Опубликовано

Живое или мертвое… НЕБО


Лидия Рыхлова: заведующая лабораторией космической астрономии Института астрономии РАН, доктор физико-математических наук

Астрономия – это наука, которая изучает весь Космос. Все, что находится вне Земли — попадает в поле зрения астрономии. Как только стало известно, что из космоса идут серьезные угрозы для нашей планеты и нашей цивилизации («Тунгусское тело», 1908 год), это стало одним из очень важных элементов исследований в астрономии. Пока эти исследования находятся в самом начале потому, что мы не осознали еще в полной мере степень опасности со стороны окружающего нас Космического пространства.

Первый астероид, проходящий недалеко от орбиты Земли – Гермес, был открыт в 1932 году. Затем, подобные астероиды стали открываться уже десятками. На всех планетах, которые исследовали космические миссии, — Меркурий, Марс, Луна, Венера, — поверхности изрыты кратерами от падения небесные тел. На Земле также имеются кратеры (их около двухсот) «ударного» происхождения.

— Ситуация с астероидной опасностью проявилась еще в Советском Союзе… История в двух словах. У нас был в Ленинграде институт теоретической астрономии, который и занимался наблюдением малых тел Солнечной системы. Институт в девяностых был на стадии расформирования, когда его директор носился с одной единственной мыслью – астероидно — кометной опасностью. При этом он везде кричал, — «Вот сейчас бы шарахнуло, — вот тогда бы они поняли!». И вот, после этого к нам начали поступать всякие письма от организаций, от просто случайных граждан, от людей со слабой психикой, и мы вынуждены были писать им свои ответы. В конце концов, ИНАСАНу (Институт астрономии Академии наук – ред.) пришлось заниматься этой тематикой методологически…

Я разослала письма по всем известным мне астрономическим институтам и по тем промышленным организациям, с которыми мы к тому времени работали. А мы работали со многими, так как занимались тогда наблюдением искусственных спутников земли – низкими, высокими, стационарными, а теперь, кстати, и космического мусора, который представляет сейчас наиболее реальную опасность для планеты.

И вот, к моему удивлению, в назначенное время из 33-х организаций Советского Союза собрался народ! По этому вопросу и была создана экспертная Рабочая группа при Совете по Космосу РАН. Но на данный момент у нас не на чем практически наблюдать данную ситуацию. Правда, постоянно ведутся теоретические работы в рамках федеральной целевой программы с самой высокой квалификацией.

Приходится признавать, что лидерство по наблюдениям и публикациям по вопросу астероидно-кометной опасности сейчас принадлежит США.

Ни для кого не секрет, что информация по астрономии с недавнего времени в начальных и средних общеобразовательных учреждениях отсутствует полностью! Есть лишь в каком-то учебнике по географии один единственный параграф о смене дня и ночи…

И все! Астрономия в школах отсутствует! По астрономии только в двух университетах в Москве и Санкт-Петербурге недавно появились бакалавриаты (первая степень высшего образования, — ред.).  Хотя ранее были целые факультеты и астрономо-геодезические и просто астрономические.

Вот пример, как чиновники реагируют сейчас на астрономию.

В 2009 году провели конференцию, которая называлась «Астрономия и общество». Так как это был год 400-летия начала визуализации Космоса через подзорную трубу (Галилео Галилей). На этой конференции присутствовали чиновники из министерства образования, из администрации Президента, и другие. Мы пытались обозначить эту проблему, показать, что в стране нет сейчас такой науки, в массовом ее понимании, как астрономия! Показать, что без астрономии проблема мировоззрения, самосознание человечества себя в Космическом пространстве, в 21 веке, —  это только вот церковь и больше уже ничего… Церковь на экране телевизоров теперь каждый день.

— Получается, что поколения, выросшие без учебников астрономии, не понесут с собою в жизнь представления об устройстве нашей Вселенной?

— Получается, что так. Представители властей на конференцию нашу пришли. Все они выступили по 5-10 минут, поприветствовали конференцию, но, как люди занятые важнейшими государственными делами, тут же все разошлись по своим делам. И наши надежды донести до них наши чаяния остались в пустоте.

Хотя прошедшие два года по потоку интересующихся космическим небом был на самом деле просто замечательным! У нас в Звенигородской обсерватории ГАИШа (Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга) с середины лета непрерывным потоком ехали ребята на экскурсию. В сентябре был день открытых дверей и были «ночи астрономического наблюдения», когда молодежь шла по нескольку тысяч человек.

Когда мы учились в школе астрономии, мы учили, что в Солнечной системе есть одна звезда — Солнце, есть 9 планет и, собственно, что у некоторых из них есть естественные спутники. И еще все знали про главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером. Ну и все. А потом пошли космические миссии, и оказалось, что Солнечная система населена невероятным количеством малых тел! Помимо главного пояса Астероидов были открыты предсказанные два пояса – Койпера*, находящийся за орбитой Нептуна и облако  Орта**, находящийся на периферии Солнечной системы, который является резервуаром огромного количества комет. Помимо этих поясов, огромное количество астероидов летают независимо от главного пояса по всем направлениям и орбитам Солнечной системы.

Читателей конечно же интересуют астероиды, которые сближаются с Землей. Их расстояние при прохождению мимо Земли равняется примерно 1,3 астрономических единиц***.

В Международном Астрономическом Союзе было решено, что ученые, которые занимаются наблюдением, при открытии новой «малой планеты» данные о своих наблюдениях обязаны всегда посылать в Центр Малых Планет ****.

Так постоянно обновляется  база данных наблюдения за астероидами. Если новый астероид еще не наблюдался, и в базе данных информация о нем отсутствует, то рассылается телеграмма всем известным наблюдателям с просьбой уточнить орбиту найденного космического тела. Если при уточнении выясняется, что это совершенно новый астероид, то первооткрыватель, при желании может сам присвоить ему название. Так и происходило длительное время, например, в нашей Крымской обсерватории, когда малые планеты открывались пока еще в не большом количестве. Астероидам давали имена деятелей искусства, выдающихся людей, за исключением военных и политических деятелей. И это мудро: потому что непонятно, как деятельность того или иного политика или военачальника смогут в будущем оценить наши потомки…

Это продолжалось до 1998 года. Положили этому конец американцы. Они поручили НАСА поставить астероиды на поточное исследование уже в 1998 году. Они и стали финансировать широкие научные наблюдения. Вот, если первый в истории визуально наблюдаемый в небе астероид Церера (итальянский астроном Пиацци) был обнаружен в новогоднюю ночь 1801 года, то следующие открытия происходили с довольно большой периодичностью порядка в 30 лет! Так медленно развивались наблюдательные методы. Например, работа с фотографическим (представляете, что такое традиционная фотография!) методом была не для слабонервных, поэтому самих астероидов раньше открывалось критически мало.

Как раз, в знаменательном 1998-м году распространились новые ПЗС-камеры*****, которые позволяли отслеживать движение космического тела практически мгновенно.

кратер

НАСА поставило условие за 10 лет пронаблюдать все астероиды, диаметр которых больше одного километра.

Было определено, что астероид с диаметром в один километр «попадая» на нашу планету вызывает региональную катастрофу.

За 10 лет американской программы наблюдений было обнаружено до 90% этих астероидов. Российские ученые в ней не участвовали.

Среди всех открытых ими астероидов, были выявлены около 7 000 астероидов, сближающихся с Землей. (Но еще больше в Солнечной системе астероидов диаметром меньше одного километра, которые также и сложнее наблюдать!) Это гектометровые астероиды. Диаметр каждого из них — от 100 метров до километра. Именно вот эти астероиды и представляют наибольшую опасность для Земли. Особенно, как было установлено, те из них, которые сближаются с Землей на 0.07 астрономических единиц. Среди них и наблюдается так называемый Апофис******, который был известен и ранее, но терялся из виду, и был обнаружен как бы заново в 2004 году. Этот астероид движется внутри орбиты Земли и имеет сходный с ней период обращения вокруг Солнца – примерно 333 дня. По суммарным наблюдениям было определено, что в 2029 году он пролетит мимо Земли на расстоянии геостационарной орбиты! Это примерно 36 000 километров. А, как вы знаете, на этой орбите находятся практически все спутники – телевизионные, радиотрансляционные, метеорологические и так далее. Вариантов исхода его движения мимо Земли множество. Все зависит от того, как произойдет его гравитационное взаимодействие с Землей. И вот теперь появилось такое понятие как «замочная скважина» («кey hall»). Это отрезок орбиты величиной от 500 до 1000 километров, от которого зависит, как прореагирует Апофис, и если не произойдет касания с поверхностью планеты, то, как в последующем изменится его траектория в будущих случаях сближения с Землей. История показывает, что всем импактам (фактам падения, — ред.) всегда предшествовали повторные периоды тесного сближения с космическим телом, в данном случае — с Землей. Нынешние наблюдения 2011-13-х годов позволят получить еще большую точность прогноза в отношении траектории движения данного астероида. А на данный момент «замочная скважина» является областью неопределенности для прогнозирования последующей его траектории. В США есть мощные радары в США, — радиолокационная техника, — они легко определяют расстояние и форму и размеры. И, если известны эфемериды, — определяющиеся траекторией движения космического тела,  — то можно повторно спрогнозировать и более точную траекторию астероида. Видимость Апофиса на Земле проявляется через каждые семь лет. В прошлом его уже находили, и с каждым периодом наблюдений, все более и более уточняется его орбита. Вероятность падения в 2029-м и 2036-м годах теперь несколько снизилась. Может быть, все и рассосется в будущем…

Пример из истории: Тунгусский метеороид был диаметром всего 50 метров… Но вызвал в тайге значительную локальную катастрофу. Он принадлежал к классу декаметровых астероидов. На данный момент наукой высчитана частота падения такого тела, как Тунгусский метеороид — это примерно один раз в сто лет.

В отношении подобных астероидов американцами сейчас делаются довольно точные прогнозы. Так две обсерватории в 2008-м году, находящиеся в Америке и в Австралии, при синхронном наблюдении астероида 2008 TS, дали прогноз на падение его в атмосфере над Суданом. Так оно в точности и произошло!

Среди трех типов космических малых тел есть  — кометы, астероиды и метеороиды.

Кометы – самые крупные яркие тела, обладающие горящими газовыми оболочками, которые со временем выгорают, а ядро кометы практически превращается в астероид. Метеороид – это космическое тело, которое, попадая в атмосферу, может оставлять за собой след сгорания и либо полностью сгорать впоследствии, либо выпадать на поверхность Земли в виде «метеорита». Поскольку Тунгусское тело так и сгорело в атмосфере, его так «телом» и называют. Оно не оставило после себя метеорита.

Установлено, что Апофис имеет средний диаметр 350 метров. Он в семь раз превышает размеры Тунгусского тела!

Технологические меры противодействия астероидной опасности, — это вопрос, стоящий в данный момент на грани с фантастикой. До первой попытки практического применения, конечно, например, — ядерной энергии. Прорабатываются разные концепции.

Теперь о мусорной опасности

Вальтер Флюре дал определение того, что называется мусором:  «Все, что человек когда-либо запустил в космос и все, что уже никогда не может принести ему никакой пользы, называется мусором».

Вот, смотрите по годам: начали запускать на орбиту ракеты — тут же начали мусорить! При запуске, сразу отваливаются крышки объективов, операционные предметы и прочее, сразу же при запуске все это валится на землю и сгорает частично в атмосфере до 1 километра над поверхностью Земли. После, примерно 1000 км высоты, ничего уже не притягивается и не выпадает. Все остается на орбите. Может быть, лет через 200-ти какие-то предметы сгорят в атмосфере, случайно попав в зону притяжения. Но на высоте 2000 км отходы от космических объектов надолго остаются в космосе, а точнее сказать навечно.

Как все это получается? Когда запускают геостационарный спутник, для него нужны 1-я, 2-я и 3-я ступени ракеты, топливо, разгонный блок, и все это ради вывода небольшого размера спутника, который составляет по своей массе всего 5% от всего стартового комплекса. Все остальное отпадает и начинает болтаться в космосе. Первая ступень еще может выпадать на землю, вторая точно никогда не выпадает, о третьей и говорить нечего, о разгонном блоке тоже… Ну, хорошо, если подобный мусор на земле попал кому-нибудь в огород, а не на голову. Считается, что наша ракета «Протон» — самая надежная, хорошая, тяжелая и спутники выводит безотказно. И это так действительно и было. Практически срывов не было. Все эти ракеты могут оставаться на орбите очень долго, но рано, или поздно, они взрываются, из-за остатка неизрасходованного топлива, который разогревается под воздействием солнечных лучей. Обломки после взрыва начинают постепенно разлетаться сначала по траектории, по которой летело основное тело, затем постепенно размазываются по орбите, давая «шинообразную» массу. Каждый такой взрыв продолжает формировать вокруг земли кольцо из антропогенного мусора.

Спутник, выведенный на орбиту, имеет ограниченный энергетический ресурс, и через 5-10 лет он также становится мусором. В результате всего этого, вокруг Земли летают обломки.

В 60-х годах во времена «холодной войны» устраивались специальные «игры»: сначала в космос запускали один спутник, вслед за ним запускали другой, который догонял первый и взрывал его. Отрабатывалась методика звездных войн. Американцы делали то же самое, что и Советский Союз. Тогда больше этим никто не занимался. Некосмические страны, типа Индии, Китая, примерно в 70-ом году обратились в ООН с требованием запретить эти игры. Игры были прекращены… до 2007 года, когда Китай сбил на орбите свой устаревши спутник «Фэнъюнь-1С». Обломков было огромное количество! Причем, они были крупные, и на высокой орбите, они не выпали и неизвестно когда выпадут на Землю. Когда Советский Союз и Америка состязались, высоких орбит не было, а на низких орбитах рано или поздно, осколки выпадали из космического пространства и сгорали в верхних слоях атмосферы. И это было не так опасно, как то, что сделал Китай.

Кроме того, сейчас все настолько засорено и замусорено на околоземной орбите, что уже имеются два факта, как говорят ДТП («дорожно-транспортное происшествие» — ред.): в 1996 году французская ракета «Ариан», одна из ее ступеней, которая летала уже давно, и их же спутник «Церас» столкнулись в космосе. Некоторое время назад над Иркутском столкнулись наш «Космос», который уже не работал, и американский спутник из серии «Иридиумов»*******.

В те годы — с 60-е по 80-е, вплоть до нашей перестройки в космос запускали по 120 спутников ежегодно, плюс ракетоносителей ступеней. Из того, что наблюдается и занесено в каталоги (известны их орбиты — ред.),  это 33 000 объектов. Гораздо большее количество просто  не поддается наблюдению, потому, что это мелкие объекты, а еще пыли сколько, а еще всякой окиси, окислов!

Поэтому я считаю, что человечество, гораздо быстрее может само погубить себя, чем что-то произойдет такое катаклизмическое.

Десять лет назад позвали меня в МЧС (Министерство чрезвычайных ситуаций, — ред.) сделать доклад про астероидную опасность. А у них, оказывается, штук 15 проблем, глобальных для человечества:

— пожары,

— обезлесенье планеты,

— опустынивание,

— обезвоживание,

— обеспочвование.

Кроме того, — это серьезные демографические проблемы и скрытые войны из-за сырьевых ресурсов…

Падение тела, сгорающего в слоях атмосферы

И речь идет даже не столько о том, что придет какой-либо крупный астероид и попадет в атмосферу планеты Земля. Какой-нибудь другой «космический объект» может послужить пусковым крючком. Из космоса идет очень большой энергетический поток, огромная энергия сосредоточена в атмосферных движениях. Если неизвестный «пусковой крючок», вдруг освободит эту энергию, то будет жестокая катастрофа, вспомните неподвижную атмосферу прошлого лета … Уровень таких катастроф нам просто не понять. Астрономия, как наука, может изучать те космические обстоятельства, которые предпосылают эффект такого «пускового крючка».

На ежегодной книжной ярмарке на ВВЦ издательством «ФИЗМАТЛИТ» была представлена наша книга: смотреть ссылку

Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра

Артемьева Н., Баканас Е., Барабанов С., Витязев А. и др.

Шустов Б.М., Рыхлова Л.В.

Проблема астероидно-кометной опасности, то есть угрозы столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы, осознается в наши дни как комплексная глобальная проблема, стоящая перед человечеством. В этой коллективной монографии впервые обобщены данные по всем аспектам проблемы, рассмотрены современные представления о свойствах малых тел Солнечной системы, а также проблемы их обнаружения и мониторинга. Обсуждаются вопросы оценки уровня угрозы и возможных последствий падения космических тел на Землю, способы защиты и уменьшения ущерба, а также пути развития всемирного сотрудничества по этой глобальной проблеме. Книга рассчитана на широкий круг читателей.

* Пояс Ко́йпера (иногда также называемый пояс Э́джворта — Койпера) — область Солнечной системы от орбиты Нептуна (30 а. е. от Солнца) до расстояния около 55 а. е от Солнца. Хотя пояс Койпера похож на пояс астероидов, он примерно в 20 раз шире и в 20-200 раз массивнее последнего. Открыт в 1992 году.

** Облако О́орта — гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование. Предполагаемое расстояние до внешних границ облака Оорта от Солнца составляет от 50 000 до 100 000 а. е. — примерно световой год.

*** Астрономическая единица (а. е.), — единица расстояний в астрономии, равная среднему расстоянию Земли от Солнца. Согласно списку фундаментальных постоянных астрономии, рекомендованному в 1964 Международным астрономическим союзом для астрономических исследований, 1 а. е. = 149,6 млн. км.

**** Центр малых планет был основан в университете Цинциннати (Огайо) в 1947 году. В 1978 году Центр был переведён в Смитсоновскую астрофизическую обсерваторию, которая является частью Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) совместно с Гарвардской Университетской Обсерваторией (HCO).

***** ПЗС, камера — это камеры с полярно-зарядовой связью. Вместо фотопленки используется пластина, состоящая из множества крошечных электронных элементов (пикселей), которые обладают свойством накапливать попадающий на них свет, передавая информацию на компьютер. Для таких камер требуются меньшие выдержки.

****** Апо́фис (99942) — астероид, сближающийся с Землёй, открытый в 2004 году в обсерватории Китт-Пик в Аризоне. Имя собственное получил 19 июля 2005. Назван в честь древнеегипетского бога Апопа (в древнегреческом произношении — Апофис), огромного змея, разрушителя, который живёт в темноте подземного мира и пытается уничтожить Солнце в течение его ночного перехода. В результате сближения с Землёй в 2029 г. астероид Апофис «изменит» свою орбитальную классификацию . Если он столкнется с Землей, то сила удара будет эквивалентна взрыву 110 тысяч атомных бомб, сброшенных на Хиросиму.

******* «Иридиум» (англ. Iridium) — всемирный оператор спутниковой телефонной связи. Покрытие составляет 100 % поверхности Земли, включая оба полюса. Одноимённая орбитальная группировка насчитывает 66 спутников, расположенных на орбитах с наклонением 86,5° и высотой 780 км. Своё название система получила в связи с тем, что первоначально планировалось создать группировку из 77 спутников. Это число равно атомному номеру элемента Иридия.

Потенциальный космический мусор
Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *