в незаселенном районе сибирской тайги. Взрывная волна повалила деревья в радиусе 2000 км и выбила стекла в домах, расположенных в нескольких сотнях километров от эпицентра взрыва. Мощность взрыва оценивается в 40—50 мегатонн, что соответствует энергии самой мощной из взорванных водородных бомб. Сибирь малонаселена, жилые дома разбросаны по огромной территории, поэтому последствия падения метеороида не были плачевными. Но если бы это случилось в Санкт-Петербурге, разрушения были бы ужасающими.

Недавно нам довелось увидеть облегченную версию этого кошмарного сценария. В 2013 году нас посетил Челябинский метеорит, который распался на высоте 30 километров. Мощность взрыва была равна 500 килотонн — это примерно 30 бомб, сброшенных на Хиросиму. Хотя небесное тело взорвалось достаточно высоко и не вызвало колоссальных разрушений, в окрестных домах выбило стекла, и около 1400 человек пострадало. Такое воздействие является гораздо более распространенным: метеориты челябинского масштаба посещают нас примерно трижды в год. Однако большинство из них все же предпочитает взрываться над океанами или вдали от человеческих поселений — поэтому мы их не замечаем.

Правительства предпринимают первые шаги для предотвращения опасного воздействия небесных «камушков». В январе НАСА сформировало Координационное бюро планетарной обороны, которое наблюдает за астероидами и сотрудничает с другими крупными космическими агентствами, координируя усилия и обсуждая потенциальный вред от космических «гостей».

«Мы стараемся обнаружить все, что может представлять собой угрозу для нашей планеты через годы и десятилетия», — говорит Линдли Джонсон, офицер планетарной обороны НАСА.

Предположим, опасный астероид выявили. Как его остановить?

Самым простым методом является своего рода планетарный бильярд: необходимо протаранить астероид космическим зондом с тяжелым грузом, чтобы тот отклонился от курса. Самое главное — выяснить, на какое конкретное расстояние можно переместить астероид без риска отправки его на опасную траекторию. Европейское космическое агентство (ЕКА) и НАСА будут совместно проверять эту технологию в течение следующих нескольких лет в рамках миссии Asteroid Impact and Deflection Assessment (Aida). Миссия состоит из двух космических аппаратов: один под названием Impact Mission Asteroid (AIM) будет запущен в конце 2020 года, а второй, Double Asteroid Redirection Test (DART), — в 2021 году.
В 2022 году зонды прибудут к астероиду 65803 Didymos, который сопровождается спутником Didymoon. Диаметр Didymos — 780 метров, в то время как Didymoon составляет около 170 метров. AIM встретится с астероидом и изучит его состав. DART — зонд-смертник: он врежется в спутник Didymoon, чтобы проверить, затронет ли эффект спутник. Таким образом мы поймем, возможно ли изменить траекторию движения астероидов.

Оценим масштаб миссии. Знаменитый Аризонский кратер (1,18 километров в диаметре) появился после падения объекта размером с одну треть Didymoon. Если же к нам подлетит Didymos, то минимальная скорость его столкновения с Землей будет составлять 15,5 километров в секунду. Мощность взрыва будет равна двум мегатоннам: этого достаточно, чтобы уничтожить город. Подлетев к поверхности нашей планеты на максимальной скорости (около 34,6 километров в секунду), астероид выпустит четыре мегатонны энергии – эквивалент четырех миллионов тонн в тротиловом эквиваленте.

«Мы хотим изменить орбиту спутника вокруг более крупного астероида,» — комментирует Патрик Мишель, старший научный сотрудник французского Национального центра научных исследований и один из лидеров команды Aida. «Орбитальная скорость спутника составляет 19 см в секунду. Даже небольшое изменение будет видно с Земли.»

Важно также увидеть, как будет проходить столкновение.

«Все модели [воздействий], которые мы составляем, основаны на понимании физики столкновений, которая моделируются только в лабораторных условиях,» — рассказывает Мишель.

Будут ли работать эти модели в ситуации с реальными астероидами — вопрос все еще открытый. Однако Линдли Джонсон считает, что «планетарный бильярд» — наиболее зрелая технология. По его мнению, люди уже продемонстрировали способность дотянуться до астероидов в миссии Dawn (изучение астероида Веста и карликовой планеты Церера), а также в миссии ЕКА Rosetta (комета 67P / Чурюмова-Герасименко).

Можно обойтись без грубой силы: например, вывести массивный космический корабль на орбиту вокруг астероида, чтобы взаимное гравитационное притяжение мягко подтолкнуло небесное тело на другую траекторию. Преимуществом этого способа является его относительная простота: от аппарата требуется лишь его присутствие на орбите. Траектория движения корабля должна быть идеально круглой с центром в точке Лагранжа, где притяжение Солнца и астероида окажутся примерно равными.

Однако оба этих метода требуют большого количества времени. Человечеству понадобится 4 года, чтобы организовать космический полет за пределы околоземной орбиты, а космическому аппарату понадобится год или два, чтобы добраться до потенциальной угрозы — астероида. А что делать, если у нас нет в запасе шести лет? Мы все умрем?

Нет, нам просто нужно попробовать другой метод.

Кичонг Чжан, физик из Университета Калифорнии, уверен: нам помогут лазеры. Только лазер не будет испарять астероиды целиком, как Звезда Смерти. Можно уничтожить лишь небольшую часть его поверхности. Чжан с группой коллег представил этот проект в статье для Тихоокеанского астрономического общества. Это может показаться бредовой и неэффективной идеей. Однако даже крошечный толчок может изменить опасный курс астероида, отклонив его от траектории на многие тысячи километров. Если сделать это вовремя.

Чжан считает, что основным преимуществом лазера является то, что его можно построить прямо на околоземной орбите — и никакой гонки за астероидом! Лазер мощностью порядка одного гигаватт, работающий в течение одного месяца, может переместить 80-метровый астероид на два земных радиуса (12 800 км). Этого достаточно, чтобы избежать столкновения. Конечно, можно построить менее мощный лазер (от 20 кВт) и отправить его прямо к астероиду на космическом аппарате. Но в этом случае понадобится время на дорогу до небесного тела. Кроме того, такой лазер должен работать в течение многих лет. Так что земная орбита — самое подходящее место для лазера: как говорится, дома и стены помогают.

Эта идея хороша еще и тем, что не нужно будет удерживать космический аппарат на орбите астероида или кометы. Несмотря на то, что мы уже преследовали комету, осуществить это не так просто.

«Зонд Rosetta был изначально предназначен для другой кометы (46P), пока задержка запуска не заставила переключиться на 67P, потому что 46P ушла из выгодного положения. Если нас вдруг решит посетить комета, мы не сможем позволить себе роскошь выбрать другую цель в случае накладок. Астероиды отследить проще, но на это уйдет много времени», — утверждает Чжан.

Однако Линдли Джонсон из НАСА отмечает, что самой большой проблемой в этом случае является одно: никто пока еще не запускал на земную орбиту объекты километрового размера — не говоря уже о лазерах.

Остается вариант с ядерной бомбой. Если вы видели фильм «Армагеддон», это кажется легковыполнимой задачей. Но это всего лишь фильм: в жизни все намного сложнее.

Массимилиано Василе из Университета Стратклайда предложил детонировать ядерную бомбу на некотором расстоянии от астероида, испарив часть его поверхности и изменив орбиту, как в случае с лазером. В принципе, реально. Но есть одна тонкость: многие астероиды представляют собой слабосвязанные куски породы. Удар может быть неэффективным.

Однако те смельчаки, которые рискнут спасти планету с помощью ядерной бомбы, могут ответить по закону. Договор по космосу 1967 года запрещает применение ядерного оружия и их испытание в космосе. Кроме того, развертывание километрового лазера на орбите может заставить некоторых людей нервничать.

Чжан отмечает: если мощность мощность в орбитальном лазере снизить до 0,7 гигаватт, это подтолкнет астероид на расстояние, равное всего лишь трети радиуса Земли (1 911 км).

«Более мелкие астероиды, которые могли бы уничтожить город гораздо более распространены, чем гигантские планетоубийцы. Представим, что астероид собирается обрушиться на Нью-Йорк. Если не получится отклонить этот объект от Земли, можно перенаправить его, например, в Лондон. Европейцам это не понравится, и они не позволят отклонить астероид таким образом», — фантазирует Чжан.

Впрочем, политика мешает планетарной обороне от астероидов меньше, чем ожидалось.

«В Договоре по космосу есть лазейка,» — утверждает Джонсон из НАСА. «Запуск баллистических ракет, например, которые путешествуют в космосе и могут быть вооружены ядерным оружием, не запрещен. В свете необходимости планетарной защиты критика за их использование может быть приглушена».

А что у нас в России?

Тем не менее, создание системы противодействия космическим угрозам обсуждается в Роскосмосе. Российские ученые участвуют в программе IAWN (International Asteroid Warning Network) по отслеживанию околоземных объектов, а также в работе Консультативной группы по планированию космических миссий. Об этом рассказал директор Института астрономии, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Борис Шустов.

«Нам необходимы новые наземные инфраструктуры. Проект российской системы предупреждения и противодействия космическим угрозам считается одним из перспективных. Он станет аналогом отдела Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) по координации планетарной обороны от астероидов и других угроз. Инициатива обозначена в специальном документе – перечне рекомендованных проектов. Сейчас он находится на обсуждении в Роскосмосе. Думаю, это займет еще несколько месяцев», – рассказал он.

Конечно, естественный риск катастрофы такого масштаба очень низкий по сравнению с риском цунами. И все таки, предупрежден значит вооружен!

В интернете вновь появилась информация о конце света - по предположениям ученых, как говорят СМИ, из NASA, он произойдет уже в феврале 2017 года. И, как всегда, из-за падения астероида на Землю. Есть ли реальная угроза нашей планете, как отследить небесное тело и предотвратить встречу с ним на лекции «Курилки Гутенберга», прошедшей в Екатеринбурге в воскресенье, рассказал специалист по астероидно-кометной опасности и победитель Science Slam: Битва городов. Челябинск vs. Екатеринбург Павел Скрипниченко. Для тех, кто не успел - пересказ «Моментов».

Астероидно-кометная опасность — это продолжение эволюции образования космических тел и абсолютно нормально. Наша планета родилась в результате столкновения огромного количества объектов. Так, протопланет в Солнечной системе было раньше около 80, а выжило из них восемь — всем известных.

В астрономии нет четких определений, в отличие от других наук. Поэтому и понятие «астероид» — приблизительное. Официально — это небольшой астрономический объект, что означает размер от 30 метров до нескольких сотен километров. Он вращается вокруг Солнца — хотя, скорее всего, астероиды вращаются вокруг и других звезд. Химический и спектральный состав может быть самым разным.

Большая часть «воспитанных», дружелюбных астероидов вращается в Поясе астероидов. Есть астероиды невоспитанные — они срываются со своих орбит и начинают угрожать внутренним планетам столкновением: Марсу, Венере, Земле и всем остальным. Если такие астероиды подлетают к Солнцу на расстояние менее 200 млн километров — их называют «сближающимися с Землей». Они подразделяются на четыре класса: амуры, аполлоны, атоны и атиры.

Амуры — воспитанные, потому что 100% времени проводят вне орбиты Земли, из-за чего их удобно наблюдать и ночью, и днем, даже самые мелкие. Аполлоны — чуть менее воспитанные — основную часть времени проводят вне орбиты Земли, но иногда заходят и внутрь. А внутренние объекты наблюдать сложнее, удобнее всего — вечером и утром. Мелкий астероид, в таком случае, можно открыть только когда он находится вне орбиты Земли — внутри он теряется. Атоны — невоспитанные — обычно располагаются внутри орбиты Земли и лишь частично выходят за нее, где их и открывают астрономы. И есть совершенно невоспитанные — атиры. Они всегда живут внутри орбиты Земли и на данный момент их известно лишь 25 штук.

По данным Международного центра малых планет, который собирает информацию со всех обсерваторий мира, в Солнечной системе насчитывается около 727 тысяч астероидов. Сближающихся с Землей — около 15 тысяч, из них потенциально опасных, то есть крупнее 150 метров — 1780 штук.

Паника и разговоры об Апокалипсисе начинаются в тот момент, когда один из них способен сблизиться с Землей на расстояние менее 7,5 млн км. За таким объектом нужно часто наблюдать, чтобы уточнить орбиту и понять, что он точно не упадет на нашу планету либо упадет через 100 лет — тогда есть время, чтобы это исправить.

Насколько опасно и возможно столкновение в Землей?

В зависимости от размеров астероида астрономы разделяют степень его угрозы Земле. Глобальную опасность несет объект крупнее 1 км. Ударная волна от столкновения с ним может несколько раз обойти Землю и повлечет за собой изменение климата. При попадании на сушу в воздух поднимается колоссальное число частиц пыли, которые оседают десятилетиями — это называется «астероидная зима». Если астероид падает в море, например, в Тихий океан — мы поворачиваемся всей нашей дружелюбной страной на Восток, машем Японии ручкой и говорим: «До свидания».

Региональные катастрофы несет столкновение с астероидом размером от 100 метров до 1 км. Это миллиарды долларов ущерба, миллионы трупов, исчезновение штата или города —не глобально.

Локальную угрозу несет астероид размером до 100 метров, но даже небольшие, 10-15 метров, могут привести к человеческим жертвам.

Чтобы рассчитать возможность столкновения с Землей, нужно учитывать расположение других планет, крупнейших астероидов, световое давление и другие нюансы. Если положить карандаш на стол на планете Земля — он так и останется лежать. Если положить в космосе — он не задержится на месте, а будет вращаться вокруг Солнца. Его орбиту будут менять все силы, которые на него действуют и куда он отправится — никому неизвестно. Даже очень незначительные силы, например, прямое световое давление оказывает воздействие на движение астероида, придает ему дополнительное ускорение, и он летит не туда, куда должен был.

Астрономы с большой долей вероятности знаю все крупные объекты, размер которых превышает 1 км. Ни один из них не летит на Землю, а потому Апокалипсиса в ближайшее время не будет. Средние, 100-метровые астероиды по статистике падают на нашу планету каждые пять тысяч лет. Последний прилетал около 6,5 тысяч лет назад. Но и они, как утверждает NASA, известны все с вероятностью 80%.

Пока непонятно, что делать с локальными объектами. Заранее открыть их очень сложно. Может даже не хватить времени на то, чтобы один президент позвонил другому и согласовал действия. Хотя в 2009 году в Пулковской обсерватории за 8 км до входа в атмосферу открыли такой же десятикилометровый астероид, каким был Челябинский. К счастью, упал он в Южном Судане — и поэтому об этом никто не написал.

Из фантастического фильма в реальность: что может спасти планету от астероида?

Средства воздействия на астероид делятся на три типа в зависимости от времени воздействия: долговременные (когда есть много времени), кратковременные (когда времени не хватает) и, как любят наши заокеанские друзья, уничтожение (крайний вариант).

Реактивный двигатель. Суть: отправляем на астероид космический объект, который устанавливает на него реактивные двигатели. Они включаются и астероид летит туда, куда нужно. Трудности: надо знать заранее, куда лететь и очень точно рассчитать орбиту — стоит что-то поменять не так и астероид еще более уверенно полетит к Земле. Кроме того, все наши космические объекты ограничены грузоподъемностью.

Уничтожение. Суть: проводим контактный подрыв астероида на глубине не менее пяти метров. Трудности: в околоземном пространстве нельзя проводить подобные испытания. Осколки астероида могут разлететься в разные стороны и не исключено, что часть из них также направится на Землю. Если уничтожать, то на мелкие осколки, которые скомпенсирует атмосфера и в одну из ночей можно будет любоваться ярким небом.

Солнечный парус в двух вариантах. Суть: втыкаем в астероид специальный парус, притягивающий солнечный свет. За счет увеличения прямого светового давления объект меняет направление. Также работает парус в формате зеркала. Трудности: садиться на космическую поверхность сложно, особенно в миссии, которая раньше не испытывалась. Это относится ко всем вариантам, где нужно состыковываться.

Краска, фольга и прочие бытовые мелочи. Они относятся к забавным вариантам, хотя некоторыми учеными предлагаются всерьез. Суть: берем много пищевой пленки, отправляем в космос, обворачиваем в нее астероид, и он летит мимо. Необычный сюрприз для потомков, к которым он вернется.

Гравитационный трактор. Суть: выводим на орбиту астероида большой космический объект, подобный МКС, который за счет собственной гравитации меняет его направление. Трудности: практически нет. По мнению ученых, самый технически-реализуемый вариант даже сейчас.

Гравитационный буксир. Суть: пристыковать к астероиду специальный объект с двигателями, включить их и добавить давление — хоть вперед толкай, хоть назад. Главное, в правильном направлении. Трудности: тоже реализуемый вариант, но более затратный. И, опять же, садиться на поверхность пока космическим объектам землян сложнее, чем выходить на орбиту.

Кинетический удар. Суть: направляем в космос что-то тяжелое, которое врезается в астероид и он летит в другую сторону. Удобно, когда совсем нет времени и не жалко того, что врезается. Трудности: практически нет.

Заградительная завеса. Суть: распределение небольших объектов по орбите астероида. Трудности: практически нет, кроме предоставления небольших объектов.

Все варианты уже рассчитаны и в теории опробованы, но инженерно-технического решения не существует. Однако, любая фантастика станет реальностью в случае необходимости, утверждают эксперты.

Кстати: жители Финляндии, Чехии и Польше, у которых есть свободные 30-40 тысяч долларов, вносят свой вклад в развитие астрономии, подключаясь к метеорно-боллидной сети. Они устанавливают на крыши домов небольшие камеры allsky, которые ведут мониторинг состояние космоса и неба — наблюдают самолеты, спутники, а иногда и метеоры с боллидами. Располагаются камеры на расстоянии от 10 до 100 км друг от друга. Благодаря такой сети можно более точно установить, где упало небесное тело и направить туда экспедицию, а также посчитать, насколько часто это происходит. В России протянуть подобную сеть сложно, но стоит — вокруг мегаполисов.

Ученые и инженеры из США под руководством астрофизика Филипа Любина (Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) на сайте arXiv.org препринт под названием «Направляемые энергетические миссии для планетарной защиты». В статье подробно описан проект, реализация которого позволит обезопасить Землю в ситуации вроде той, что показана в фильме «Армагеддон», то есть предотвратить столкновение нашей планеты с астероидом. Исследования по программе DE-STAR (Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRation) выполняются при поддержке НАСА.

Альтернативными сценариями защиты Земли от астероидной угрозы являются: (1а) кинетический удар без прямого использования взрывчатого вещества (например, в результате столкновения двух астероидов), (1б) кинетический удар со взрывом (в частности, использование ядерного оружия), (2) изменение альбедо астероида (путем окрашивания его поверхности) или использование эффекта Ярковского , (3) отклонение астероида от первоначальной траектории ионным пучком, (4) подведение к астероиду устройства с двигательной установкой (например, жидкотопливной ракеты), (5) использование тяжелого аппарата-спутника, который будет вращаться вокруг астероида и постепенно корректировать его траекторию, (6) высадка на поверхность небесного тела робота, который начнет его разрушать и создавать небольшую реактивную силу, корректирующую траекторию небесного тела и (7) испарение поверхностного вещества астероида фокусирующимися солнечными лучами.

Земля постоянно сталкивается с астероидами. Большинство из них сгорает в атмосфере, небольшие осколки некоторых достигают поверхности планеты. Локальную катастрофу могут вызвать астероиды размером до километра, глобальную - диаметром от нескольких километров. По оценкам, астероиды первого типа падают на Землю раз в несколько десятков тысяч лет, второго - не чаще одного раза в несколько десятков миллионов лет. Наибольшую опасность для Земли представляют астероиды, относящиеся к группам Апполон (около шести тысяч небесных тел) и Атон (менее тысячи), пересекающие траекторию движения планеты с внешней (первые) и внутренней (вторые) стороны их орбиты.

Один из самых молодых, крупных и хорошо сохранившихся артефактов столкновения Земли с астероидом - Аризонский кратер (США). В диаметре он достигает 1,2 километра, в глубину - 170 метров. Кратер опоясывает обод высотой 45 метров, а в центре - холм высотой 240 метров. При падении метеорита высвободилось в восемь тысяч раз больше энергии, чем при взрыве атомной бомбы в Хиросиме. Столкновение произошло около 50 тысяч лет назад. Метеорит диаметром порядка 50 метров врезался в земную поверхность со скоростью примерно 13 километров в секунду. Если бы такой объект упал сегодня на любой город с многомиллионным населением, катастрофа (локальная) была бы неизбежна.

Любин предлагает решение, позволяющее избежать таких (локальных, но не глобальных) катастроф. На потенциально опасные объекты (ПОО), к которым относятся прежде всего астероиды, предполагается воздействовать излучением массива лазеров. В результате траектория полета небесного тела меняется, и столкновение не происходит. Используется механизм лазерной абляции - вещество удаляется с поверхности тела испарением или сублимацией за счет разогрева. Утекающая с небесного тела в одну сторону материя создает реактивную тягу, толкающую астероид в противоположном направлении.

Предлагаемый проект называется DE-STARLITE и представляет собой модификацию программы DE-STAR (Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRation), поддерживаемой НАСА. В отличие от DE-STAR, подробно уже «Лентой.ру» в связи с разрабатываемой командой Любина концепцией миссии по отправке небольшой автоматической станции к альфе Центавра, DE-STARLITE предполагает использование гораздо менее мощных лазеров, действующих не с поверхности планеты или околоземной траектории, а в непосредственной близости от астероида (нескольких километрах и более).

В отличие от программы ARM, разрабатываемой НАСА для захвата астероида диаметром 5-10 метров и его доставки на окололунную орбиту, проект DE-STARLITE предназначен для небольшого отклонения небесного тела от своей первоначальной траектории.

Корабль DE-STARLITE доставит к астероиду массив лазеров системы DE-STAR-0 мощностью от ста киловатт (самой слабой из семейства DE-STAR). Разрабатываемая командой Любина система не выходит, по словам ее создателей, за рамки технических и конструкторских ограничений, накладываемых НАСА на (Asteroid Redirect Mission). Концептуально корабль устроен следующим образом. Спереди центральная часть аппарата образована фазированной антенной решеткой диаметром до 4,5 метра (примерно такой же диаметр корабля в сложенном состоянии). Сзади и по бокам - ионные двигатели, по сторонам - пара радиаторов (сверху и снизу) и фотоэлектрические батареи (справа и слева). В головной обтекатель ракеты-носителя панели и радиаторы устанавливаются в сложенном состоянии. Панели развертываются из передней части корабля, радиаторы - из задней.

В опубликованной работе рассматриваются солнечные панели американской компании Orbital ATK. Их аналог (предыдущего поколения) был установлен на марсианском посадочном модуле Phoenix . Диаметр панелей равен 15 метрам, мощность - по 50 киловатт. Коэффициент полезного действия - 35 процентов (и, по оценкам Любина, 50 процентов через пять лет). Лазерной фазированной антенной решетки достаточно для разогрева поверхности небесного тела до 2,7 тысячи градусов Цельсия и начала абляции. В минимальной версии (с диаметром решетки в один метр) система позволяет с расстояния десяти километров получить на астероиде лазерное пятно диаметром десять сантиметров.

Изображение: Q. Zhang

Увеличение размеров решетки (при сохранении расстояния между станцией и астероидом) потребует большего числа элементов и даст пятно большей площади. Всего в решетке диаметром два метра 19 элементов, каждый из которых развивает мощность до трех киловатт. Радиатор z-образной формы раскладывается в 18 сегментов площадью 4,8 квадратных метра каждый. Радиаторные панели будут вращаться вокруг своей оси и располагаться перпендикулярно к диску Солнца. Модульный характер системы DE-STAR-0 позволяет масштабировать корабль DE-STARLITE до необходимых мощностей и размеров. В частности, пара солнечных панелей диаметром 30 метров способна развивать мощность до мегаватта. Возможные ограничения связаны с дороговизной массива лазеров и пусковых услуг.

На низкую околоземную орбиту (от 160 до двух тысяч километров от поверхности планеты) Atlas V 551 способен доставлять 18,5 тонны (13,2 тысячи долларов за килограмм), SLS Block 1 - 70 тонн (18,7 тысячи долларов за килограмм), Falcon Heavy - 53 тонны (1,9 тысячи долларов за килограмм) и Delta IV Heavy - 28,8 тонны (13 тысяч долларов за килограмм). Диаметр головного обтекателя у ракет - стандартный (пять метров или немного больше), кроме сверхтяжелой и самой дорогой из перечисленных SLS Block 1, у которой он равен 8,4 метра. В базовой конфигурации размеры (4,6 на 12,9 метров в сложенном состоянии) и масса корабля DE-STARLITE подходят под эти параметры.

Корабль DE-STARLITE предполагается запускать при помощи стандартной ракеты-носителя, работающей на жидком топливе, а транспортировку к ПОО осуществлять посредством ионных двигателей, которые также будут задействованы в маневрировании станции вблизи небесного тела. Ученые и инженеры отмечают, что возможности американских и европейских ракет Atlas V 551, Ariane V и Delta IV Heavy, а также строящихся Falcon Heavy и SLS (Space Launch System), позволяют запустить миссию уже сегодня. Российские тяжелые ракеты «Протон-М» и «Ангара-А5» Любин в своей работе не рассматривал. Исследователи оценили стоимость американских пусковых услуг для вывода на орбиту корабля DE-STARLITE.

На направленное разрушение и отклонение траектории астероида типа (99942) Апофис (в диаметре достигающего 325 метров) на расстояние двух земных радиусов может уйти 15 лет при мощности лазерной системы DE-STARLITE в сто киловатт (с коэффициентом полезного действия 35 процентов). Чтобы добиться того же за пять лет, потребуется мощность в 870 киловатт. Впервые обнаруженный в 2003 году ПОО испугал ученых: расчеты показывали высокую вероятность того, что в в 2036 году он столкнется с Землей. Современные данные снизили эту вероятность в сотни тысяч раз.

Предложенный Любином метод работает в случае своевременного обнаружения ПОО, что пока крайне редко (особенно при наблюдении наземными средствами). Ежегодно НАСА около 1,5 тысячи околоземных объектов. В настоящее время агентство концентрирует свои усилия на поиске более мелких астероидов диаметром менее 90 метров. В НАСА полагают, что удалось обнаружить примерно 90 процентов небесных тел размерами более 90 метров в поперечнике. Большинство новых околоземных объектов выявляется менее чем за 15 дней до их сближения с Землей. Столкновение крупного астероида с планетой - лишь вопрос времени. Скорее всего, практическую задачу избавления от этой угрозы придется решать следующим поколениям землян. Однако уже сейчас разумно прекратить игру в рулетку и начать принимать какие-то меры для ликвидации астероидно-кометной опасности.