ПРОБЛЕМА АСТЕРОИДНОЙ ОПАСНОСТИ

Следы ударов астероидов, метеороидов и ядер комет наблюдаются на поверхности рассмотренных планет земной группы и их спутниках. Так, если рассматривать количество кратеров диаметром более 10 км, приходящихся на 1 млн кв. км, то на Луне 392 кратера, на Меркурии (по данным съемок «Маринера-10», отснявшего 30 % поверхности планеты) — 360, на Марсе — 210. Луна, находящаяся в ближайшей окрестности Земли, испещрена ударными кратерами. На видимой половине Луны, обращенной к Земле, насчитывается около 300 000 кратеров диаметром более 1 км, в том числе около 15 000 кратеров диаметром более 10 км. Исследования с помощью космических аппаратов показали, что на Луне есть и кратеры меньших размеров (до нескольких сантиметров). На обратной стороне Луны количество молодых кратеров оказалось вдвое больше, чем на видимой. Там находятся огромные ударные бассейны — безымянный рядом с Морем Восточным (1100 км), кратеры Герцшпрунг (645 км), Королев (525 км), Аполлон (485 км). Очевидно, что Земля в свое время испытала не меньшее количество импактных событий. В отличие от безатмосферных планет, на Земле следы этих событий почти не сохранились. Тем не менее на Земле известно около 230 крупных кратеров, для 160 из которых их импакт- ное происхождение доказано. Возраст наиболее крупных из них (диаметр не менее 200 км) близок к 2 млрд лет. Более древние образования не сохранились. Однако и в современную эпоху столкновения иногда случаются. В качестве примера можно указать падение небольшого астероида на планету Юпитер, наблюдавшееся 19 июля 2009 г. Выделившаяся при этом энергия соответствует энергии взрыва примерно пяти гигатонн тротила.

Море Восточное на Луне — древний след грандиозного столкновения (спутник LRO, NASA)

Рис. 10.1. Море Восточное на Луне — древний след грандиозного столкновения (спутник LRO, NASA)

Астероидная опасность. В прошлом тела Солнечной системы претерпели огромное количество столкновений, которые во многом определяли процессы формирования и эволюции планет. Важным вопросом является проблема вероятности столкновений астероидов с Землей в настоящее время. Очевидно, что столкновение с Землей в принципе возможно только для объектов, чьи орбиты проходят вблизи орбиты Земли. Такие объекты принято подразделять на четыре группы астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ). Объекты этих четырех групп — Амура, Аполлона, Атона и Атиры, — иногда называют АААА-астерои- дами.

  • 1. Астероиды группы Амура. Астероиды, перигелии которых приближаются, но не достигают афелия орбиты Земли. В перигелии они приближаются к земной орбите с внешней стороны, но никогда ее не пересекают, поэтому безопасны. Могут представлять опасность для Земли только в отдаленном будущем, в случае изменения параметров своих орбит. Общее количество объектов размером больше 1 км оценивается в 2—3 тысячи.
  • 2. Астероиды группы Аполлона. Астероиды с перигелийными расстояниями, меньшими 1,017 а. е. (афелийное расстояние Земли), и большими полуосями орбит (средними расстояниями до Солнца), превышающими 1 а. е. К этому типу относятся 2/3 всех известных объектов, сближающихся с Землей. Поскольку их орбиты проникают внутрь орбиты Земли, столкновение их с Землей возможно. Из-за того, что плоскости орбит этих астероидов в большинстве случаев наклонены к плоскости орбиты Земли, в пространстве орбиты не пересекаются, а лишь скрещиваются, и пересечение орбит наблюдается только в проекции на плоскость эклиптики. Последнее замечание касается и следующего класса астероидов — группы Атона.
  • 3. Астероиды группы Атона. Астероиды с большими полуосями, меньшими, чем 1 а. е., но афелийными расстояниями большими, чем 0,983 а. е. (перигелийное расстояние Земли). Эти малые планеты движутся внутри орбиты Земли и только в афелии могут пересекать ее с внутренней стороны. Столкновение их с Землей также возможно. Астероидов этого типа менее 1/10 от общего числа известных опасных астероидов. Общее количество астероидов групп Аполлона и Атона размером больше 1 км оценивается в 1500.
  • 4. Астероиды группы Атиры. Астероиды, которые движутся полностью внутри орбиты Земли. В ближайшем будущем они так же безопасны, как астероиды группы Амура. В 1998 г. открыт первый объект типа Атиры. Общее количество неизвестно. Наблюдения таких астероидов крайне затруднены, поскольку они преимущественно наблюдаются на дневном или сумеречном небе.

Среди астероидов четырех указанных групп отдельно выделяют потенциально опасные астероиды — ПОА (Potentially Hazardous Asteroids). К ним относят все объекты, орбиты которых в настоящую эпоху сближаются с орбитой Земли до расстояний, меньших или равных 0,05 а.е. (около 7,5 млн км), и чья абсолютная звездная величина (видимая яркость на небе при расстояниях в 1 а. е. от Земли и от Солнца) не превышает значения 22т. Ограничение по абсолютной величине связано с тем, что при условно принятом альбедо астероида 0,13 объект с абсолютной звездной величиной, большей 22т, имеет размеры меньше 150 м. Столкновение такого астероида с Землей не очень опасно — в худшем случае оно может вызвать локальную катастрофу.

Таким образом, потенциально способны столкнуться с Землей только астероиды групп Аполлона и Атона. Для столкновения необходимо (но, к счастью, не достаточно), чтобы точка пересечения орбит астероида и Земли лежала в пределах от перигелия Земли (0,983 а. е.) до ее афелия (1,017 а. е.).

По состоянию на начало 2018 г. были известны около 18 000 околоземных объектов всех типов, в том числе более 6600 группы Амура, более 9500 группы Аполлона, около 1300 группы Атона, 17 группы Атиры, а также чуть более 100 околоземных комет. Около 1900 из них (10 %) отнесены к разряду потенциально угрожающих Земле. Среднее количество обнаруживаемых в течение суток ранее неизвестных околоземных объектов в 2016—2017 гг. выросло до 4—6. 2017 год стал первым в истории, в течение которого были открыты более 2000 околоземных объектов.

Орбиты астероидов, сближающихся с Землей, стохастически меняются на интервалах времени порядка десятков тысяч лет из-за гравитационного воздействия крупных планет, вблизи которых периодически проходят астероиды. Близкие (тесные) прохождения могут изменять орбиты достаточно быстро и существенно. Поэтому опасные сегодня астероиды со временем могут стать безопасными и наоборот. Кроме того, расчеты показали, что существуют такие типы гравитационных возмущений со стороны крупных планет, которые «перебрасывают» некоторые астероиды из внешних областей Главного пояса во внутренние с большими эксцентриситетами, в результате семейство опасных астероидов группы Аполлона регулярно пополняется.

Пока все известные астероиды остаются безопасными для Земли на протяжении, по крайней мере, ближайших 100 лет. Наиболее опасным считается прохождение объекта группы Атона — астероида 99942 Апофис, который должен пройти всего в 36 000 — 38 000 км от поверхности Земли 13 апреля 2029 г. Размеры Апофиса оценены в пределах 270—340 м. Ожидается возможное разрушение нескольких спутников связи, находящихся на так называемых стационарных орбитах на указанной высоте над экватором Земли. Однако основная опасность заключается в том, что близкое прохождение Апофиса в 2029 г. вызовет очередное изменение его орбиты, в результате чего астероид станет объектом группы Аполлона с большой полуосью, превышающей 1 а. е. Величина возмущения критически зависит от минимального расстояния во время прохождения вблизи Земли в 2029 г. и пока не может быть точно рассчитана. Среди возможных изменений траектории, к сожалению, есть такие, которые приведут к новым последующим опасным сближениям с Землей и даже крайне маловероятному, но возможному столкновению, начиная с 2036 г. Остальные известные астероиды безопасны: наиболее тесное сближение крупного объекта (астероид 2340 Хатор, размеры 350 м) состоится 21 октября 2086 на расстоянии 833 тыс. км.

Схема орбит Земли и астероида 99942 Апофис

Рис. 10.2. Схема орбит Земли и астероида 99942 Апофис

Современные возможности наблюдений позволяют обнаруживать астероиды и метеороиды вблизи Земли в большем количестве, чем ранее. Так, в качестве примера можно привести ситуацию 2008 г., в течение которого ожидалось сближение с Землей 25 ранее открытых объектов с минимальным расстоянием до Земли 550 000 км (1,4 радиуса орбиты Луны) для астероида 2007 TU24 размером порядка 300 м. Из числа этих сближавшихся с Землей объектов три были открыты в 2007 г., два — в 2006 г., шесть — в 2005 г. Существенно, что от момента открытия объекта 2007 TU24 до его минимального сближения с нашей планетой прошло всего 4 месяца. Это означает, что именно с такой характерной заблаговременностью теперь могут быть открыты астероиды, сближающиеся с Землей. К сожалению, не исключены открытия подобных объектов, способных на столкновение.

В то же время статистика показывает, что гораздо большую опасность представляют еще не открытые астероиды и метеороиды.

Список АСЗ постоянно пополняется. Астероид 2002 ЕМ7 диаметром 60 м, прошедший примерно в 580 000 км (1,5 радиуса орбиты Луны) от Земли, был открыт в 2002 г. только тогда, когда он уже начал удаляться, пройдя вблизи планеты. В том же 2002 г. астероид 2002 MN диаметром около 100 м прошел вблизи Земли втрое ближе Луны — на расстоянии 115 тыс. км, будучи обнаруженным за три дня до максимального сближения с Землей. Астероид 1991 ВА диаметром в 9 м прошел 17 января 1991 г. на расстоянии всего в 170 тыс. км от Земли.

Подобные примеры указывают на то, что:

  • а) астероидная опасность реальна и ранее явно недооценивалась;
  • б) существующие средства и методы обнаружения и мониторинга АСЗ нуждаются в значительном совершенствовании.
Радиоизображение околоземного астероида 3200 Фаэтон, полученное с помощью радара в Аресибо, США

Рис. 10.3. Радиоизображение околоземного астероида 3200 Фаэтон, полученное с помощью радара в Аресибо, США

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >