Международная конференция «Тела Солнечной системы — от оптики до геологии» прошла в НИИ астрономии Харьковского национального университета имени В.Каразина. Она состоялась в рамках празднования 200-летия астрономии в ХНУ. Во время юбилейных торжеств состоялось также открытие памятника академику Н.Барабашову, открытие музея истории астрономии в Харьковском университете и презентация книги «200 лет астрономии в Харьковском университете».
В работе конференции приняли участие ученые Европы, США, России, Индии, Японии. Среди них представитель Европейского космического агентства Августин Чикаро, заведующий лабораторией Института космических исследовании РАН Леонид Ксафомалити, ведущий сотрудник Годдардовского космического центра Национального космического агентства США (НАСА) Теодор Костюк, представитель Института космических исследований США Алан Харрис, ведущий научный сотрудник Института астрономии РАН Александр Багров.
Человек меняет облик Луны
— Юрий Григорьевич, от какого события отсчитывается 200-летие астрономии в Харьковском университете? — спрашиваю директора НИИ астрономии ХНУ доктора физико-математических наук Ю.Шкуратова.
— Все началось в 1808 году, когда профессор Иоганн Сигизмунд Гут основал при университете кабинет астрономии. В 1824 году была создана кафедра астрономии, а еще через 80 лет стараниями профессора Левицкого появилась настоящая обсерватория. Ему удалось убедить ректора выделить пять тысяч рублей на покупку меридианного круга и его установку в университетском саду, а владельца оптического магазина Эдельберга — инвестировать в проект еще шесть тысяч рублей. По тем временам это были солидные деньги, и университет смог приобрести меридианный круг для астрометрических измерений у знаменитых немецких мастеров — братьев Репсольд. В 2002 году на базе обсерватории был создан Научно-исследовательский институт астрономии ХНУ им. В.Каразина.
За прошедшее столетие ученые университетской обсерватории сделали весомый вклад в науку о космосе. Так, астрономы впервые провели фотометрические исследования Луны и ближайших планет. Николай Барабашов, создавший всемирно известную харьковскую школу планетоведения, первым высказал идею, что на Луне вполне может быть высажен космический десант, — до этого считалось, что поверхность нашего естественного спутника покрыта слоем пыли, в которой любой аппарат «утонет». Полученные в Харькове сведения о поверхности Луны, поверхности и атмосфере Марса и других планет, сыграли особо важную роль на первом этапе их исследования средствами ракетно-космической техники. Астрономы Харьковского университета участвовали в подготовке и обработке результатов всех советских экспериментов по изучению Луны, Венеры, Марса и кометы Галлея. Они первыми в СССР начали изучение малых планет.
— На каких научных направлениях специализируются университетские астрономы сейчас?
— Мы продолжаем исследования тел Солнечной системы, а также явления гравитационного линзирования, занимая ведущие позиции в СНГ в области исследований поверхностей Луны, Марса и астероидов. В институте работают четыре лауреата Государственной премии Украины и четыре лауреата премии НАНУ имени академика Н.Барабашова. Ученые поддерживают широкие связи со многими научными учреждениями разных стран. 32 объекта в Солнечной системе — кратеры на Луне, Марсе и Венере, а также малые планеты — названы именами астрономов Харьковского университета. Стоит добавить, что когерентно-оптический вычислитель для обработки астрономических изображений НИИ астрономии ХНУ внесен в реестр научных установок, составляющих национальное достояние Украины.
— Харьковские ученые продолжают исследования Луны?
— Да, продолжают. Сейчас, в частности, мы работаем по двум проектам совместно с Европейским космическим агентством. Один из них — это полет аппарата Smart-1 на Луну. Наши сотрудники были включены в международную команду, которая занимается обработкой и анализом полученных данных — это несколько десятков тысяч снимков наиболее интересных участков нашего спутника. Мы разработали методику, которая позволяет находить и исследовать аномалии в структуре лунной поверхности. По фотоснимкам американского аппарата Clementine мы исследовали также место посадки «Аполлона-15» на Луну. На обычных снимках этот участок ничем не выделялся, однако после обработки его методом построения изображения фазовых отношений выделили явную аномалию — изменение микрорельефа в этой области. Поверхность была засыпана взметнувшейся от работающих двигателей пылью, которая замаскировала неровности рельефа.
— То есть человек уже начал менять лунный облик?
— Да. Мы впервые увидели результат вмешательства человека в облик нашего спутника. Если начнется освоение Луны, ее облик будет меняться, и мы навсегда потеряем ту картину, которую видели люди на протяжении тысяч лет. Чтобы это не произошло, следует проводить очень интенсивные исследования поверхности Луны. Изучение поверхности нашего спутника, каким он был до техногенного вмешательства человека, — это гуманитарная составляющая таких исследований. Кстати сказать, эта работа, будучи опубликованной в одном из международных астрономических журналов, имела и неожиданный для нас резонанс. Американские СМИ пришли к выводу, что «харьковские ученые доказали: американские астронавты были на Луне». Это было в тот период, когда в средства массовой информации была запущена «утка», что пребывание американских космонавтов на Луне — всего лишь павильонные съемки. Честно говоря, мы об этом и не думали, поскольку сомневаться в том, что «Аполлон» был на Луне, нет никаких оснований.
— Какие еще направления исследований Луны считаются приоритетными?
— Пожалуй, это сейсмические эксперименты, к которым готовится Япония и Россия. Дело в том, что Луна обладает сейсмичностью за счет своих недр, а также ударов космических тел о ее поверхность. Проект предполагает сбросить на Луну так называемую апертуру сейсмометров, которые лягут большим кольцом на лунную поверхность и будут работать одновременно. Таким образом, можно будет определять центры и очаги лунотрясений и по прохождению сейсмических колебаний через тело планеты определить, есть у Луны жидкое ядро или нет. От этого зависит ответ, как образовалось это небесное тело. Луна — наша ближайшая соседка, однако мы знаем о ней далеко не все. Эти знания будут также нужны при сооружении баз на Луне — такого рода проекты уже разрабатываются.
У астероидов тоже есть спутники
— Дмитрий Федорович, с 70-х годов, когда началось систематическое исследование астероидов, ученые узнали о них много нового и даже сумели посадить на один из них космический аппарат...— приглашаю к разговору заведующего отделом астероидов и комет НИИ астрономии ХНУ доктора физико-математических наук Д.Лупишко.
— Тем не менее малые планеты преподносят все новые сюрпризы. Так, в 1998 году американский космический аппарат «Галилей» передал на Землю снимок астероида Ида, на котором ученые неожиданно обнаружили еще и изображение его спутника. Он получил наименование Дактил. А через несколько лет спутники астероидов стали обнаруживать с помощью земных телескопов фотометрическим методом, то есть по изменению блеска той или иной малой планеты. Небесные камни обычно имеют неправильную форму и, вращаясь, описывают во времени кривую блеска с определенным периодом. Оказалось, некоторые кривые очень сложные, это заставило предположить, что здесь не обошлось без «вмешательства» спутника. В частности, таким образом ученым нашего института удалось обнаружить спутник у одного из небольших астероидов главного пояса и оценить его параметры.
— Как долго существуют спутники астероидов?
— Это зависит от того, насколько стабильны орбиты, но в любом случае они живут меньше, чем сами астероиды. Не решен еще вопрос и об их происхождении. Есть разные гипотезы: астероид захватывает пролетающее мимо тело, спутником становится осколок астероида, появившийся в результате его столкновения с другим телом, сильно раскрученный астероид делится на две части и меньшая из них становится спутником. Дальнейшие исследования покажут, какая из них верна. Сейчас уже обнаружено около 200 спутников малых планет.
— Насколько ученые продвинулись в решении проблемы астероидной опасности?
— В 1998 году американские ученые поставили задачу — обнаружить к 2008 году не менее 90% астероидов крупнее километра. Тела километрового размера при столкновении с Землей могут вызвать катастрофу планетарного масштаба. По оценкам специалистов, потенциально опасных небесных тел такого размера около тысячи. К настоящему времени их обнаружено уже около 850, то есть год-два и эта проблема будет решена. Так что с точки зрения астероидной опасности ситуация сейчас не просто лучше — она качественно другая. Ведь 15 лет назад были известны орбиты только трех процентов крупных астероидов.
В прошлом году была поставлена новая задача — в ближайшие 10—15 лет обнаружить до 90% астероидов крупнее 140 метров в диаметре, которые при столкновении с Землей могут вызвать региональную катастрофу. Их намного больше, чем километровых, — не тысяча, а сотни тысяч. Технически вопросы нейтрализации опасного астероида тем или иным способом решаемы, проблема состоит в том, что многие из них еще не обнаружены. Когда станут известны малые тела размером более 140 метров, ситуация будет фактически под контролем и крупных катастроф на Земле можно будет избежать.
Помимо астероидов, сближающихся с Землей, о которых астрономы знают уже довольно давно, в последние пять-восемь лет стало известно о существовании астероидов, орбиты которых находятся полностью внутри орбиты нашей планеты. Они также представляют опасность возможного столкновения с Землей (хотя и имеют небольшие размеры), но для земного наблюдателя они видны на дневном небе, и поэтому почти недоступны для обнаружения. Для этой цели предполагается использовать радарные методы наблюдений и наблюдения с космических аппаратов.
— Какова вероятность, что открытые астероиды будут спокойно летать по своим орбитам, а не свернут в сторону, прямо к Земле?
— Это зависит от массы конкретного астероида — чем он больше, тем более стабильна его орбита, чем меньше, тем он более подвержен влиянию других тел. После того как астероид открыт и вычислена его орбита, за дело берутся небесные механики. Они считают эволюцию орбиты каждого вновь открытого малого небесного тела и дают прогноз, есть у него шанс столкнуться с Землей или нет.
Например, астероид Апофиз был обнаружен в 2004 году. Небесные механики посчитали эволюцию его орбиты и определили, что есть достаточно большая вероятность столкновения этого небесного «булыжника» с нашей планетой 13 апреля 2029 года. После уточнения орбиты с помощью радаров выяснилось, что он пройдет мимо, хотя и очень близко — внутри орбиты Луны. В следующий раз он сблизится с нашей планетой в 2036 году и, судя по докладу, представленному на нашей конференции, вероятность его столкновения с Землей будет равна одной сорокатысячной.
«Вероятность не такая уж большая…»
— Имеет значение не столько вероятность, сколько степень риска, то есть произведение вероятности на уровень потерь. Даже при небольшой вероятности степень риска может быть большой за счет возможных потерь. Поскольку орбита этого астероида пролегает между Землей и Луной, нельзя исключать возможность столкновения Апофиза с нашей планетой вследствие воздействия гравитационных сил. Кстати, название было утверждено Международным астрономическим союзом в честь Апофиза — это греческая форма имени египетского бога Апопа, олицетворявшего тьму и хаос. Орбита Апофиза будет уточнена в 2012 году, когда он будет пролетать сравнительно недалеко от Земли.
— Какими методами вы изучаете астероиды?
— С помощью фотометрии и поляриметрии. Это наблюдения, при которых исследуются оптические характеристики объекта, связанные с его спектром. Таким образом, мы получаем информацию о структуре астероидов и типе вещества, из которых они состоят. Выделены несколько основных типов малых планет, в частности S-тип (силикатные), С-тип (углистые) и М-тип (металлические). Например, упавший в 1947 году Сихотэ-Алинский метеорит — это часть астероида М-типа, который состоял на 94% из железа и почти 6% — из никеля. Хочу заметить, что астероиды, сближающиеся с Землей, несут не только опасность. Возможно, в будущем они станут для человечества источником сырьевых ресурсов — металлов, кислорода, углерода и т. д. Астрономическая астероидная наука из чисто теоретической науки становится прикладной.
— Американский астроном Эдвард Боуэлл, один из наиболее известных в мире специалистов по обнаружению и изучению астероидов, назвал вашим именем один из обнаруженных им астероидов главного пояса 3210 Lupishko. Вы с ним сотрудничали?
— Нет, в то время мы знали друг друга только по публикациям. Кстати сказать, Эдвард в качестве подарка к 200-летнему юбилею Харьковского национального университета еще один из открытых им астероидов назвал 10685 Kharkivuniver. Этот небесный камень размером 10 километров относится к главному поясу астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера. Теперь наш отдел астероидов и комет НИИ астрономии, состоящий из семи человек, имеет семь «собственных» астероидов — шесть персональных и один, 15898 Kharasterteam, названный чешскими коллегами в честь всей нашей группы.
Алан Харрис, сотрудник Института космических исследований (США):
— Парадокс современной астрономии состоит в удивительно низком уровне знаний о Солнечной системе. Астрономия в рамках известных физических законов способна построить близкие к реальности модели рождения, жизни и смерти небесных объектов, размера, масса, энергетическая отдача и удаленность которых громадны по сравнению с реалиями повседневного опыта. И в то же время нет надежной модели происхождения и формирования планет и спутников Солнечной системы, а также комет и астероидов. Я приехал в Харьков с докладом об астероидах и их спутниках. Открытие спутников астероидов — это наиболее важное открытие в этой области астрономии за последние десять лет.
Теодор Костюк, ведущий сотрудник Годдардовского космического центра Национального космического агентства США (НАСА):
— Помимо научных интересов я приехал в Украину, в Харьков, еще и потому, что мой отец Григорий Костюк, родившийся в Каменец-Подольске, с 1929-го по 1935 год преподавал историю литературы в Харьковском университете. Потом он уехал, и я уже родился не в Украине, однако, как и большинство американцев украинского происхождения моего возраста, свободно говорю по-украински. Кстати, в Киеве, а перед этим в Канаде, была опубликована книга его воспоминаний — примерно треть страниц здесь посвящено харьковскому периоду его жизни. Сейчас мой отец является иностранным членом НАНУ.