Игры в Апокалипсис
Кардинальные меры были сразу исключены. Дело в том, что сегодня в арсенале борьбы с астероидами есть только три основных средства. Первый — его взорвать, например, применив ядерную бомбу. Мелкие осколки уже не так опасны. Второй — частично испарить с помощью мощных лазеров, чтобы позволить изменить его орбиту и отвести от Земли. Третий вариант — отправить к астероиду аппарат-камикадзе, который в него врезается и меняет траекторию полета.
Все эти меры уже были проверены в предыдущих «играх». Оказалось, что для их подготовки и реализации потребуется как минимум 5, а то и 10 лет. Все, что можно сделать за полгода, которые были заданы в сценарии, только подготовиться к неизбежному удару, чтобы хоть как-то минимизировать последствия.
За шесть дней до гипотетического удара характеристики астероида были уточнены. Размер — 105 метров в поперечнике, скорость падения — 55 тысяч километров в час. Место падения было выбрано в малонаселенной местности, крупных городов там нет, лишь Прага оказалась на самом краю зоны поражения. По результатам симуляции стало понятно, что в случае внезапного падения астероида человечество сможет организовать эвакуацию населения из района катастрофы — и больше ничего.
Кстати, два года назад на аналогичных учениях НАСА виртуальный астероид падал на американский город Денвер. Ученые приняли решение направить к нему несколько космических кораблей, которые, врезавшись в космическое тело, должны были увести его в сторону. Однако отклонение было настолько незначительным, что астероид, миновав Денвер, рухнул на Нью-Йорк, полностью его уничтожив на экранах компьютеров.
Каков смысл подобных моделей?
— После каждых таких учений мы узнаем больше о ключевых игроках в этой катастрофе, о том, кто и что должен знать и когда, — объясняет сотрудник управления НАСА по защите планеты Линдли Джонсон. — Эти учения в конечном счете помогают оборонному сообществу нашей планеты общаться друг с другом и с нашими правительствами, чтобы быть уверенными, что мы сможем действовать сообща в случае возникновения в будущем потенциальной угрозы столкновения.
Помимо виртуальных НАСА намерено провести реальный эксперимент для защиты Земли от астероидной опасности. Сегодня среди различных вариантов одним из наиболее эффективных ученые называют изменение орбиты потенциально опасного космического гостя. В качестве цели выбран астероид Dimorphos (160 метров в ширину), который вращается вокруг более крупного астероида Didymos. Уже в июле NASA запустит аппарат DART, который в сентябре 2022 года врежется в Dimorphos. Событие произойдет примерно в 11 миллионах километров от Земли. Столкновение должно сдвинуть орбиту Dimorphos ближе к Didymos. Европейское космическое агентство отправит зонд Hera на Dimorphos в 2024 году, чтобы убедиться, что астероид следует по новому пути. В случае успеха вполне вероятно именно такой способ будет выбран как наиболее предпочтительный для борьбы с астероидной опасностью.
Анатолий Зайцев, эксперт в области астероидной опасности, директор НП «Центр планетарной защиты»:
Анатолий Васильевич, почему на создание эффективной защиты от опасного астероида НАСА отводит 5 и даже 10 лет? Ведь ракеты есть, снаряды есть.
Анатолий Зайцев: Вы, в принципе, правы, такие технологии есть, но чтобы их применить, нужна очень серьезная проработка. Например, взрыв астероида должен быть проведен с ювелирной точностью, чтобы не создать вместо одного огромного камня несколько, угрожающих Земле. Подготовка таких миссий требует их моделирования на компьютерах и проверочных экспериментов.
Такие проекты есть и у нас, и у западных коллег, но для их реализации нужны политические решения. Дело в том, что все понимают: для уничтожения огромного астероида, который реально уже в ближайшее время может рухнуть на Землю, есть единственный вариант — ядерная бомба. Но сегодня такой проект нереален, так как действует договор о запрете использования в космосе ядерного оружия. Такая же ситуация и мощными лазерами для испарения астероидов. На их применение в космосе действует запрет. Логика понятна. Неизвестно, когда прилетит опасный гость, а применить лазер против спутников какой-то страны вполне реально. Во всяком случае, возможность и соблазн появляется. Думаю, пока не появится действительно реальная угроза, будет идти поиск «мягких» способов борьбы с астероидами, главным образом изменения их орбиты. Но и это очень сложная задача.
Досье на «врага из космоса» пока очень бедно. Хотя уже выявлены практически все потенциально опасные астероиды размером более одного километра. Таких около сотни, их орбиты рассчитаны, и в обозримом будущем они для землян опасности не представляют. Куда хуже ситуация с астероидами среднего размера — от 150 метров до километра. Их более 20 тысяч, а выявлено менее 15 процентов. И совсем беда с более мелкими, такими, как, например, тунгусское тело размером 50 метров. Мы знаем всего об одном проценте таких тел. Об остальных 99 процентах известно лишь, что они где-то летают и могут время от времени сближаться с Землей. Что же касается такой «мелочи», как челябинский метеорит (до 20 метров), то их вообще не менее миллиона.
Источник
Как происходят столкновения в космосе?
Что вы чувствуете, когда смотрите в ночное небо? Особенно если это ясное ночное небо без облаков и вы далеки от любых городских огней. Вы поднимаете голову и видите бесчисленное количество красивых звезд. Хотя мы знаем, что звезды — это массивные и закрученные облака горячей пыли и газа, выглядят они довольно интересно вдалеке от Земли.
За миллионы световых лет отсюда все не так прекрасно и успокаивающе. Возможно, довольно сложно представить, но достаточно большой процент звезд на ночном небе ждут или уже пережили космическое столкновение.
Хотя с нашей точки зрения на Земле звезды выглядят фиксированными, на самом деле они весьма быстро перемещаются в космосе, и весьма высок шанс того, что они столкнутся с другим массивным телом. Вселенная — гигантский бильярдный стол. Столкновения в космосе могут случаться среду любых тел, будь то звезда, астероид, комета или планета. Результатом становятся весьма зрелищные всплески энергии и материи.
Что происходит, когда звезды или даже галактики сталкиваются? Являются ли столкновения в космосе редкими событиями или случаются довольно часто? Может ли Земля или Солнечная система пострадать от столкновения с астероидом или массивной сверхгалактикой? Давайте разберемся.
Столкновения звезд и галактик
Космическое столкновение звучит как идеальный материал для дорогого голливудского блокбастера, но на самом деле оно куда менее захватывающе выглядит, чем кажется. Даже при том, что галактики и звезды движутся навстречу друг другу со скоростью сотен километров в час, их слияние может занимать миллионы лет. Вместо того, чтобы взрываться подобно массивным бомбам, космические столкновения протекают гладко, словно сталкиваются облака газа. Когда два звездных объекта встречаются, массивная гравитация каждого из них изменяет форму другого, вытягивая в виде капли. 24 апреля 2008 года, например, космический телескоп Хаббл заснял последствия столкновения двух крупных галактик. В то время как одна галактика приняла обычную форму кольца, соседняя галактика вытянулась хвостом.
Еще один распространенный тип столкновения — столкновение нейтронных звезд. Нейтронные звезды на самом деле являются трупами более старых звезд — когда звезда достигает конца своей жизни, она взрывается, и масса, эквивалентная массе целого солнца, концентрируется на площади размером с город. Если две таких звезды образуются в непосредственной близости, они формируют бинарную пару звезд, которые сливаются сотни миллионов лет. Объединенная масса мертвых звезд настолько велика, что конечное слияние формирует черную дыру в пространстве. Хотя в настоящее время известное количество нейтронных пар можно посчитать на пальцах обеих рук, ученые предполагают, что на самом деле таких событий гораздо больше и они случаются раз-два в год.
Как насчет космических столкновений на гораздо меньших масштабах, вроде астероида и планеты типа Земли?
Столкновения с астероидом и возможность выживания
К счастью, шансы на выживание намного выше, чем вы думаете. Многие эксперты считают, что динозавры были уничтожены в результате падения гигантского астероида несколько миллионов лет назад, но многие виды пережили катастрофу, и мы в конце концов добрались до верхней части пищевой цепочки.
Пережить глобальную катастрофу на поверхности Земли — это одно, но есть ли другие варианты для борющейся жизни выкарабкаться после разрушительного столкновения? В 2008 году международная группа студентов из Германии, России, США и Великобритании опубликовала исследование, в ходе которого испытывалась экстраординарная способность бактерий выживать после столкновения с астероидом. Исследование заключило, что живые организмы не только могут быть подняты в земную атмосферу вместе с взвесью пыли и вернуться обратно на поверхность, но и быть переданными вместе с каменными обломками на другую планету вроде Марса.
Студенты допустили, что так называемая литопанспермия, или передача жизнеформ с одной планеты на другую путем ударного выброса пород, крайне маловероятна. Любые микроорганизмы, уцепившиеся за мусор, не только должны пережить взрыв, но и долгое путешествие (от 1 до 20 миллионов лет) с одной планеты на другую, излучение солнечных лучей и повторный вход в атмосферу другой планеты.
Также они отметили, что, несмотря на все препятствия, 40 марсианских метеоритов, обнаруженных на Земле, указывают на то, что такие поездки вполне могли иметь место раньше. В экспериментах также подвергали испытаниям самых живучих бактерий и микроорганизмов, и выяснили, что они не просто могут с легкостью переносить жуткие условия космоса, но и плевать хотели на всякого рода встряски, от радиации до повышенного давления.
Источник
Космическая угроза. Есть ли у нас план, чтобы защитить Землю от астероидов и комет?
15 февраля 2013 года астрономы ждали, что рядом с Землей пролетит 30-метровый астероид 2012 DA14. Он и пролетел — в десятках тысяч километров от планеты, как сегодня, скорее всего, промчится двухметровый 2018 VP1. Но за несколько часов до этого случилось кое-что непредвиденное. В 9:20 утра жители Урала и Казахстана заметили яркую вспышку в небе. В атмосферу вошел 20-метровый болид и, взорвавшись через 13 секунд, повыбивал стекла в Челябинске и городах области.
Из-за взрыва никто не погиб, хотя со времен Тунгусского метеорита ничего крупнее на Землю не падало. Тем не менее около 1,5 тыс. жителей города и Челябинской области обратились за медицинской помощью, а экономический ущерб, по оценкам чиновников, превысил 1 млрд рублей. Но куда более сильное впечатление, чем статистика, произвели кадры с видеорегистраторов. Эти ролики напомнили, что Земля находится не в пустоте, а в окружении тысяч огромных объектов, которые способны разделить историю человечества на до и после, а то и вовсе всех нас прикончить.
Угрозы от ноля до десяти
Для астрономов Челябинский метеорит стал таким же сюрпризом, как и для обычных людей. Отчасти дело в том, что небесные тела такого размера не считаются опасными, а потому их ищут «одним глазком».
Поиски ведут при помощи роботизированных телескопов в рамках проектов Catalina Sky Survey, Pan-STARRS и других государственных и частных программ. А главный «ответственный» за поиск потенциальных убийц человечества — орбитальный инфракрасный телескоп WISE, который находит даже невидимые с Земли астероиды. В 2010 и 2011 годах NASA опубликовало каталог околоземных объектов NEOWISE. Сегодня в нем почти 900 околоземных астероидов диаметром от 1 км и около 20 тыс. менее крупных объектов. Лишь две тысячи из них относятся к потенциально опасным.
Для оценки опасности астрономы разработали несколько шкал. Одна из них — Туринская, где учитывается вероятность столкновения и энергия удара. Ноль по этой шкале получают астероиды и кометы, которые наверняка или почти наверняка разминутся с Землей, а также мелкие объекты, сгорающие в атмосфере. Десятку получат небесные тела, которые точно врежутся и учинят планетарную катастрофу.
Двум астероидам — Апофису и Бенну — после обнаружения присваивали сравнительно высокие баллы. Открытый в 2004 году 350-метровый Апофис, названный в честь злодея из сериала «Звездные врата: SG-1», сначала получил рекордную на то время двойку, а затем и четверку по Туринской шкале. Столкновение с Землей могло произойти в 2036 году.
Сегодня вероятность того, что Апофис встретится с Землей, оценивается в 0,00089%, это один шанс из 112 тыс. То же самое произошло с Бенну. Вероятность его падения на Землю сейчас составляет 0,037%.
До недавнего времени самым опасным околоземным объектом считался 500-метровый астероид 2009 FD: вероятность падения на Землю в 2185 году оценивалась примерно в 0,29%. Но год назад ученые просчитали, что под действием света и тепла Солнца его орбита сместится, так что столкновение с нашей планетой значительно менее вероятно.
Пока самым опасным небесным телом следует считать 1,3-километровый астероид 1950 DA: с вероятностью 0,012% он врежется в Землю в 2880 году. Но прогнозы почти на тысячу лет не соответствуют критериям Туринской шкалы, так что формально первое место в рейтинге космических угроз остается за Бенну.
Что касается объектов размером с «Челябинск», то ученые не могут точно оценить, насколько часто они падают на Землю и велика ли реальная угроза. В 2011 году NASA сообщало на презентации первого каталога NEOWISE, что сегодня мы знаем лишь о 5 тыс. астероидов размером около ста метров, но всего их может быть несколько десятков тысяч.
Число менее крупных объектов в пределах главного пояса астероидов может достигать миллиона. Время от времени их выбрасывает в сторону Земли из-за гравитации более крупных тел. Подобные события происходят крайне редко по меркам человека, но многие потенциально опасные околоземные объекты, в том числе Бенну, оказались на своих нынешних орбитах именно так и относительно недавно, лишь несколько миллионов лет назад.
Но даже если обнаружить объект заранее, определить его размеры и рассчитать орбиту, то этого мало для того, чтобы оценить ущерб от столкновения и придумать план спасения. Еще нужно знать состав и структуру небесного тела, а чтобы все это выяснить, хорошо бы слетать на место.
Добраться до астероидов, пока они не добрались до нас
В 2008 году первым аппаратом, который отправился к космическому булыжнику, стал японский зонд «Хаябуса». Целью «Хаябусы» был астероид Итокава. Из-за многочисленных поломок и фантастического невезения зонду удалось собрать лишь полторы тысячи пылинок, которые он все же доставил на Землю спустя два года. А зимой 2014 года к астероиду Рюгу (1999 JU3) отправился аппарат «Хаябуса-2».
Тем временем NASA подготовило свою собственную миссию, OSIRIS-REx, которая в 2016 году отправилась к Бенну, чтобы изучить структуру одного из самых опасных астероидов и получить пробы грунта. Первые наблюдения OSIRIS-REx показали, что поверхность «астероида Судного дня» усеяна крупными камнями, а породы содержат много воды. К удивлению ученых, недра Бенну оказались рыхлыми и пористыми. Из-за этого труднее оценить, что будет при его столкновении с Землей и как изменится его орбита, если попробовать ее скорректировать.
Теоретически сбить астероид с курса можно разными способами. Участники проекта DE-STAR предлагают запустить на низкую околоземную орбиту платформы с лазерными установками. Пучок энергии нагрел бы участок поверхности астероида или кометы до 3 тыс. °K, породы испарились бы или разлетелись в стороны, что изменило бы направление движения. Если же держать на орбите лазеры помощнее или отправлять платформы с лазерами прямо к астероидам и кометам, то потенциальных убийц человечества можно было бы разрушить целиком. Но до дела не дошло.
Российские чиновники в 2013 году говорили о термоядерных боезарядах и обещали создать систему раннего предупреждения под эгидой МЧС к 2020 году. Год назад представители ЦНИИмаш заявили о создании национального Центра по отслеживанию и сопровождению опасных астероидов и комет. Он призван координировать работу Роскосмоса, РАН, МЧС, а также МИД, связанную с «обеспечением безопасности космической деятельности в околоземном космическом пространстве».
В NASA и ESA продумывали что-то похожее. Они предлагали бомбить опасные небесные тела или просто направлять в них космические аппараты — взрыв или удар отклонили бы астероиды и кометы в сторону от Земли. Самым большим проектом такого рода была миссия ARM, о которой NASA рассказало вскоре после падения Челябинского метеорита: агентству как раз втрое увеличили бюджет на отслеживание и противодействие опасным околоземным объектам.
Ученые планировали запустить к астероиду межпланетную станцию, чтобы забрать образец грунта и, выстрелив в него металлической болванкой, посмотреть, изменится ли его траектория. В 2018 году финансирование ARM закончилось: в США решили, что пилотируемые полеты к Луне и Марсу важнее.
Но еще осталась совместная миссия ESA и NASA под названием AIDA, которую готовят с 2012 года. По задумке, два аппарата, DART и Hera, отправятся к опасному околоземному двойному астероиду Дидим. Первый врежется в одну из половинок астероида на скорости около 6,5 км/сек., а второй будет наблюдать за последствиями этого столкновения.
DART должен полететь в следующем году, тогда он достигнет своей цели в октябре 2022 года, а Hera отправится изучать следы этого столкновения позже, в 2024 году, когда этому будет благоприятствовать конфигурация планет и положение Дидима на орбите. Она прибудет к астероиду ориентировочно в 2027 году, из-за чего многие участники миссии предлагают задержать запуск DART для того, чтобы Hera прибыла к астероиду до удара по его поверхности.
Пока DART и Hera не достигли своей цели, а OSIRIS-REx и «Хаябуса-2» не вернулись на Землю, ученые могут только гадать о том, из чего в точности состоят астероиды, как их отвести от Земли и что будет, если они все-таки столкнутся с нашей планетой.
Метеоритное эхо прошлого
На последний вопрос ученые, пока у них нет нужных данных, пытаются ответить, изучая следы прошлых катастроф. Самый известный и изученный из них — кратер Чиксулуб на юге Мексике. Падение 10-километрового космического «булыжника» 65,5 млн лет назад оставило воронку диаметром 180 км и привело к катастрофическим последствиям: считается, что именно из-за падения метеорита вымерли динозавры и изрядная часть фауны мезозоя.
Кратер Вредефорт в ЮАР, очевидно оставленный метеоритом, еще больше: его диаметр составляет 300 км. «Камушек» упал на Землю около 2 млрд лет назад, когда на планете господствовали микробы. А семь лет назад ученые нашли на юге Австралии пока безымянный кратер диаметром 400 км, возникший в палеозое, около 300–420 млн лет назад.
Другое дело, что следов от небольших — до нескольких сотен метров — астероидов нам известно не так много, так что последствия падения подобных тел на города и густонаселенные страны пока очень сложно оценить. Поверхность Земли непрерывно меняется под действием эрозии и тектонических процессов, поэтому часто ученые не могут прийти к согласию насчет того, являются ли открытые ими черты рельефа или геохимические аномалии следами падения астероидов или каких-либо земных процессов.
Примером служит так называемая Кловисовская комета. Так ученые называют объект размером с Тунгусский метеорит, который предположительно упал на Америку примерно 13 тыс. лет назад. Его падение должно было вызвать кошмарные пожары, резкое похолодание из-за пепла и аэрозолей, на что указывают следы на дне древних пересохших озер в Мексике. Катастрофа объяснила бы вымирание последних представителей ледниковой мегафауны и исчезновение культуры кловис, к которой принадлежали первые племена индейцев Америки и чье место заняли другие группы древних обитателей Нового Света.
Семь лет назад американские геологи заявили о том, что нашли место падения этого объекта. Он предположительно рухнул на территории провинции Квебек в Канаде, но сам кратер найти пока не удалось. Это породило споры о том, произошло ли это событие на самом деле и было ли оно связано с похолоданием, которое началось примерно в это же время.
В 2020 году другие геологи усомнились в этой гипотезе, изучив отложения в осадочных породах возрастом 11–13 тыс. лет в пещере Холла на юге Техаса. Изотопный анализ показал, что похолодание и прочие события, ассоциируемые с падением Кловисовской кометы или астероида, скорее были обусловлены извержениями вулканов.
Вряд ли космические зонды поставят точку в этих дискуссиях, но и будущее нас беспокоит сильнее, чем прошлое.
Что делать?
Этот вопрос часто задают руководителю NASA и российским чиновникам из космической отрасли. Как выражался Чарли Болден, глава NASA при администрации Барака Обамы, на сегодня у человечества нет никаких средств защиты от космических угроз, кроме как молитвы и удачи.
Закрытие проекта ARM, других государственных и частных инициатив по изучению астероидов и добыче на них полезных ископаемых говорит о том, что интерес к проблеме спустя почти восемь лет после падения Челябинского метеорита несколько угас. Не добавляют оптимизма спад в экономике и возобновившаяся «лунная гонка».
Но есть надежда на то, что скоро на астероиды снова обратят внимание. И «Хаябуса-2», и OSIRIS-REx получили массу интересных данных, а образцы грунта, которые они должны доставить на Землю, позволят сделать новые открытия. В проблеме планетарной обороны появятся конкретные вопросы, а это сделает ее гораздо более понятной и насущной для чиновников, дипломатов и политиков.
Александр Телишев
Источник