Так виглядає на екрані осцилографа сигнал,
відбитий від метеорного сліду, утвореного під час вторгнення
в атмосферу Землі частинки вагою п’ять міліграмів |
Загроза зіткнення Землі з досить великим космічним тілом, результатом чого може стати глобальна катастрофа на нашій планеті, уже не вважається абстрактною. Фахівці визнали, що це реальна небезпека, яку можна кількісно оцінити і попередити.
Досі основними кандидатами на роль можливих космічних «кілерів» уважалися малі планети групи Атона, Аполлона й Амура, так звані ААА-астероїди, орбіти яких перетинаються з орбітою Землі. Таких небезпечних астероїдів, з діаметром понад один кілометр, існує не менше двох тисяч, а відкрито поки що лише 5—6% із них. Пошук інших, ще невидимих, фахівці ведуть в рамках кількох міжнародних програм — SPACEWATCH, LONEOS, GEODSS. Як заявили вчені, потрібно не менше десяти років, щоб виявити 80—90% інших малих планет цього типу.
Вчені Харківського технічного університету радіоелектроніки дійшли висновку: загрозою можуть бути також астероїди іншого типу — батьківські тіла метеорних потоків, вони з’являються у нашому небі у вигляді «падаючих зірок».
Загадай бажання!
Що таке метеор для пересічної людини? Рухома зірка, що перетнула нічне небо. Побачив — швидко загадай бажання!
А для фахівців метеор — короткочасне явище, яке відбувається в середній атмосфері Землі під час входження до неї дрібних твердих космічних частинок.
Метеори залишають сліди, які ані найзіркіші людські очі не побачать, ані фотоапарат не зафіксує. Це особливі плазмові утворення завдовжки близько п’ятнадцяти кілометрів, що виникають, коли метеорні атоми, випаровуючись, стикаються з молекулами й атомами газів земної атмосфери. У двадцятих роках минулого століття радіоаматори виявили, що згадані вище утворення мають здатність відбивати й розсіювати радіохвилі. Правда, з метеорами це тоді ще ніхто не пов’язував. Лише специфічними короткочасними перешкодами були вони і для операторів військових радіолокаційних станцій під час Другої світової. Але через рік після закінчення війни, коли астрономи передбачили проходження Землі через метеорний потік Драконід, з допомогою військових локаторів їх політ вже спостерігали всюди.
Інтенсивне вивчення метеорів розпочалося лише з настанням епохи освоєння космосу. У Харкові 1957 року створили спеціальну лабораторію, де вперше в СРСР з допомогою радіолокаційного методу розпочалися регулярні спостереження під керівництвом професора Бориса Кащеєва. А з 1968 року в Харківському технічному університеті радіоелектроніки запрацювала створена тут метеорна автоматична радіолокаційна система «МАРС», унікальна за своєю чутливістю й функціональними можливостями. Вона дає змогу протягом частки секунди фіксувати проходження космічних частинок, визначати їхні орбіти, оцінювати кількість метеороїдів з різноманітною масою (починаючи від однієї мільйонної грама), а за певних умов і можливі джерела. (Вірніше, дозволяла, оскільки нині апаратура вже непридатна, а коштів на її відновлення немає.)
За роки, коли виміри вели цілий рік і цілодобово, фахівці ХТУРЕ встигли нагромадити величезний архів даних — понад чверть мільйона орбіт індивідуальних частинок. Це в п’ять-шість разів більше, ніж у всіх світових каталогах разом узятих! Нині вчені планомірно опрацьовують й аналізують зібрані унікальні дані. Їхні наукові праці присвячені питанням походження, еволюції і структури головних метеорних потоків, просторовій щільності метеорних тіл у потоці й оцінці кількості метеорних тіл, які падають на Землю.
Метеорна небезпека
Для нас усі «падаючі зірки» схожі одна на одну, хоча насправді вони дуже різні, кожна зі своєю досить складною «біографією». Існують два головні типи метеорів: спорадичні, тобто одиночні, і потокові.
Серед одиночних зустрічаються уламки астероїдів і комет Сонячної системи, «утікачі» з Місяця й Марса, а також загадкові міжзоряні гіперболічні дрібні тіла, що прибули до нас із таємничих глибин Галактики. А джерелами потокових метеорів є лише астероїди й комети. Як засвідчив аналіз харківських учених, 72% їх є продуктом руйнації астероїдів групи Аполлон-Атон-Амур, 19% — залишками ядер короткоперіодичних і 6% — довгоперіодичних комет. А 3% метеорів прилетіли з основного поясу астероїдів, розташованого між орбітами Марса й Юпітера. Їх популяція зазнає постійної ротації — на зміну тим, що згоряють в атмосфері планет або «вимітаються» сонячним вітром у міжзоряний простір, приходять новачки.
Цікаво, що розподіл величезної кількості орбіт метеорних тіл не хаотичний — він має чітко виражені структурні особливості, зумовлені впливом планет Сонячної системи під керівництвом головного диригента — самого Сонця. Вчені вважають: існують спільні закономірності розподілу всіх членів Сонячної системи стосовно відстані від нашого світила. Можливо, вони є родичами квантовим явищам в атомі.
Проте метеори представляють не лише академічний інтерес. Такі гарні й на перший погляд цілком безпечні «падаючі зірки», хоч і живуть у нашому небі буквально частки секунди, можуть виявитися провісниками загрози для життя на нашій планеті. Йдеться про метеори, що летять потоком із мільйонів частинок різного розміру, адже на одній орбіті з ними мають бути відносно великі батьківські тіла, які ці частинки й породили. Саме вони під час зіткнень з іншими космічними мандрівниками поступово руйнуються і викидають у космос дедалі нові й нові уламки, формуючи з них свій шлейф.
Із загальної кількості метеорів з допомогою спеціальної методики харківські вчені виділили 5160 потоків. Є серед них зовсім старі, які вже замкнулися в суцільний тор із уламків. Деякі з них можна навіть спостерігати з Землі двічі на рік, у висхідному й у низхідному вузлі орбіти. А є молоді, частинок там небагато й летять вони купчасто, тому побачити їх можна один раз на кілька років. Причому потоки, як і їх складові частинки, не вічні — одні зникають із нашого неба, інші з’являються. Час їхнього життя становить від десяти до ста тисяч років, що за космічними масштабами — мить.
Хоча нині й відомі тисячі метеорних потоків, батьківські тіла знайдені поки що тільки в кількох десятків із них. Приміром, знаменитий потік Гіменид відвідує Землю щорічно — перші згадки про нього знайдено в найдавніших арабських і китайських хроніках, але орбіту змогли визначити лише сто років тому, а батьківське тіло — тільки 1983 року. Це астероїд, названий Фаетоном. Тим часом, як показали розрахунки харків’ян, із 4810 потоків і, отже, батьківських тіл, лише 375 мають нульові шанси зіткнутися з Землею, хоча їх орбіта й перетинається з орбітою нашої планети. А в інших 4435 батьківських тіл ця ймовірність є!
Правда, поки що не існує методів визначення точних координат батьківського тіла на орбіті метеорного рою, і оцінки харків’ян спираються на уявлення, що, по-перше, воно знаходиться в середині рою, а по-друге, орбіта не зазнає сильних збурень. Але навіть якщо з цього правила є винятки й у певної частини потоків, за якими ведеться спостереження, «батьки» уже повністю зруйнувалися, ймовірність зіткнення астероїдів такого типу з нашою планетою все одно в сотні разів більша, ніж у відомих сьогодні ААА-астероїдов.
— Дослідження метеорних потоків, характеристики яких містяться в Харківському банку даних, дозволяє виявити величезну кількість потенційно небезпечних астероїдів, — розповідає доктор наук Юрій Волощук. — За нашою оцінкою, велика частина батьківських тіл має в діаметрі близько одного кілометра. Під час зіткнення з Землею вони можуть бути реально небезпечними й обов’язково мають бути взяті до уваги під час оцінки космічної небезпеки. Проблема в тім, що можливість їх виявлення традиційними прямими методами дуже мала. Батьківське тіло, яке летить прямо на землю, на тлі мільярдів зірок виглядатиме зовсім маленькою крапкою, яку оптика не побачить. Але з допомогою радіотелескопа міліметрових хвиль цілком можливо лоціювати тіла розміром всього кілька десятків сантиметрів. У співдружності з фахівцями Радіоастрономічного інституту НАН України ми плануємо продовжити дослідження потоків з допомогою радіотелескопа РТ-70, розташованого під Євпаторією.
Варто згадати, що малі космічні тіла несуть ще один вид небезпеки — не такої глобальної, як зіткнення з батьківськими тілами, що їх породили, але також імовірної. Вони можуть опинитися на шляху космічних апаратів, які літають за межами земної атмосфери. За величезної швидкості польоту навіть космічні порошини здатні завдати відчутної шкоди. На світанку космічної ери Сергій Корольов дуже переоцінював небезпеку, вважаючи, що, зіткнувшись із ними, ракета може загинути. І все-таки в історії й радянської, й американської космонавтики зафіксовані випадки виходу зовнішньої апаратури з ладу, які пов’язують саме з метеорними тілами. Космонавти не раз спостерігали сліди таких зіткнень на товстому склі ілюмінаторів у вигляді кратерів розміром два-три міліметри.
Роблять свій внесок у справу руйнації земної апаратури й зовсім мікроскопічні частинки, яких дуже багато. Через них всі оптичні поверхні, телескопи, сонячні батареї через певний час стають матовими — з’являються маленькі каверночки, невидимі для неозброєного ока. Цей своєрідний піскоструминний ефект здатний навіть повністю вивести з ладу оптику.
* * *
Тридцять років Харківський технічний університет радіоелектроніки був активним і незмінним виконавцем астрономічних, геофізичних і прикладних державних і міжнародних програм, пов’язаних із вивченням метеорних явищ. Ці наукові розробки стали вагомим внеском у світову метеорну науку.
За великі заслуги вчених ХТУРЕ в дослідженні радіометодом розподілу дрібних метеорних тіл у космічному просторі рішенням міжнародної астрономічної спілки з малих планет у березні 2001 року новій малій планеті № 10681 присвоєно ім’я «KHTURE». Варто додати, що раніше ще одному астероїду присвоїли ім’я керівника й зачинателя цих робіт професора Бориса Кащеєва.
Поки що в цій галузі Україна займає одне з перших місць у світі. Чи зможе вона його зберегти за нинішніх обсягів фінансування? Це питання. Правда, недавно надійшло повідомлення, що конкурс Міністерства освіти й науки в галузі фундаментальних робіт виграла тема «Розробка та створення системи спостереження за тілами Сонячної системи, які несуть потенційну небезпеку для життя». У ній беруть участь відомі в світі фахівці з малих космічних тіл — харків’яни Юрій Волощук, Дмитро Лупишко й киянин Віталій Кручиненко. Але на кошти, які планується виділити, неможливо ані відновити «МАРС», ані відновити спостереження.