Так выглядит на экране осциллографа сигнал,
отраженный от метеорного следа, образованного при вторжении
в атмосферу Земли частицы весом в пять миллиграммов |
Угроза столкновения Земли с достаточно большим космическим телом, результатом чего может стать глобальная катастрофа на нашей планете, уже не считается абстрактной. Специалисты признали, что это реальная опасность, которая поддается количественной оценке и которой можно противостоять.
До сих пор основными кандидатами на роль возможных космических «киллеров» считались малые планеты группы Атона, Аполлона и Амура, так называемые ААА-астероиды, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли. Таких опасных астероидов, размерами больше одного километра, существует не меньше двух тысяч, открыто же пока только 5—6% из них. Поисками других, еще невидимых, специалисты занимаются в рамках нескольких международных программ — SPACEWATCH, LONEOS, GEODSS. Как заявили ученые, потребуется не менее десяти лет, чтобы стало известно 80—90% остальных малых планет этого типа.
Ученые Харьковского технического университета радиоэлектроники пришли к выводу: угрозу могут представлять также астероиды другого типа — родительские тела метеорных потоков, которые появляются в нашем небе в виде «падающих звезд».
Загадай желание!
Что такое метеор для обычного человека? Прочертившая ночное небо падающая звезда. Если увидел — быстро загадай желание! Для специалистов же метеор — кратковременное явление, происходящее в средней атмосфере Земли при вхождении мелких твердых космических частиц.
Метеоры оставляют следы, которые ни самые зоркие человеческие глаза не увидят, ни фотоаппарат не запечатлит. Это особые плазменные образования протяженностью около пятнадцати километров, которые возникают от столкновения испаряющихся метеорных атомов с молекулами и атомами газов земной атмосферы. В двадцатых годах прошлого века радиолюбители обнаружили, что вышеназванные образования обладают способностью отражать и рассеивать радиоволны. Правда, с метеорами это тогда еще никто не связывал. Лишь специфическими кратковременными помехами были они и для операторов военных радиолокационных станций во время Второй мировой. Но год спустя после окончания войны, когда астрономы предсказали прохождение Земли через метеорный поток Драконид, с помощью военных локаторов их полет уже наблюдался повсеместно.
Интенсивные работы по изучению метеоров начались только с наступлением эпохи освоения космоса. В Харькове в 1957 году была создана специальная лаборатория, где впервые в СССР с помощью радиолокационного метода начались регулярные наблюдения под руководством профессора Бориса Кащеева. А с 1968 года в Харьковском техническом университете радиоэлектроники начала работать метеорная автоматическая радиолокационная система «МАРС», уникальная по своей чувствительности и функциональным возможностям. Она позволяет в течение доли секунды фиксировать прохождение космических частичек, определять их орбиты, оценивать количество метеороидов с различной массой (начиная от одной миллионной грамма), а при определенных условиях и возможные источники. (Вернее, позволяла, поскольку сейчас вся аппаратура пришла в негодность, а средств для ее восстановления нет.)
За годы, когда измерения велись круглый год и круглосуточно, специалисты ХТУРЭ успели накопить громадный архив данных — более четверти миллиона орбит индивидуальных частиц. Это в пять-шесть раз больше, чем во всех мировых каталогах вместе взятых! Сейчас ученые начали планомерную обработку и анализ накопленных уникальных данных. Их научные работы посвящены вопросам происхождения, эволюции и структуры главных метеорных потоков, пространственной плотности метеорных тел в потоке и оценке количества метеорных тел, падающих на Землю.
Метеорная опасность
Для нас все «падающие звезды» очень похожи друг на друга, хотя на самом деле они очень разные, каждая со своей достаточно сложной «биографией». Существуют два главных типа метеоров: спорадические, то есть одиночные, и потоковые.
Среди одиночных встречаются осколки астероидов и комет Солнечной системы, «беглецы» с Луны и Марса, а также загадочные межзвездные гиперболические мелкие тела, прибывшие к нам из таинственных глубин Галактики. Источниками же потоковых метеоров являются только астероиды и кометы. Как показал анализ харьковских ученых, 72% из них являются продуктом разрушения астероидов группы Аполлон-Атон-Амур, 19% — остатками ядер короткопериодических и 6% — долгопериодических комет. А 3% метеоров прилетели из основного пояса астероидов, который располагается между орбитами Марса и Юпитера. Их популяция претерпевает постоянную ротацию — на смену тем, которые сгорают в атмосфере планет или «выметаются» солнечным ветром в межзвездный простор, приходят новички.
Интересно, что распределение огромного количества орбит метеорных тел не хаотично — оно имеет четко выраженные структурные особенности, вызванные влиянием планет Солнечной системы под руководством главного дирижера — самого Солнца. Ученые считают: существуют общие закономерности распределения всех членов Солнечной системы относительно расстояний от нашего светила. Может быть, они сродни квантовым явлениям в атоме.
Однако метеоры представляют не только академический интерес. Такие красивые и на вид совершенно безопасные «падающие звезды», которые и живут-то в нашем небе буквально доли секунды, могут оказаться провозвестниками угрозы для жизни на нашей планете. Речь идет о метеорах, летящих целым потоком из миллионов частиц разного размера, ведь на одной орбите с ними должны быть относительно крупные родительские тела, эти частицы и породившие. Именно они, соударяясь с другими космическими странниками и постепенно разрушаясь, выбрасывают в космос все новые и новые осколки, формируя из них свой шлейф.
Из общего числа метеоров с помощью специальной методики харьковские ученые выделили 5160 потоков. Есть среди них совсем старые, которые уже замкнулись в сплошной тор из осколков. Некоторые из них даже наблюдаются с Земли по два раза в год, в восходящем и в нисходящем узле орбиты. А есть молодые, частиц там немного, и они летят кучно, поэтому увидеть их можно один раз в несколько лет. Причем потоки, как и составляющие их частицы, не вечны — одни исчезают с нашего неба, другие появляются. Время их жизни составляет от десяти до ста тысяч лет, что по космическим меркам — мгновение.
Хотя сейчас и известны тысячи метеорных потоков, родительские тела найдены пока только у нескольких десятков из них. Например, знаменитый поток Гименид навещает Землю ежегодно — первые сведения о нем были найдены в древнейших арабских и китайских хрониках, но орбита определена лишь сто лет назад, а родительское тело и вовсе обнаружено только в 1983 году. Это астероид, названный Фаэтоном. Между тем, как показали расчеты харьковчан, из 4810 потоков и, следовательно, родительских тел только 375 имеют нулевые шансы столкнуться с Землей, хотя их орбита и пересекается с орбитой нашей планеты. У остальных же 4435 родительских тел эта вероятность есть!
Правда, поскольку пока не существует методов определения точных координат родительского тела на орбите метеорного роя, оценки харьковчан опираются на представление, что, во-первых, оно находится в середине роя, а во-вторых, орбита не претерпевает сильных возмущений. Но даже в том случае, если из этого правила есть исключения и у какой-то части наблюдаемых потоков «родители» уже полностью разрушились, вероятность столкновения астероидов такого типа с нашей планетой все равно в сотни раз больше, чем у известных в настоящее время ААА-астероидов.
— Исследование метеорных потоков, характеристики которых содержатся в Харьковском банке данных, дает возможность выявить огромное количество потенциально опасных астероидов, — говорит доктор наук Юрий Волощук. — По нашей оценке, большая часть родительских тел имеет размеры около одного километра. При столкновении с Землей они могут представлять собой реальную опасность и обязательно должны быть приняты во внимание при оценке космической опасности. Проблема в том, что вероятность их обнаружения традиционными прямыми методами очень мала. Летящее прямо на Землю родительское тело на фоне миллиардов звезд будет выглядеть совсем маленькой точкой, которую оптика не разглядит. Но с помощью радиотелескопа миллиметровых волн вполне возможно лоцировать тела размером всего в десятки сантиметров. В содружестве со специалистами Радиоастрономического института НАН Украины мы планируем продолжить исследования потоков с помощью радиотелескопа РТ-70, который расположен под Евпаторией.
Для полноты картины стоит еще упомянуть, что малые космические тела несут еще один вид опасности — не такой глобальной, как столкновение с породившими их родительскими телами, но тоже вероятной. Речь идет об их столкновении с космическими аппаратами, летающими за пределами земной атмосферы. При громадной скорости полета даже космические пылинки могут нанести ощутимый вред. На заре космической эры Сергей Королев сильно переоценивал опасность, считая, что при столкновении с ними ракета может погибнуть. И все-таки в истории и советской, и американской космонавтики зафиксированы случаи выхода внешней аппаратуры из строя, которые связывают именно с соударением с метеорными телами. Космонавты не раз наблюдали следы таких соударений на толстых стеклах иллюминаторов в виде кратеров размером в два-три миллиметра.
Вносят свой вклад в дело разрушения земной аппаратуры и совсем микроскопические частицы, которых очень много. Из-за них все оптические поверхности, телескопы, солнечные батареи через какое-то время становятся матовыми — появляются маленькие каверночки, незримые для невооруженного глаза. Этот своего рода пескоструйный эффект способен привести оптику в полную негодность.
* * *
Тридцать лет Харьковский технический университет радиоэлектроники был активным и неизменным исполнителем астрономических, геофизических и прикладных государственных и международных программ, связанных с изучением метеорных явлений. Эти научные разработки стали весомым вкладом в мировую метеорную науку.
За большие заслуги ученых ХТУРЭ в исследовании радиометодом распределения мелких метеорных тел в космическом пространстве решением Международного астрономического союза по малым планетам в марте 2001 года новой малой планете № 10681 присвоено имя «KHTURE». Стоит добавить, что раньше еще одному астероиду было присвоено имя руководителя и зачинателя этих работ профессора Бориса Кащеева.
Пока в этой области Украина занимает одно из первых мест в мире. Сможет ли она его сохранить при нынешних объемах финансирования? Это вопрос. Правда, недавно пришло сообщение, что конкурс Министерства образования и науки в области фундаментальных работ выиграла тема «Разработка и создание системы наблюдения за телами Солнечной системы, несущими потенциальную опасность для жизни». В ней участвуют известные в мире специалисты по малым космическим телам — харьковчане Юрий Волощук, Дмитрий Лупишко и киевлянин Виталий Кручиненко. Но на средства, которые должны быть выделены, невозможно ни восстановить «МАРС», ни возобновить наблюдения.