04.06.2022. - О способах противодействия астероидной угрозе

О способах противодействия астероидной угрозе

Науке пока неизвестны астероиды, которые могут всерьёз угрожать Земле в обозримом будущем. Однако это не значит, что таких объектов нет: определённая часть околоземных астероидов пока просто не открыта, рассказал в интервью RT ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт. Он перечислил основные методики борьбы с этой угрозой, которые сегодня рассматривают учёные. Так, вариант разрушения астероида ядерными зарядами специалисты оценивают скептически, хотя и не списывают его со счетов. Наиболее перспективная технология предусматривает использование небольших астероидов и земной гравитации для изменения курса опасного объекта. Создать такую систему возможно и с технической, и с финансовой точек зрения, однако пока для этого прилагается недостаточно усилий, отметил Эйсмонт.

— Натан Андреевич, 27 мая мимо Земли пролетел астероид диаметром 1,8 км. О его приближении заранее предупреждали в мониторинговом центре CNEOS при NASA, учёные присвоили ему статус потенциально опасного. По каким принципам определяется степень опасности астероидов для Земли?

— Астероиды — это небольшие тела Солнечной системы. Крупными из них считаются те, размеры которых достигают в поперечнике нескольких десятков километров. Больше всего нас интересуют околоземные астероиды. Их на сегодняшний день обнаружено 29 тыс. Они бывают разных масштабов, есть среди них и потенциально опасные — те, которые могут столкнуться с Землёй с неприятными для нас последствиями. Их на сегодня насчитывается 2,5 тыс.

При этом пока таких астероидов, которые представляют реальную угрозу в обозримом будущем, не выявлено.

— О каких примерно сроках идёт речь?

— Ближайшие 100 лет. Дело в том, что мы можем делать относительно точные прогнозы на столетие вперёд. С увеличением сроков погрешность прогнозов возрастает, пытаться предсказать что-то на срок свыше столетия бесполезно.

Так что это вовсе не значит, что опасных астероидов не существует, — просто мы пока таких не обнаружили. А общее количество околоземных астероидов оценивается примерно в 100 тыс. Поэтому главная задача — поиск и отслеживание как можно большего количества астероидов.

Для этого есть специальные организации, включая мониторинговые центры при NASA. Пока что опасные астероиды не найдены, но при этом выявлен один астероид, который в теории может представлять угрозу в будущем, хотя и не в течение ближайших 100 лет.

Это Апофис, он был открыт в 2004 году. Тогда учёные рассчитали, что астероид врежется в Землю с вероятностью 3% — это очень много. Диаметр Апофиса составляет 350 м, а масса — 50 млн т. То есть он больше, чем Тунгусский метеорит, его падение вызовет катастрофу не местного, а континентального масштаба. Этот прогноз тогда всех сильно встревожил, правительства ряда стран выделили средства для слежения за такими астероидами.

Впоследствии учёные уточнили траекторию Апофиса. Сейчас известно, что он не должен столкнуться с Землёй, но пролетит очень близко к ней в 2029 году — на расстоянии примерно 32 тыс. км от поверхности планеты. Это даже ближе, чем орбита геосинхронных спутников, так что астероид может, в принципе, сбить один из них.

Ещё раз он вернётся к Земле в 2036 году и пролетит уже на расстоянии 36 тыс. км. В точности этих прогнозов мы можем быть уверены, поскольку к Апофису было приковано очень большое внимание, в оценке траектории его движения участвовало много обсерваторий. Так что в данном случае погрешность будет составлять не более 100 метров.

— Есть ли ещё какие-то потенциально опасные астероиды?

— Наиболее известен астероид Бенну. Вероятность его столкновения с Землёй небольшая — порядка десятой доли процента, но всё же она не нулевая. И он больше Апофиса — его диаметр составляет около 1 км. Американцы даже отправляли к нему аппарат, который сел на поверхность и взял пробы грунта, сейчас он летит обратно. Предположительно, на Землю этот аппарат вернётся в следующем году.

Астероид Бенну приблизится к нашей планете позже, чем Апофис. Думаю, к тому времени уже будут введены в эксплуатацию какие-то средства противодействия таким астероидам, способные изменить траекторию их движения.

— Может ли траектория астероида неожиданно измениться под влиянием каких-то внешних факторов?

— Нет, единственный риск в данном случае — это риск ошибиться в расчётах. Однако в целом сейчас прогнозы делаются очень точные. При расчёте учитывается гравитационное влияние на астероид всех планет Солнечной системы, других астероидов и даже воздействие солнечного излучения, хотя в последнем случае влияние так слабо, что не превышает погрешности.

Надо сказать, что рассчитать траекторию астероида намного проще, чем кометы. Кометы тоже могут представлять опасность для Земли, особенно если учесть, что ядра комет порой состоят из железа. Сложность в том, что комета чаще всего — это глыба грязного льда. Вода испаряется, а при испарении возникает реактивная сила, рассчитать и предсказать которую очень трудно. Поэтому в случае с кометами прогнозы возможны только на несколько лет вперёд. К счастью, среди околоземных малых космических тел комет немного — менее 10% от общего количества.

Впрочем, и с выявлением астероидов тоже есть очень большие сложности и пробелы. Это нам наглядно показал пример Челябинского (Чебаркульского) метеорита. Если астероид подлетает к Земле со стороны Солнца, заметить его на фоне яркого неба почти невозможно. Так и произошло в случае с Челябинским метеоритом.

Чтобы вовремя засечь такой астероид, нужно применять специальные способы обнаружения. Например, для отслеживания таких тел следует запускать космические аппараты, которые смогут вести наблюдение с другого, не земного ракурса. Такой метод применяется, он уже доказал свою эффективность — так было обнаружено много новых астероидов.

Отмечу, что особую роль в деле обнаружения астероидов сыграл американский космический телескоп «Кеплер». С его помощью была открыта не только примерно половина известных на сегодняшний день экзопланет, но и значительная доля астероидов.

— Какие технологии отклонения астероидов от курса сейчас разрабатываются в России и других странах?

— У всех на слуху идея разрушить астероид с помощью ядерных зарядов, такой сценарий даже показывали в художественном фильме. Однако в реальной, а не кинематографической научной среде эту идею оценивают весьма скептически. В этом случае придётся запустить в космос некий аппарат с ядерной бомбой, а если что-то пойдёт не по плану, он может упасть на Землю. Поэтому такой способ считается очень рискованным — его будут рассматривать только в крайнем случае. Что касается идеи отклонить астероид, столкнув с ним космический аппарат без ядерного заряда, то это малорешаемая задача. Например, масса Апофиса порядка 50 млн т. А мы можем отправить в космос корабль массой только 5—7 т. Пока что созданные человечеством технологии находятся на таком уровне. Понятно, что на астероид таких размеров земной аппарат окажет не большее влияние, чем муха на автомобиль.

Поэтому сейчас предлагаются другие способы. Например, метод, который условно можно назвать «космическим бильярдом»: планируется использовать для изменения орбиты опасного астероида не космический аппарат, а другой астероид меньшего размера. Эта идея сейчас прорабатывается, и расчёты говорят о том, что должно получиться. А повлиять на орбиту маленького астероида мы уже сможем с помощью космического аппарата. Осенью прошлого года NASA отправило в космос аппарат такого рода.

— Речь идёт об аппарате DART, который должен удариться об астероид, чтобы изменить его орбиту?

— Да, пока что задача заключается в том, чтобы просто изучить, как будет происходить такое взаимодействие. Это первые практические шаги в этом направлении, если не считать моделирования путём вычислений.

Направить маленький астероид на крупный тоже очень непросто, потому что даже небольшой объект имеет массу несколько тысяч тонн. Однако эту задачу можно решить за счёт использования гравитационного манёвра. Суть в том, что этот астероид будет находиться на расстоянии несколько сотен тысяч километров от Земли — не очень далеко по космическим меркам. И если вы вовремя скорректируете его траекторию, гравитационное поле Земли ускорит его движение в сторону опасного астероида.

А изначально придать ему нужную направленность можно с помощью космического аппарата — для этой задачи его воздействия хватит. Моделирование показывает, что произвести такую операцию вполне можно, это реалистичная задача. Однако и здесь есть сложности: очень важно правильно навести аппарат, не промахнуться. В противном случае миссия будет провалена.

Поэтому нужно отрабатывать эту технологию на практике, я уверен, что это будет сделано.

В данном случае есть ещё одна проблема: чтобы успеть отклонить опасный астероид, когда он появится в поле нашего видения, важно, чтобы маленький астероид уже был на «дежурстве», мы должны к тому моменту иметь такой объект под рукой. Для этого небольшой астероид следует заранее перевести на дежурную орбиту, чтобы он каждый год сближался с Землёй, попадая в её гравитационное поле. Закрепив на таком астероиде специальный космический аппарат, мы сможем управлять его траекторией.

— А какие ещё идеи находят практическое воплощение?

— Примерно 20 лет назад американцы создали проект, который назывался Deep Impact. Тогда целью космического аппарата стала комета Темпеля 1. Аппарат не столкнулся с кометой, а сбросил на неё специальный ударный модуль массой 400 кг, пролетая рядом с ней. Столкновение привело к испарению вещества, из которого состоит комета, что позволило учёным определить её состав методом спектрометрии. Миссия увенчалась успехом, это была большая удача.

Кроме того, в 2000-х, когда ещё считалось, что астероид Апофис столкнётся с Землёй, в нашем НПО имени Лавочкина создали проект для отправки к нему специального аппарата, чтобы уточнить его траекторию. Дело в том, что именно наблюдения, сделанные в непосредственной близости от объекта, являются самыми точными. Пока аппарат разрабатывался, уже математически было установлено, что Апофис не должен столкнуться с Землёй, и проект свернули. Хотя если бы его довели до конца, то можно было бы получить очень интересные данные.

— Учёные говорят, что астероидная угроза абсолютно реальна, но в то же время до сих пор все проекты, направленные на борьбу с ней, или свёрнуты, или не доведены до конца. Может быть, человечество, мировые правительства недооценивают опасность? И достаточно ли тех усилий, которые прилагаются сегодня для её предотвращения?

— Я думаю, что недостаточно. Причём такая работа не требует колоссальных трат, так что нельзя сказать, что вопрос упирается в финансы. Технических препятствий для этого тоже нет — речь идёт об использовании уже известных нам технологий. При этом очевидно, что готовиться к астероидной угрозе нужно заранее, иначе может оказаться просто поздно.

— Может ли такой проект реализовать какая-то одна страна или нужна международная кооперация?

— В определённой степени такая кооперация есть. Например, при ООН действует специальное управление по мирному использованию космического пространства. И в рамках этого управления специалисты из разных стран собираются раз или два в год для обсуждения различных проблем, в том числе и астероидной угрозы. От России там участвуют, например, специалисты по ядерным зарядам, потому что идею использовать ядерный взрыв для разрушения астероида пока никто окончательно со счетов не списывает. Конечно, кооперация стран очень важна. Например, для точного расчёта траекторий астероидов — чем больше участвует наблюдательных станций, тем данные точней. И это позволит нам раньше обнаружить опасность, раньше начать готовиться.

Источник