Chcę od razu powiedzieć, że nie postawiłem sobie za cel tego artykułu straszenia czytelnika przerażającymi opowieściami o kosmicznym zagrożeniu barwnym opisem spadającej na Ziemię komety i śmierci wszelkiego życia. Myślę, że jest mało prawdopodobne, aby w najbliższym czasie komukolwiek udało się zrobić to lepiej niż w filmie „Armagedon”. Tutaj po prostu zebrałem i usystematyzowałem w popularnej formie podstawowe informacje o małych ciałach Układu Słonecznego i starałem się obiektywnie odpowiedzieć na pytanie: „Czy można spokojnie spać w nocy, czy też należy się bać, że w każdej chwili wielkości domu lub całego miasta i zniszczyć, jeśli nie połowę planety, to jakiś mały kraj?

Świat asteroid i komet.

Mam dla ciebie dwie wiadomości - dobrą i złą. Zacznę od złego: wokół Słońca w sferze o promieniu 1 roku świetlnego (jest to sfera, w której Słońce może utrzymywać małe ciała swoją grawitacją) stale krąży biliony(!!!) bloki o rozmiarach od kilkudziesięciu metrów do setek, a nawet tysięcy kilometrów!

Dobrą wiadomością jest to, że Układ Słoneczny istnieje od 4,5 miliarda lat, a początkowy bałagan materii kosmicznej od dawna tworzy stabilny układ planet, asteroid, komet itp., który obserwujemy. Okres masowych bombardowań meteorytowych, których doświadczyła Ziemia i inne planety, pozostał w odległej prehistorycznej przeszłości. Niemal wszystko, co miało spaść na Ziemię z kosmosu, na szczęście dla nas, już upadło. W tej chwili sytuacja w Układzie Słonecznym jest ogólnie spokojna. Okazjonalnie swoim wyglądem ucieszy kometa - gość z samych obrzeży posiadłości naszej oprawy.

Wszystkie duże asteroidy zostały odkryte, przepisane, zarejestrowane, ich orbity zostały obliczone, nie stanowią zagrożenia.

Z małymi jest trudniej - w kosmosie jest ich więcej niż mrówek we wszystkich mrowiskach. Po prostu nie da się zarejestrować każdej kosmicznej skały. Ze względu na niewielkie rozmiary występują tylko w bezpośrednim sąsiedztwie Ziemi. A bardzo małe nie są w ogóle wykrywane przed wejściem do atmosfery. Ale takie co najwyżej nie przynoszą wiele szkody - potrafią przestraszyć głośnym hukiem, zanim prawie całkowicie się wypalą. Chociaż szkło w domach można stłuc, jak zrobił to sam meteoryt czelabiński, co pokazało realność zagrożenia z kosmosu.

Największy niepokój budzą asteroidy większe niż 150 metrów. Teoretycznie ich liczba to tylko „pas główny” może być w milionach. Znalezienie takiego ciała w wystarczająco dużej odległości, aby mieć czas na zrobienie czegoś, jest bardzo trudne. A meteoryt mierzący 150-300 metrów gwarantuje zniszczenie miasta, jeśli w nie uderzy.

W ten sposób zagrożenie z kosmosu jest więcej niż realne. Meteoryty spadały na Ziemię przez całą jej historię i prędzej czy później to się powtórzy. Aby ocenić poziom zagrożenia, proponuję przyjrzeć się bliżej strukturze tej niebiańskiej ekonomii.

Terminologia.

• Małe ciała Układu Słonecznego- wszystkie naturalne obiekty krążące wokół Słońca, z wyjątkiem planet, planet karłowatych i ich satelitów.

• planety karłowate- ciała o masie wystarczającej do utrzymania kształtu zbliżonego do kulistego (od 300-400 km) z powodu własnej grawitacji, ale nie dominującego na ich orbicie.

• — małe ciała większe niż 30 metrów.
• Nazywa się małe ciała mniejsze niż 30 metrów meteoroidy.
• Co więcej, gdy rozmiar się zmniejsza, idź mikrometeoroidy(mniej niż 1-2 mm), a następnie kosmiczny pył(cząstki mniejsze niż 10 µm).
• Meteoryt- co zostało z asteroidy lub meteoroidu po tym, jak spadły na Ziemię.
• kula ognia- błysk widoczny, gdy małe ciało wejdzie w atmosferę.
• Kometa- lodowate małe ciało. Gdy zbliża się do Słońca, lód i zamrożony gaz odparowują, tworząc warkocz i komę (głową komety).
• Aphelion jest najdalszym punktem orbity.
• Peryhelium jest najbliższym Słońcu punktem na orbicie.
• a.u.- Astronomiczna jednostka odległości, to odległość od Ziemi do Słońca (150 mln km).

Miejsce koncentracji masy małych ciał. Jest to szerokie pasmo między orbitami Marsa i Jowisza, wzdłuż którego obraca się główna część asteroid centralnej części Układu Słonecznego:

Większość małych ciał Układu Słonecznego krąży wokół Słońca grupami po bliskich orbitach. Wynika to z faktu, że przez miliardy lat doświadczają one oddziaływania grawitacyjnego ze strony planet (zwłaszcza Jowisza) i stopniowo przesuwają się z niestabilnych orbit, gdzie takie efekty są maksymalne, na stabilne, gdzie zakłócenia grawitacyjne są minimalne. Również grupy planetoid powstają podczas zderzeń, kiedy duża asteroida rozpada się na wiele małych lub pozostaje nienaruszona, ale odrywa się od niej wiele fragmentów. W tej chwili znanych jest kilkadziesiąt grup (lub rodzin) asteroid, ale większość z nich należy do pasa głównego.

V pas główny Znane są 4 ciała większe niż 400 km, około 200 ciał większych niż 100 km, około 1000 większych niż 15 km. Teoretycznie szacuje się, że powinno być około 1-2 milionów asteroid większych niż 1 km. Pomimo ogromnej liczby całkowita masa tych kamieni to tylko 4% masy księżyca.

Wcześniej zakładano, że główny pas asteroid powstał z szczątków eksplodującej planety Phaethon. Ale teraz bardziej prawdopodobną wersją jest to, że planeta w tym obszarze po prostu nie mogła powstać z powodu bliskości gigantycznego Jowisza.

Miliony asteroid w tym pasie, z których wiele mogłoby zorganizować Armagedon na Ziemi, nie stanowią dla nas zagrożenia, ponieważ ich orbity leżą poza orbitą Marsa.

Kolizje.

Ale czasami zderzają się ze sobą, wtedy jakiś fragment może przypadkowo wpaść w Ziemię. Prawdopodobieństwo takiego wypadku jest niezwykle niskie. Jeśli obliczysz to na okres równy życiu 2-3 pokoleń, to te pokolenia nie muszą się zbytnio martwić.

Ale Ziemia istnieje od miliardów lat, podczas których wszystko się wydarzyło. Na przykład wyginięcie około 80% całego życia i 100% dinozaurów 65 milionów lat temu. Praktycznie udowodniono, że to wina krateru, z którego znajduje się w rejonie Półwyspu Jukatan (Meksyk). Sądząc po kraterze, był to meteoryt o wielkości około 10 km. Przypuszczalnie należała do rodziny asteroid Baptistina, która powstała podczas zderzenia 170-kilometrowej asteroidy z inną dość dużą.

Jak często zdarzają się takie kolizje? Proponuję włączyć wyobraźnię przestrzenną i wyobrazić sobie główny pas asteroid zmniejszony o 100 tysięcy razy. W tej skali jego szerokość będzie w przybliżeniu równa szerokości Oceanu Atlantyckiego. Asteroida o średnicy 1 km zamieni się w kulę o wielkości 1 cm, a cztery gigantyczne ciała - Ceres, Vesta, Pallas i Hygiea o rozmiarach odpowiednio 950, 530, 532 i 407 km, staną się kulami około 10, 5 i 4 metry. 100-metrowe asteroidy (minimalny rozmiar, który stanowi wystarczająco poważne zagrożenie) zamienią się w okruchy o średnicy 1 mm. Teraz rozrzućmy je w myślach po całym Atlantyku i wyobraźmy sobie, że biegną płynnie w mniej więcej jednym kierunku, na przykład najpierw z północy na południe, a potem z powrotem. Ich trajektorie nie są dokładnie równoległe – niech jedni płyną z Londynu na dolny czubek Ameryki Południowej, a inni z Nowego Jorku do Afryki Południowej. Co więcej, kończą swoją podróż tam iz powrotem (okres orbitalny) w ciągu 4-6 lat (w takiej skali odpowiada to w przybliżeniu prędkości 1 km / h).

Czy przesłałeś to zdjęcie? W tej samej skali Ziemia znajdująca się najbliżej jakiejkolwiek asteroidy będzie 130-metrową wyspą na Oceanie Indyjskim. Jakie jest prawdopodobieństwo, że zderzyły się dwie asteroidy, a fragment wylądował w nim!? Teraz myślę, że będziesz spać spokojniej. Przynajmniej niepokój o kosmiczny Armagedon, nieustannie podsycany przez media, powinien zniknąć na dalszy plan. Nawet jeśli kilka milionów kulek o rozmiarach od 1 milimetra do kilkudziesięciu centymetrów i tylko kilkaset większych niż metr wleje się do Oceanu Atlantyckiego, z takim ruchem, o którym mówiliśmy, intuicja podpowiada, że ​​zderzenia i odłamki uderzające w Atlantyk Ziemi w najbliższej przyszłości nie można się spodziewać. A obliczenia matematyczne dają takie dane: asteroidy o wielkości 20 km lub więcej uderzają w siebie raz na 10 milionów lat.

Jedno z typowych zdjęć, które zwykle podaje się jako ilustrację przy opisie pasa asteroid:

Teraz myślę, że rozumiesz, że w prawdziwym życiu wygląda to zupełnie inaczej. W rzeczywistości stosunek odległości między sąsiednimi blokami i ich rozmiarami jest tam znacznie większy niż na tym rysunku. Mierzy się go w tysiącach kilometrów, czasem setkach, więc międzyplanetarne statki kosmiczne przelatywały przez ten pas cicho bez żadnych komplikacji.

Jednak pomimo wszystkiego, co zostało powiedziane, to właśnie z Głównego Pasa Asteroid pochodzi ponad 99% fragmentów meteorytów znalezionych na Ziemi. Wnieśli znaczący wkład w „rozwój” życia na Ziemi, okresowo organizując na niej masowe wymieranie gatunków. Cóż, dlatego jest szefem ...

Asteroidy zbliżające się do Ziemi.

Jak wspomniano powyżej, większość asteroid należy do rodziny, to znaczy ciała z tej samej grupy lecą po podobnych orbitach. Istnieją rodziny orbit, które zbliżają się do orbity Ziemi, a nawet ją przecinają. Najniebezpieczniejsze z nich to rodziny Kupidyna, Apolla i Atona:

grupa Amur- najmniej groźny z tych trzech, bo nie przecina orbity Ziemi, a tylko się do niej zbliża. To wystarczy, aby stworzyć potencjalne zagrożenie, ponieważ przy takich podejściach grawitacja Ziemi w nieprzewidywalny sposób zmienia orbitę asteroid, a zatem zagrożenie ze strony potencjału może przerodzić się w realne. Mars ma na nie taki sam wpływ, ponieważ przecinają jego orbitę, a więc czasami się do niego zbliżają. Znanych jest około 4000 asteroid z tej grupy, oczywiście większość z nich nie została jeszcze odkryta. Największym z nich jest Ganimedes (nie mylić z satelitą Jowisza), jego średnica wynosi 31,5 km. Inny członek tej grupy – Eros (34 X 11 km), słynie z tego, że po raz pierwszy w historii wylądował na nim statek kosmiczny – „NEAR Shoemaker” (NASA).

Grupa Apollo. Jak widać na schemacie, asteroidy z tej grupy, podobnie jak „amorki”, w aphelium (maksymalna odległość od Słońca) trafiają do pasa głównego, a na peryhelium wchodzą w orbitę ziemską. Oznacza to, że przecinają ją w dwóch miejscach. W tej rodzinie znanych jest ponad 5000 członków, głównie „drobiazgów”, największy - 8,5 km.

Grupa Atena. Znanych jest około 1000 Atonów (największy ma 3,5 km). Przeciwnie, krążą wewnątrz orbity Ziemi i dopiero w aphelium wychodzą poza jej granice, przecinając również naszą orbitę.

W rzeczywistości diagram pokazuje rzuty typowych orbit „Apollosa” i „Atonów”. Każda z planetoid ma pewne nachylenie orbity, więc nie każda z nich przecina orbitę Ziemi – większość przechodzi pod nią lub nad nią (lub nieco w bok). Ale jeśli się przetnie, to istnieje możliwość, że w pewnym momencie Ziemia będzie z nią w tym samym punkcie - wtedy nastąpi kolizja.

Tak ta kosmiczna karuzela zmienia się z roku na rok. Astronomowie na całym świecie obserwują każdy podejrzany obiekt, ciągle odkrywając coraz więcej. Na stronie internetowej „Centrum Małych Planet” znalazłem listę asteroid zagrażających Ziemi (potencjalnie niebezpiecznych). Znajdujące się w nim asteroidy są sortowane od najbardziej niebezpiecznych.

Apophis.

"Apophis" - jeden z "atonów" prowadzi na liście najniebezpieczniejszych asteroid, ponieważ szacowana odległość, w jakiej minie Ziemię, jest najmniejsza ze wszystkich znanych - zaledwie 30-35 tys. km od powierzchni naszej planety . Ponieważ istnieje możliwość błędu w obliczeniach z powodu niedokładnych danych, istnieje również pewne prawdopodobieństwo „trafienia”.

Jego średnica wynosi około 320 metrów, okres rewolucji wokół Słońca to 324 ziemskie dni. Oznacza to, że raz na 162 dni praktycznie leci po orbicie Ziemi, ale ponieważ całkowita długość orbity Ziemi wynosi prawie miliard kilometrów, ryzykowne spotkania są rzadkie.

Apophis został odkryty w lipcu 2004 roku i ponownie zbliżył się do Ziemi w grudniu. Dane z lipca porównano z danymi z grudnia, obliczono orbitę i… zaczęło się wielkie zamieszanie! Obliczenia wykazały, że w 2029 roku Apophis spadnie na Ziemię z prawdopodobieństwem 3%! Było to równoznaczne z naukową przepowiednią końca świata. Rozpoczęły się dokładne obserwacje Apophisa, każde nowe udoskonalenie orbity zmniejszało prawdopodobieństwo Armagedonu. Możliwość kolizji w 2029 roku została praktycznie odrzucona, ale zbliżenie z 2036 roku stało się podejrzeniem. W 2013 roku kolejny przelot Apophis w pobliżu Ziemi (około 14 mln km) pozwolił na jak największe dopracowanie jego wielkości i parametrów orbity, po czym naukowcy z NASA całkowicie obalili informację o zagrożeniu spadaniem tej asteroidy na Ziemię.

Trochę o innych małych ciałach Układu Słonecznego.

Najbardziej niebezpieczna dla asteroid część naszego układu planetarnego pozostaje w tyle, poruszamy się w kierunku jej obrzeży. Wraz ze wzrostem odległości potencjalne niebezpieczeństwo obiektów tam znajdujących się odpowiednio maleje. Innymi słowy, jeśli według NASA nikt nie może bać się Apophisa, to niebezpieczeństwo małych ciał, które zostanie omówione poniżej, całkowicie zmierza do zera.

Trojanie i Grecy.

Każda większa planeta Układu Słonecznego ma na swojej orbicie punkty, w których ciała o małej masie są w równowadze między tą planetą a Słońcem. Są to tak zwane punkty Lagrange'a, jest ich w sumie 5. W dwóch z nich, które znajdują się 60° przed i za planetą, żyją asteroidy „Trojan”.

Jowisz ma największe grupy trojanów. Ci, którzy są przed nim na orbicie, nazywani są „Grekami”, ci, którzy są z tyłu, nazywani są „trojanami”. Znanych jest około 2000 „trojanów” i 3000 „Greków”. Wszystkie nie znajdują się oczywiście w jednym punkcie, ale są rozrzucone po orbicie na obszarach o długości dziesiątek milionów kilometrów.

Oprócz Jowisza w pobliżu Neptuna, Urana, Marsa i Ziemi odkryto grupy trojanów. Wenus i Merkury najprawdopodobniej też je mają, ale nie zostały jeszcze odkryte, ponieważ bliskość Słońca utrudnia prowadzenie obserwacji astronomicznych na tych obszarach. Nawiasem mówiąc, w punktach Lagrange'a Księżyca względem Ziemi znajdują się również przynajmniej grudki kosmicznego pyłu i być może małe fragmenty meteorytów, które wpadły w pułapkę grawitacyjną.

Pas Kuipera.

Co więcej, gdy oddalasz się od Słońca, poza orbitę Neptuna (najbardziej odległej planety w Układzie Słonecznym), to znaczy w odległości ponad 30 jednostek astronomicznych. od środka zaczyna się kolejny rozległy pas asteroid - pas Kuipera. Jest około 20 razy szerszy niż Pas Główny i 100-200 razy masywniejszy. Konwencjonalnie przyjmuje się, że jego zewnętrzna granica wynosi 55 AU. ze słońca. Jak widać na rysunku, pas Kuipera to ogromny torus (pączek) leżący poza orbitą Neptuna: Znanych jest już ponad 1000 obiektów pasa Kuipera (KBO). Obliczenia teoretyczne mówią, że powinno być około 500 000 obiektów większych niż 50 km, około 70 000 większych niż 100 km, kilka tysięcy małych planet (i być może dużych) większych niż 1000 km (do tej pory odkryto tylko 7 z nich).

Najbardziej znanym obiektem pasa Kuipera jest Pluton. Zgodnie z nową definicją terminu „planeta” nie jest już uważana za pełnoprawną planetę, ale należy do planet karłowatych, ponieważ wyraźnie nie dominuje na swojej orbicie.

Dysk rozproszony.

Zewnętrzna granica Pasa Kuipera płynnie łączy się z Dyskiem Rozproszonym. Tutaj małe ciała obracają się po znacznie bardziej wydłużonych i jeszcze bardziej nachylonych orbitach. W aphelium rozproszone obiekty dyskowe mogą oddalić się o setki jednostek astronomicznych.

Oznacza to, że obiekty w tym regionie nie trzymają się żadnego ścisłego układu w swojej rotacji, ale poruszają się po różnych orbitach. Dlatego w rzeczywistości dysk nazywa się rozproszonym. Na przykład odkryto tam obiekty o nachyleniu orbity do 78°. Istnieje również obiekt, który wchodzi na orbitę Saturna, a następnie oddala się o 100 AU.

Największa znana planeta karłowata, Eris, obraca się w rozproszonym dysku, a jej średnica wynosi około 2500 km, czyli jest większa niż średnica Plutona. W peryhelium wchodzi w pas Kuipera, a w aphelium cofa się na odległość 97 AU. ze słońca. Okres jego obiegu wynosi 560 lat.

Najbardziej ekstremalnym znanym obiektem w tym regionie jest planeta karłowata Sedna (średnica 1000 km), która w swojej maksymalnej odległości pozostawia nas w odległości 900 j.a. Okrążenie Słońca zajmuje 11 500 lat.

Wydaje się, że to wszystko nieosiągalne odległości, ale!. Obecnie na tym obszarze znajdują się dwa obiekty stworzone przez człowieka - statek kosmiczny Voyager, wystrzelony w 1977 roku. Voyager 1 poszedł trochę dalej niż jego partner, teraz znajduje się w odległości 19 miliardów kilometrów od nas (126 AU). Oba urządzenia nadal z powodzeniem przekazują informacje o poziomie promieniowania kosmicznego na Ziemię, a sygnał radiowy dociera do nas w 17 godzin. W tym tempie Voyagerowie przelecą 1 rok świetlny (jedna czwarta odległości do najbliższej gwiazdy) w ciągu 40 000 lat.

A my, mentalnie, możemy oczywiście pokonać ten dystans w mgnieniu oka. Pójść dalej..

Chmura Oorta.

Obłok Oorta zaczyna się tam, gdzie kończy się rozproszony dysk (umownie przyjmuje się odległość 2000 AU), czyli nie ma wyraźnej granicy - rozproszony dysk staje się coraz bardziej rozproszony i stopniowo zamienia się w kulisty obłok, składający się z różne ciała krążące po różnych orbitach wokół Słońca. W odległości ponad 100 000 AU (około 1 rok świetlny) Słońce nie może już dłużej utrzymywać niczego swoją grawitacją, więc obłok Oorta stopniowo tam znika i zaczyna się międzygwiazdowa pustka.

Oto ilustracja z Wikipedii, która wyraźnie pokazuje porównawczy rozmiar Obłoku Oorta i wewnętrznej części Układu Słonecznego:

Dla porównania pokazano również orbitę Sedny (obiektu dysku rozproszonego, planety karłowatej o średnicy około 1000 km). Sedna jest jednym z najbardziej odległych znanych w tej chwili obiektów, peryhelium jej orbity wynosi 76 AU, aphelion 940 AU. Otwarty w 2003 roku. Nawiasem mówiąc, trudno by go było odkryć, gdyby nie znajdował się teraz w obszarze peryhelium swojej orbity, to znaczy w najbliższej nam odległości, chociaż jest to dwa razy dalej niż do Plutona.

Co to jest kometa.

Kometa to lodowe małe ciało (lód wodny, zamarznięte gazy, trochę materii meteorytowej), a Obłok Oorta składa się głównie z tych ciał. Chociaż na tak dużych odległościach nowoczesne teleskopy nie mogą dostrzec obiektów o wielkości około kilometra, teoretycznie przewiduje się, że w Obłoku Oorta znajduje się kilka bilionów (!!!) małych ciał. Wszystkie są potencjalnymi jądrami komet. Jednak przy tak imponujących rozmiarach chmur średnia odległość między sąsiednimi ciałami mierzona jest tam w milionach, a na obrzeżach w dziesiątkach milionów kilometrów.

Wszystko, co mówi się o chmurze Oorta, jest otwarcie „na czubku długopisu”, bo chociaż jesteśmy w jej wnętrzu, jest od nas bardzo daleko. Ale co roku astronomowie odkrywają dziesiątki nowych komet zbliżających się do Słońca. Część z nich, najbardziej długookresowa, została wrzucona do naszej części Układu Słonecznego właśnie z obłoku Oorta. Jak to mogło się stać? Co dokładnie ich tu sprowadziło?

Dostępne opcje to:

• W Obłoku Oorta znajduje się duża planeta (planety), która zakłóca orbity małych Obiektów Chmury Oorta.
• Ich orbity zostały rozproszone, gdy inna gwiazda przeszła w pobliżu Słońca (na wczesnym etapie ewolucji Układu Słonecznego, gdy Słońce wciąż znajdowało się wewnątrz gromady gwiazd, która ją zrodziła).
• Niektóre komety długookresowe zostały uchwycone przez Słońce z podobnego „Obłoku Oorta” innej, mniejszej gwiazdy przechodzącej w pobliżu.
• Wszystkie te opcje są jednocześnie poprawne.

Tak czy inaczej, każdego roku nowo odkryte komety zbliżają się do swojego peryhelium, zarówno komety krótkookresowe, które przybyły z Pasa Kuipera i dysku rozproszonego (okres rewolucji wokół Słońca trwa do 200 lat), jak i długookresowe komety z obłoku Oorta (do rewolucji wokół Słońca potrzebne są dziesiątki tysięcy lat). W zasadzie nie latają zbyt blisko Ziemi, więc tylko astronomowie widzą je w środku. Ale czasami tacy goście wystawiają piękny kosmiczny show:

Co jeśli..

Co się stanie, jeśli mimo wszystko kometa lub asteroida spadnie na Ziemię, bo zdarzało się to wiele razy w przeszłości? O tym w

Asteroida Apophis w 2068 r. może spaść na Ziemię, a w 2029 r. przeleci w odległości dziesięciokrotnie bliższej planety niż odległość Ziemi od Księżyca, według Wydziału Mechaniki Niebiańskiej Uniwersytetu Państwowego w Petersburgu. Przygotowali odpowiedni raport dla moskiewskich odczytów królewskich na temat astronautyki, podano z niego cytaty Aktualności RIA" .

„Unikalną cechą tej asteroidy jest precyzyjnie ustalone bliskie podejście do Ziemi 13 kwietnia 2029 r. na odległość 38 tys. kilometrów (Księżyc znajduje się w odległości 384 tys. km od Ziemi). Takie podejście powoduje znaczne rozproszenie możliwych trajektorii, wśród nich są trajektorie zawierające podejście w 2051 roku.

Odpowiadające im powroty rezonansowe zawierają wiele (około stu) możliwych zderzeń Apophisa z Ziemią dzisiaj, najbardziej niebezpiecznych - w 2068 r. "

- czytamy w streszczeniu raportu, który zostanie ogłoszony na czytaniach pod koniec stycznia.

Przed ewentualnym zderzeniem z Ziemią w 2068 roku asteroida zbliży się do naszej planety w 2044 na 16 milionów kilometrów, w 2051 na 760 tysięcy kilometrów, a w 2060 na 5 milionów kilometrów.

Asteroida Apophis została odkryta w 2004 roku przez obserwatorium Kitt Peak w Arizonie. Jej średnica wynosi około 325 m, asteroida odbija tylko 23% światła padającego na jej powierzchnię.

Według naukowców odpowiednik TNT eksplozji podczas upadku asteroidy na Ziemię wyniósłby 506 megaton. Dla porównania, uwolnienie energii podczas upadku meteorytu Tunguska szacuje się na 10-40 Mt, energia eksplozji Car Bomba to 57-58,6 Mt, eksplozja wulkanu Krakatoa w 1883 roku była równoważna około 200 Mt.

Skutki wybuchu mogą się różnić w zależności od składu asteroidy, a także miejsca i kąta uderzenia. W każdym razie eksplozja spowodowałaby ogromne zniszczenia na obszarze tysięcy kilometrów kwadratowych, ale nie wywołałaby długofalowych globalnych skutków, takich jak „zima na asteroidzie”.

W przypadku upadku do mórz lub dużych jezior, takich jak Ontario, Michigan, Bajkał czy Ładoga, nie doszłoby do niszczącego tsunami.

Wszystkie osady znajdujące się w odległości 3-300 km, w zależności od ukształtowania terenu oddziaływania, zostałyby całkowicie zniszczone.

Zaznaczył, że obecnie zamiast obrony cywilnej prowadzony jest kurs zapewnienia bezpieczeństwa życia.

„Możemy powiedzieć w rezolucji, że musimy skontaktować się z Ministerstwem Edukacji, aby wspólnie omówić kwestię minimalizacji szkód spowodowanych zagrożeniami kosmicznymi” – powiedział Siergiejew.

Członek Korespondent Rosyjskiej Akademii Nauk A. FINKELSTEIN, Instytut Astronomii Stosowanej RAS (St. Petersburg).

Asteroida Ida ma wydłużony kształt, około 55 km długości i 22 km szerokości. Ta asteroida ma małego satelitę Dactyl (na zdjęciu: jasna kropka po prawej) o średnicy około 1,5 km. Zdjęcie autorstwa NASA

Asteroida Eros, na której powierzchni wylądował statek kosmiczny NEAR w 2001 roku. Zdjęcie NASA.

Orbita asteroidy Apophis przecina orbitę Ziemi. Według obliczeń 13 kwietnia 2029 r. Apophis przejdzie w odległości 35,7-37,9 tys. km od Ziemi.

Od dwóch lat na stronie internetowej czasopisma „Nauka i Życie” działa dział „Wywiady internetowe”. Eksperci z dziedziny nauki, technologii i edukacji odpowiadają na pytania czytelników i odwiedzających stronę. Na łamach magazynu publikujemy kilka wywiadów. Zwracamy uwagę czytelnikom na artykuł przygotowany na podstawie wywiadu internetowego z Andriejem Michajłowiczem Finkelsteinem, dyrektorem Instytutu Astronomii Stosowanej Rosyjskiej Akademii Nauk. Mówimy o planetoidach, ich obserwacjach i możliwym zagrożeniu ze strony małych obiektów kosmicznych w Układzie Słonecznym. W ciągu czterech miliardów lat swojego istnienia nasza planeta była wielokrotnie uderzana przez duże meteoryty i asteroidy. Z upadkiem ciał kosmicznych wiążą się globalne zmiany klimatyczne, które miały miejsce w przeszłości i wyginięcie wielu tysięcy gatunków żywych istot, w szczególności dinozaurów.

Jak duże jest ryzyko kolizji Ziemi z asteroidą w najbliższych dziesięcioleciach i jakie konsekwencje może mieć takie zderzenie? Odpowiedzi na te pytania interesują nie tylko specjalistów. W 2007 roku Rosyjska Akademia Nauk wraz z Roskosmosem, Ministerstwem Obrony Federacji Rosyjskiej i innymi zainteresowanymi departamentami przygotowała projekt Federalnego Programu Celowego „Zapobieganie zagrożeniom asteroidami”. Ten narodowy program ma na celu organizowanie systematycznego monitoringu potencjalnie niebezpiecznych obiektów kosmicznych w kraju i przewiduje stworzenie narodowego systemu wczesnego ostrzegania o prawdopodobnym zagrożeniu asteroidami oraz opracowanie środków ochrony przed możliwą śmiercią cywilizacyjną.

Układ Słoneczny jest największym dziełem natury. Narodziło się w nim życie, powstała inteligencja i rozwinęła się cywilizacja. Układ Słoneczny składa się z ośmiu dużych planet - Merkurego, Wenus, Ziemi, Marsa, Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna oraz ponad 60 ich satelitów. Mniejsze planety krążą między orbitami Marsa i Jowisza, z których obecnie znanych jest ponad 200 tysięcy. Poza orbitą Neptuna, w tak zwanym pasie Kuipera, poruszają się transneptunowe planety karłowate. Wśród nich najbardziej znany jest Pluton, który do 2006 roku był uważany, zgodnie z klasyfikacją Międzynarodowej Unii Astronomicznej, za najbardziej odległą dużą planetę w Układzie Słonecznym. Wreszcie, komety poruszają się w Układzie Słonecznym, których warkocze tworzą spektakularny efekt „rojów gwiazd”, gdy przecina je orbita Ziemi i wiele meteorów płonie w ziemskiej atmosferze. Cały ten system ciał niebieskich, nasycony złożonymi ruchami, doskonale opisują niebiańskie teorie mechaniczne, które wiarygodnie przewidują położenie ciał w Układzie Słonecznym w dowolnym czasie i miejscu.

„Gwiazdkowaty”

W przeciwieństwie do głównych planet Układu Słonecznego, których znaczna część znana jest od czasów starożytnych, asteroidy, czyli mniejsze planety, odkryto dopiero w XIX wieku. Pierwsza mniejsza planeta Ceres została odkryta w konstelacji Byka przez sycylijskiego astronoma, dyrektora obserwatorium w Palermo, Giuseppe Piazzi, w nocy z 31 grudnia 1800 na 1 stycznia 1801 roku. Wielkość tej planety wynosiła około 950 km. W latach 1802-1807 odkryto trzy kolejne mniejsze planety - Pallas, Westę i Juno, których orbity, podobnie jak orbita Ceres, leżały między Marsem a Jowiszem. Stało się jasne, że wszystkie reprezentują nową klasę planet. Za sugestią angielskiego astronoma królewskiego Williama Herschela małe planety zaczęto nazywać asteroidami, czyli „gwiazdowymi”, ponieważ teleskopy nie potrafiły odróżnić dysków charakterystycznych dla dużych planet.

W drugiej połowie XIX wieku, w związku z rozwojem obserwacji fotograficznych, gwałtownie wzrosła liczba odkrytych planetoid. Stało się jasne, że do ich monitorowania potrzebna jest specjalna służba. Do wybuchu II wojny światowej usługa ta działała w oparciu o Berliński Instytut Obliczeniowy. Po wojnie funkcję śledzenia przejęło US Minor Planet Center, obecnie zlokalizowane w Cambridge. Obliczeniem i publikacją efemeryd (tablic współrzędnych planet na określoną datę) zajmuje się Instytut Astronomii Teoretycznej ZSRR, a od 1998 r. - Instytut Astronomii Stosowanej Rosyjskiej Akademii Nauk. Do tej pory zgromadzono około 12 milionów obserwacji mniejszych planet.

Ponad 98% mniejszych planet porusza się z prędkością 20 km/s w tzw. pasie głównym między Marsem a Jowiszem, który jest torusem, w odległości od 300 do 500 mln km od Słońca. Największe mniejsze planety pasa głównego, oprócz wspomnianej już Ceres, to Pallas - 570 km, Vesta - 530 km, Hygiea - 470 km, David - 326 km, Interamnia - 317 km i Europa - 302 km. Masa wszystkich asteroid łącznie wynosi 0,04% masy Ziemi lub 3% masy Księżyca. Zauważam, że w przeciwieństwie do głównych planet orbity asteroid odbiegają od płaszczyzny ekliptyki. Na przykład asteroida Pallas ma nachylenie około 35 stopni.

NEA - asteroidy bliskie Ziemi

W 1898 roku odkryto małą planetę Eros, krążącą wokół Słońca w odległości mniejszej niż Mars. Może zbliżyć się do orbity Ziemi na odległość około 0,14 AU. (AU - jednostka astronomiczna równa 149,6 mln km - średnia odległość Ziemi od Słońca), bliżej niż wszystkie znane wówczas mniejsze planety. Takie ciała stały się znane jako asteroidy bliskie Ziemi (NEA). Niektóre z nich, zbliżające się do orbity Ziemi, ale nie wchodzące w jej głąb, tworzą tak zwaną grupę amurską, od nazwiska ich najbardziej typowego przedstawiciela. Inni wnikają głęboko w orbitę Ziemi i tworzą grupę Apollo. Wreszcie asteroidy z grupy Aton krążą wewnątrz orbity Ziemi, rzadko wychodząc poza nią. Grupa Apollo obejmuje 66% NEA i są one najbardziej niebezpieczne dla Ziemi. Największe asteroidy w tej grupie to Ganimedes (41 km), Eros (20 km), Betulia, Ivar i Syzyf (8 km każda).

Od połowy XX wieku astronomowie zaczęli masowo wykrywać NEA, a teraz co miesiąc odkrywane są dziesiątki takich asteroid, z których niektóre są potencjalnie niebezpieczne. Podam kilka przykładów. W 1937 roku odkryto asteroidę Hermes o średnicy 1,5 km, która przeleciała w odległości 750 tys. km od Ziemi (wtedy została „zagubiona” i ponownie odkryta w październiku 2003 roku). Pod koniec marca 1989 roku jedna z asteroid przekroczyła orbitę Ziemi na 6 godzin przed wejściem naszej planety w ten rejon kosmosu. W 1991 roku asteroida przeleciała w odległości 165 tys. km od Ziemi, w 1993 - w odległości 150 tys. km, w 1996 - w odległości 112 tys. km. W maju 1996 r. w odległości 477 tys. km od Ziemi przeleciała asteroida o wielkości 300 metrów, którą odkryto zaledwie 4 dni przed jej najbliższym zbliżeniem do Ziemi. Na początku 2002 roku asteroida 2001 YB5 o średnicy 300 metrów przeleciała w odległości zaledwie dwukrotnej odległości Ziemia-Księżyc. W tym samym roku asteroida 2002 EM7 o średnicy 50 m, lecąca w odległości 460 tys. km od Ziemi, została odkryta dopiero po tym, jak zaczęła się od niej oddalać. Dzięki tym przykładom lista NEA będących przedmiotem zainteresowania zawodowego i zainteresowania publicznego jest daleka od wyczerpania. To naturalne, że astronomowie zwracają uwagę swoich kolegów, agencji rządowych i opinii publicznej na fakt, że Ziemię można uznać za wrażliwy cel kosmiczny dla asteroid.

O starciach

Aby zrozumieć sens przewidywania kolizji i konsekwencje takich kolizji, należy pamiętać, że zderzenie Ziemi z asteroidą jest zjawiskiem bardzo rzadkim. Według szacunków zderzenie Ziemi z asteroidami o wielkości 1 m następuje co roku, o wielkości 10 m - raz na sto lat, 50-100 m - raz na kilkaset do tysięcy lat, a 5-10 km - raz na 20-200 milionów lat. Jednocześnie asteroidy o średnicy większej niż kilkaset metrów stanowią realne zagrożenie, ponieważ praktycznie nie ulegają zniszczeniu podczas przechodzenia przez atmosferę. Teraz na Ziemi znajduje się kilkaset kraterów (astroblemy - „rany gwiezdne”) o średnicach od kilkudziesięciu metrów do setek kilometrów i wieku od dziesiątek do 2 miliardów lat. Największe znane to krater w Kanadzie o średnicy 200 km, powstały 1,85 miliarda lat temu, krater Chicxulub w Meksyku o średnicy 180 km, powstały 65 milionów lat temu oraz basen Popigai o średnicy 100 km w północ od płaskowyżu środkowosyberyjskiego w Rosji, utworzona 35,5 miliona lat temu. Wszystkie te kratery powstały w wyniku upadku planetoid o średnicach rzędu 5-10 km ze średnią prędkością 25 km/s. Spośród stosunkowo młodych kraterów najbardziej znany jest krater Berringer w Arizonie (USA) o średnicy 2 km i głębokości 170 m, który powstał 20-50 tys. lat temu w wyniku upadku asteroidy 260 m w średnicy przy prędkości 20 km/s.

Średnie prawdopodobieństwo śmierci człowieka w wyniku zderzenia Ziemi z asteroidą lub kometą jest porównywalne z prawdopodobieństwem śmierci w katastrofie lotniczej i jest rzędu (4-5) . 10 -3%. Wartość tę oblicza się jako iloczyn prawdopodobieństwa zdarzenia przez szacowaną liczbę ofiar. A w przypadku uderzenia asteroidy liczba ofiar może być milion razy większa niż w wypadku samolotu.

Energia uwolniona przez asteroidę o średnicy 300 m odpowiada 3000 megaton trotylu, czyli 200 000 bomb atomowych, takich jak ta zrzucona na Hiroszimę. W zderzeniu z asteroidą o średnicy 1 km uwalniana jest energia z odpowiednikiem TNT 106 megaton, podczas gdy uwalnianie materii jest o trzy rzędy wielkości większe niż masa asteroidy. Z tego powodu zderzenie z Ziemią dużej asteroidy doprowadzi do globalnej katastrofy, której konsekwencje będą spotęgowane zniszczeniem sztucznego środowiska technicznego.

Szacuje się, że wśród planetoid bliskich Ziemi co najmniej tysiąc ma średnicę większą niż 1 km (do tej pory około połowa z nich została już odkryta). Liczba asteroid o rozmiarach od setek metrów do kilometrów przekracza dziesiątki tysięcy.

Prawdopodobieństwo zderzenia jąder planetoid i komet z oceanami i morzami jest znacznie wyższe niż z powierzchnią Ziemi, ponieważ oceany zajmują ponad 70% powierzchni Ziemi. Aby ocenić konsekwencje zderzenia asteroid z powierzchnią wody, stworzono modele hydrodynamiczne i systemy oprogramowania, które symulują główne etapy uderzenia i propagacji powstałej fali. Wyniki eksperymentalne i obliczenia teoretyczne pokazują, że zauważalne, w tym katastrofalne, skutki pojawiają się, gdy wielkość spadającego ciała przekracza 10% głębokości oceanu lub morza. Na przykład dla 1 km asteroidy 1950 DA, która może zderzyć się z 16 marca 2880 r., symulacja wykazała, że ​​gdyby spadła do Oceanu Atlantyckiego w odległości 580 km od wybrzeża USA, fala o wysokości 120 m dotarłaby do plaże Ameryki w 2 godziny, a w 8 godzin fala o wysokości 10-15 m dotrze do brzegów Europy. Niebezpieczną konsekwencją zderzenia asteroidy o zauważalnych rozmiarach z powierzchnią wody może być wyparowanie dużej ilości wody, która jest wyrzucana do stratosfery. Gdy spadnie asteroida o średnicy większej niż 3 km, objętość odparowanej wody będzie porównywalna z całkowitą ilością wody zawartej w atmosferze nad tropopauzą. Efekt ten doprowadzi do długotrwałego wzrostu średniej temperatury powierzchni Ziemi o kilkadziesiąt stopni i zniszczenia warstwy ozonowej.

Około 10 lat temu międzynarodowemu środowisku astronomicznemu powierzono zadanie wyznaczenia do 2008 r. parametrów orbitalnych co najmniej 90% NEA o rozmiarach większych niż 1 km oraz rozpoczęcia prac nad wyznaczeniem orbit wszystkich NEA o średnicach powyżej 150 m. W tym celu nowe teleskopy wyposażone w nowoczesne wysoce czułe systemy rejestracji oraz sprzętowo-programowe środki transmisji i przetwarzania informacji.

Dramat Apopisa

W czerwcu 2004 roku w Obserwatorium Kit Peak w Arizonie (USA) odkryto asteroidę (99942) Apophis. W grudniu tego samego roku był obserwowany w Obserwatorium Siding Spring (Australia), a na początku 2005 roku ponownie w USA. Asteroida Apophis o średnicy 300-400 m należy do klasy planetoid Aten. Asteroidy tej klasy stanowią kilka procent całkowitej liczby planetoid, których orbity znajdują się wewnątrz orbity Ziemi i wychodzą poza nią w aphelium (punkt orbity najbardziej oddalony od Słońca). Seria obserwacji pozwoliła wyznaczyć wstępną orbitę planetoidy, a obliczenia wykazały niespotykanie wysokie prawdopodobieństwo zderzenia tej planetoidy z Ziemią w kwietniu 2029 roku. W tak zwanej skali zagrożenia asteroidami turyńskimi poziom zagrożenia odpowiadał 4; to ostatnie oznacza, że ​​prawdopodobieństwo kolizji i późniejszej regionalnej katastrofy wynosi około 3%. To ta smutna prognoza wyjaśnia nazwę asteroidy, greckie imię starożytnego egipskiego boga Apepa („Niszczyciel”), który żyje w ciemności i stara się zniszczyć Słońce.

Dramat sytuacji został rozwiązany na początku 2005 roku, kiedy pojawiły się nowe obserwacje, w tym radarowe, i stało się jasne, że kolizji nie będzie, chociaż 13 kwietnia 2029 asteroida przeleci w odległości 35,7 -37,9 tys. km od Ziemi, czyli w odległości satelity geostacjonarnego. Jednocześnie będzie widoczna gołym okiem jako jasna kropka z terenu Europy, Afryki i zachodniej Azji. Po tak bliskim zbliżeniu się do Ziemi Apophis zamieni się w asteroidę klasy Apollo, czyli będzie miała orbitę penetrującą orbitę Ziemi. Jego drugie podejście do Ziemi nastąpi w 2036 roku, a prawdopodobieństwo kolizji będzie bardzo niskie. Z jednym wyjątkiem. Jeśli podczas pierwszego podejścia w 2029 roku asteroida przeleci w wąskim obszarze („dziurka od klucza”) o wielkości 700-1500 m, porównywalnym do wielkości samej asteroidy, to pole grawitacyjne Ziemi doprowadzi do fakt, że w 2036 asteroida z prawdopodobieństwem bliskim jedności zderzy się z Ziemią. Z tego powodu zainteresowanie astronomów obserwacją tej asteroidy i coraz dokładniejszym wyznaczaniem jej orbity będzie rosło. Obserwacje asteroidy pozwolą wiarygodnie oszacować prawdopodobieństwo trafienia w „dziurkę od klucza” na długo przed momentem jej pierwszego podejścia do Ziemi i w razie potrzeby zapobiec uderzeniu na dziesięć lat przed zbliżeniem się do Ziemi. Można to zrobić za pomocą impaktora kinetycznego (jednotonowy „pustak” wystrzelony z Ziemi, który uderzy w asteroidę i zmieni jej prędkość) lub „ciągnika grawitacyjnego” - statku kosmicznego, który wpłynie na orbitę asteroidy jego pole grawitacyjne.

czujne oko

W 1996 roku Zgromadzenie Parlamentarne Rady Europy przyjęło rezolucję wskazującą na realne zagrożenie ludzkości ze strony asteroid i komet oraz wzywającą rządy europejskie do wspierania badań w tej dziedzinie. Zarekomendowała również utworzenie międzynarodowego stowarzyszenia „Space Guard” („Space Guard”), którego akt założycielski został podpisany w Rzymie w tym samym roku. Głównym celem stowarzyszenia jest stworzenie serwisu do obserwacji, śledzenia i wyznaczania orbit planetoid i komet zbliżających się do Ziemi.

Obecnie najobszerniejsze badania NEA prowadzone są w Stanach Zjednoczonych. Znajduje się tam usługa wspierana przez Narodową Agencję Kosmiczną (NASA) i Departament Obrony USA. Obserwacje planetoid prowadzone są według kilku programów:

Program LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research), realizowany przez Lincoln Laboratory w Soccoro (Nowy Meksyk) we współpracy z Siłami Powietrznymi USA, oparty na dwóch 1-metrowych teleskopach optycznych;

program NEAT (Near Earth Asteroid Tracking), prowadzony przez Jet Propulsion Laboratory na 1-metrowym teleskopie na Hawajach oraz na 1,2-metrowym teleskopie w Obserwatorium Mount Palomar (Kalifornia);

Projekt Spacewatch, który obejmuje teleskopy lustrzane o średnicach 0,9 i 1,8 m w Obserwatorium Kitt Peak (Arizona);

program LONEOS (Lowell Observatory Near-Earth Object Search) na 0,6-metrowym teleskopie Obserwatorium Lowell;

Program CSS w teleskopach 0,7m i 1,5m w Arizonie. Równolegle z tymi programami prowadzone są obserwacje radarowe dla ponad 100

Planetoidy bliskie Ziemi na radarach w obserwatoriach Arecibo (Puerto Rico) i Goldstone (Kalifornia). Zasadniczo Stany Zjednoczone odgrywają obecnie rolę globalnej placówki wykrywania i śledzenia NEA.

W ZSRR regularne obserwacje asteroid, w tym bliskich Ziemi, prowadzono w Krymskim Obserwatorium Astrofizycznym Akademii Nauk ZSRR (CrAO). Nawiasem mówiąc, przez wiele lat to CrAO był rekordzistą świata w odkryciu nowych asteroid. Wraz z upadkiem ZSRR nasz kraj utracił wszystkie południowe bazy astronomiczne, w których obserwowano asteroidy (CrAO, Obserwatorium Nikołajewa, Centrum Komunikacji Kosmicznej Evpatoria z 70-metrowym radarem planetarnym). Od 2002 roku obserwacje NEA w Rosji są prowadzone tylko na skromnym, półamatorskim 32-cm astrografie w Obserwatorium Pułkowo. Działalność grupy astronomów Pułkowa jest głęboko szanowana, ale oczywiste jest, że Rosja potrzebuje znacznego rozwoju zasobów astronomicznych, aby organizować regularne obserwacje asteroid. Obecnie organizacje Rosyjskiej Akademii Nauk wraz z organizacjami Roskosmosu oraz innymi ministerstwami i agencjami opracowują projekt federalnego programu dotyczącego problemu zagrożenia asteroidami-kometami. W jego ramach planowane jest stworzenie nowych narzędzi. W ramach rosyjskiego programu kosmicznego planowane jest stworzenie radaru opartego na 70-metrowym radioteleskopie Centrum Komunikacji Kosmicznej w Ussuryjsku, który może być również wykorzystywany do pracy na tym terenie.

TsNIIMash i NPO im. S. A. Lavochkin zaproponował projekty tworzenia systemów kosmicznych do monitorowania NEA. Wszystkie z nich polegają na wystrzeleniu statku kosmicznego wyposażonego w teleskopy optyczne ze zwierciadłami o średnicy do 2 m na różne orbity - od geostacjonarnych po te znajdujące się w odległości dziesiątek milionów kilometrów od Ziemi. Jeśli jednak te projekty są realizowane, to tylko w ramach największej międzynarodowej współpracy kosmicznej.

Ale teraz odkryto niebezpieczny obiekt, co robić? Obecnie rozważa się teoretycznie kilka metod zwalczania NEA:

Odchylenie asteroidy przez uderzenie w nią przez specjalny statek kosmiczny;

Usunięcie asteroidy z pierwotnej orbity za pomocą kosmicznego trałowca lub żagla słonecznego;

Instalacja małej asteroidy na trajektorii dużej asteroidy bliskiej Ziemi;

Zniszczenie asteroidy przez wybuch jądrowy.

Wszystkie te metody są wciąż bardzo dalekie od rzeczywistego rozwoju inżynierii i teoretycznie stanowią sposób zwalczania obiektów o różnych rozmiarach, znajdujących się w różnych odległościach od Ziemi io różnych przewidywanych datach uderzenia w Ziemię. Aby stały się one realnym środkiem zwalczania NEA, konieczne jest rozwiązanie wielu złożonych problemów naukowych i inżynieryjnych, a także uzgodnienie szeregu subtelnych kwestii prawnych dotyczących przede wszystkim możliwości i warunków użycia broni jądrowej w kosmosie.