АСТЕРОИДНАЯ ОПАСНОСТЬ: МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ

Проблема астероидной опасности привлекает все большее внимание ученых и не сходит со страниц прессы? По-видимому, имеет смысл еще раз рассмотреть эту проблему.

Помимо главного пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера и насчитывающего около пяти тысяч обнаруженных к настоящему времени малых планет-астероидов диаметром от 1000 км и меньше, существует популяция астероидов, орбиты которых сближаются или пересекают орбиту Земли. Уже обнаружено около 350 таких астероидов, сокращенно называющихся АСЗ (астероиды, сближающиеся с Землей). По своим физическим свойствам эти объекты Солнечной системы мало чем отличаются от астероидов главного пояса. Они имеют в основном такой же минералогический состав, такие же оптические свойства поверхностей, форму, да и вращаются почти так же, как и астероиды главного пояса. Основное различие между ними - это относительно малые размеры АСЗ, поскольку крупнейший из них астероид 1036 Ганимед, имеет диаметр около 40 км.

В последние годы усилия специалистов по изучению тел Солнечной системы (и прежде всего астероидов) все больше концентрируются на исследовании именно этих объектов. Можно назвать три причины столь острого интереса к АСЗ. Прежде всего, с точки зрения фундаментальной науки такие вопросы, как происхождение астероидов, сближающихся с Землей, механизмы их перевода на околоземные орбиты, время жизни, связь с другими малыми телами Солнечной системы - кометами и метеоритами и др., представляются очень важными для решения основной проблемы изучения ближнего космоса - проблемы происхождения и эволюции Солнечной системы.

С другой стороны, изучение этих объектов в последние годы приобрело не только теоретическое, но и очень важное практическое значение. АСЗ все более активно рассматриваются как потенциальные источники металла и другого минерального сырья (железо, никель, магний, алюминий, вода, азот, углерод, кремний, кислород и др.) в околоземном космическом пространстве. Уже в 1991 - 92 годах НАСА выделило восемь млн. долларов на разработку этой программы в США. Есть проекты разработки АСЗ с целью использования их полезных ископаемых для осуществления космических миссий. Значительная часть этих астероидов содержит летучие вещества (водород, азот, углерод) в концентрациях, в 100 раз превышающих лунное вещество. Как показывают данные наблюдений, среди АСЗ имеются объекты чисто металлические. Подтверждением тому является, например, Сихотэ-Алинский метеорит (94% железа и 6% никеля), упавший в Уссурийской тайге в 1947 году. Общий вес его по оценкам специалистов составляет около 100 тонн (собрано около 30 тонн). Вещество поверхности АСЗ может быть использовано также для термоядерной энергетики (добычи термоядерного горючего Гелий-3). Примерно пятая часть АЗС является энергетически более легко достижимой для космических аппаратов, чем Луна. Анализ имеющихся данных свидетельствует в пользу того, что перспектива начала разработки минеральных ресурсов АСЗ высокоразвитыми странами (США и Западная Европа) не такая уж отдаленная (первое - второе десятилетия XXI века).

И, наконец, третий аспект тоже прикладной необходимости изучения АСЗ связан с проблемой «астероидная опасность». Эта проблема очень активно разрабатывается в настоящее время на международном уровне. Согласно имеющимся данным, существует около 400 астероидов, пересекающих орбиту Земли, с диаметром более двух километров, примерно 2100 из них - более километра в диаметре, около 300000 - более 100 м и т. д. Столкновение с Землей каждого из этих астероидов представляет собой реальную опасность для человечества.

В докладе НАСА Конгрессу США указывается на то, что минимальная масса астероида, способного вызвать глобальные катастрофические изменения климата, фауны и флоры на Земле, составляет несколько десятков миллиардов тонн, соответствующий пороговый диаметр такого астероида равен 1 - 2 км. Столкновение Земли с такой массой приведет к взрыву, тротиловый эквивалент которого составляет 1 млн. мегатонн (50 млн. Хиросим). Выброс вещества из кратера примерно в 1000 раз превысит объем сталкивающегося тела, что может вызвать эффект ядерной зимы: пыль, поднятая в атмосферу, поглотит солнечное излучение, в результате этого резко снизится температура на поверхности Земли, произойдут глобальные изменения в экологии и т. д. Проблема состоит в том, что в настоящее время нам известны орбиты лишь 5 - 6% АСЗ диаметром больше 1 км и примерно 0,1% орбит астероидов диаметром больше 100 м. Последние способны вызвать региональные катастрофы.

Вероятность столкновения любого из этих астероидов с Землей ничтожно мала. Однако в силу большого числа этих объектов частота столкновений составляет примерно одно за миллион лет для астероидов с диаметром больше 1 км и одно (столкновение) за сто лет для астероидов с диаметром порядка 50 метров. Американские ученые оценили степень риска для отдельного человека погибнуть от столкновения Земли с астероидом. Получился парадоксальный на первый взгляд результат: она оказалась примерно такой же, как в случае авиационной катастрофы (когда погибают десятки человек) или автомобильной аварии (единичные жертвы). Однако здесь все более-менее правильно, поскольку степень риска - это произведение вероятности на уровень потерь (при столкновении с астероидом это могут быть не единицы и десятки жертв, а миллионы). Поистине, хоть и мала вероятность, но велика опасность!

Случались ли уже столкновения крупных небесных тел (астероидов, комет) с Землей? Да, они были раньше и, безусловно, будут происходить и в будущем. На поверхности Земли сохранилось не менее 130 кратеров диаметром до 200 км различного вида и возраста, в том числе и очень древних, обнаруженных из космоса. Вблизи побережья полуострова Юкатан (Мексика) найден огромный ударный кратер, возраст которого оценивается в 65 млн. лет. В последние годы многие ученые объясняют внезапное исчезновение гигантских динозавров и некоторых других ископаемых животных именно столкновением Земли с огромным астероидом (диаметром 1 - 10 км) примерно 65 млн. лет тому назад. Это событие совпадает со сменой двух геологических эпох в истории нашей планеты: мезозоя и кайнозоя. В геологических слоях Земли, относящихся к этому периоду, обнаружено большое содержание иридия космического происхождения. Вторая глобальная космическая катастрофа, послужившая причиной вымирания так называемой «мамонтовой» фауны, произошла примерно 10 тыс. лет тому назад. Ученые предполагают, что после этой катастрофы человечество возродилось, по-видимому, уже в новой форме, в виде резкой вспышки цивилизации примерно 8 - 9 тыс. лет тому назад.

Многие из нас помнят еще из школьного учебника по астрономии знаменитый Аризонский кратер в США (диаметр 1000 м глубина 200 м), который прекрасно сохранился до наших дней. Одному из авторов (Д.Лупишко) посчастливилось побывать на дне этого кратера. Вот где начинаешь глубоко осознавать реальность проблемы «Астероидная опасность»!

Относительно недавнее событие, происшедшее на территории России и известное как «Тунгусский феномен 1908 года», связывается с касательным столкновением с Землей метеороида (осколка астероида), или фрагмента ядра кометы размером 50 - 60 м, взорвавшегося в атмосфере на высоте примерно 7 км. При взрыве освободилась энергия порядка 10 мегатонн ТНТ (примерно 500 Хиросим). Напомню, что по оценкам специалистов, такое событие случается примерно один раз в столетие. А сколько ударных кратеров видно на космических снимках Луны, Меркурия, Марса, лишенных атмосферы спутниках планет-гигантов и даже крошечных астероидах!

Телевидение и пресса сообщили о том, что 23 марта 1989 г. неизвестный ранее астероид 1989 FC пересек орбиту Земли в точке, где она находилась всего шесть часов тому назад. Этот астероид размером в несколько сот метров был обнаружен уже в процессе удаления от Земли. Если бы он столкнулся с Землей, то в результате мы имели бы свежий кратер диаметром около 16 км и глубиной 1,5 км, в радиусе 160 км от которого все было бы катастрофически разрушено ударной волной. А падение астероида в океан вызвало бы грандиозное цунами высотой в сотни метров. немного раньше, 10 августа 1972 г., объект диаметром свыше 25 м прошел через атмосферу Земли над Канадой и наблюдался на небе как огромный огненный шар. Весьма незначительное возмущение орбиты могло бы вызвать его падение на Землю, а значит, и катастрофу местного масштаба. Кстати, в США недавно были рассекречены данные о том, что при вхождении некоторых метеоритов в верхние слои атмосферы высвобождается энергия, эквивалентная 10 килотоннам ТНТ. Подобные события случаются не реже одного раза в год, хотя обычно импакт не достигает поверхности. 8 - 9 декабря 1992 г. крупный астероид Тутатис диаметром 2 - 3 км прошел от Земли на расстоянии, равном примерно восьми расстояниям до Луны.

И наконец, уникальное событие 1994 г. - столкновение кометы Шумейкера-Леви с Юпитером, которое потрясло воображение землян и еще раз напомнило о том, что подобные катастрофы в Солнечной системе - это действительно реальность.

У читателя может возникнуть ощущение безысходности, и в этом в какой-то мере он будет прав, однако не полностью. Человечество на нынешнем этапе развития цивилизации уже может защитить себя от угрозы столкновения с непрошенными «космическими пришельцами» - кометами и астероидами. Этот тезис очень убедительно прозвучал на международной конференции «Проблемы защиты Земли от столкновения с опасными космическими объектами», которая проходила в г.Снежинске Челябинской области в сентябре 1994 года. Конференция была организована Российским федеральным ядерным центром и Российским государственным ракетным центром при поддержке Фонда фундаментальных исследований РАН и ряда других организаций. В работе конференции приняли участие около 200 ученых из разных стран, среди которых был «отец» американской водородной бомбы престарелый Эдвард Теллер. известные в научном мире американские ученые - специалисты по исследованию астероидов Т.Герельс, Д.Моррисон и другие. Так вот, Э.Теллер на конференции заявил, что «защита от астероидов более проста, чем от землетрясений и вулканов», и настойчиво рекомендовал начать проведение экспериментов по изучению последствий ядерных взрывов с целью разрушения опасных астероидов и комет или изменения их орбит. Против таких экспериментов в космосе весьма категорично протестовал известный ученый-астроном Том Герельс (США). Другой американский коллега Дэвид Моррисон отмечал, что Конгресс США уже сейчас готов выделить немалые средства для развертывания работ по программе обнаружения и изучения астероидов, сближающихся с Землей. Участники конференции приняли обращение к мировому сообществу, в котором призвали правительства всех стран, ученых, руководителей научных учреждений, фирм, компаний поддержать их начинание.

В самые последние годы активность международной научной общественности вокруг проблемы «Астероидная опасность» сильно возросла. О важности этой проблемы говорит тот факт, что в настоящее время созданы и функционируют две международные рабочие группы. Одна из них еще в 1992 г. представила Конгрессу США доклад о реальности проблемы «Астероидная опасность» и конкретных мерах по ее решению. В частности, предлагается установить в разных местах земной поверхности шесть специализированных телескопов с диаметром зеркала 2,5 метра для обнаружения и определения орбит АСЗ. Разработанная в США методика такого мониторинга позволила бы с этой системой телескопов обнаружить в течение ближайших 20 лет 90 - 95% АСЗ, которые представляют потенциальную угрозу столкновения с Землей. В ответ на эти предложения Конгресс США предложил НАСА начать разработку этой программы с 1995 года.

В 1992 г. в Санкт-петербурге создан Международный институт проблем астероидной опасности (МИПАО), с которым украинские ученые активно сотрудничают. Он инициирует работы по обнаружению АСЗ, изучению их физических свойств, моделированию возможных последствий столкновений, по разработке мер противодействия и т. п. Следует отметить, что одной из тем научных исследований, развиваемых сейчас в астрономической обсерватории Харьковского университета и Крымской астрофизической обсерватории, является изучение физических свойств АСЗ. И в этих исследованиях украинские ученые активно сотрудничают с учеными германии, Швеции, США, Италии.

Военные ведомства крупнейших стран (США, России и др.) действительно в состоянии объединить свои усилия против «общего врага» человечества - астероидной опасности и в рамках конверсии создать систему противодействия возможным столкновениям астероидов с Землей. Существуют различные технические решения (методы) этой проблемы: уничтожение астероида ядерным взрывом, изменение его траектории путем сообщения астероиду дополнительной скорости системой ядерных взрывов на его поверхности, двигателями реактивной тяги космического аппарата, рассеяние пылевого облака на пути движения астероида, направленного сброса вещества с его поверхности, окраска части поверхности астероида с целью изменения его отражательной способности и получения дополнительного импульса и др. Уровень развития технологии в настоящее время позволяет в принципе осуществить это. Причем, чем раньше астрономы сообщат о возможном столкновении астероида с Землей, тем меньше надо будет затратить энергии для его предотвращения.

Астероиды, сближающиеся с Землей, могут не только разрушить жизнь на Земле, но и обеспечить ее сырьевыми ресурсами, источниками энергии и др. Украина, обладая развитым научным потенциалом, не должна быть в стороне от решения этих судьбоносных проблем человечества. По-видимому, наступило время для разработки соответствующего научно-технического проекта, предусматривающего как наземные, так и космические исследования по проблеме «астероидная опасность».