Странники Вселенной


     Что ж, незваные гости из космоса падают на Землю каждый день. Но одно дело – мелкие пылинки и камешки, которые пролетают в атмосфере яркими метеорами и испаряются в ней полностью, и совершенно другое – тела до 100 метров в диаметре. Такой гость в атмосфере уже не сгорит и представляет для землян значительную угрозу. Правда, происходит это примерно раз в 1.000 лет. Столкновение с массивным астероидом более 1 км в поперечнике – еще более редкое событие, происходящее раз в несколько миллионов лет, однако последствия здесь могут быть поистине катастрофическими. Опасность заключается в том числе и в том, что многие астероиды остаются незамеченными, пока не приблизятся к Земле. Например, один из них был неожиданно открыт в 1998 году во время изучения снимка, полученного космическим телескопом Хаббла.
     Сегодня известно около 10 астероидов диаметром более 5 км, сближающихся с нашей планетой. Такие небесные тела могут столкнуться с Землей не чаще, чем один раз в 20 миллионов лет.
     Для крупнейшего представителя популяции астероидов, приближающихся к земной орбите – 40-километрового Ганимеда, – вероятность столкновения с Землей не превышает 0,00005 процента. Вероятность же столкновения с Землей 20-километрового астероида Эрос оценивается примерно уже в 2,5 процента. Число астероидов с диаметром более 1 км, пересекающих орбиту Земли, приближается к 500. Падение такого тела может привести к общепланетарной катастрофе.
     Кроме того, по имеющимся данным, орбиту Земли пересекают около 40 активных и 800 угасших «мелких» комет с диаметром ядра до 1 км и 140 – 270 комет, напоминающих комету Галлея. Эти крупные кометы оставили свои отпечатки на Земле – 20 процентов больших земных кратеров обязаны им своим существованием. В целом же более половины всех кратеров на Земле – кометного происхождения. И сейчас в нашу атмосферу ежеминутно влетают 20 ядер миникомет.
     По расчетам, энергия соударения, соответствующая столкновению с астероидом диаметром 8 км, должна привести к катастрофе глобального масштаба со сдвигами земной коры. При этом размер кратера, образующегося на поверхности Земли, будет примерно равен 100 км, а глубина кратера будет лишь в два раза меньше толщины земной коры.
     Если космическое тело не является астероидом или метеоритом, а представляет собой ядро кометы, то последствия столкновения с Землей могут стать еще более катастрофическими для биосферы из-за сильнейшего рассеивания кометного вещества.
     Значительно больше возможностей у Земли встретиться с мелкими небесными объектами. Среди астероидов, орбиты которых в результате длительного действия планет-гигантов могут пересекать орбиту Земли, имеется не менее 200 тысяч объектов с диаметрами около 100 м. Наша планета сталкивается с подобными телами не реже чем раз в 5 тысяч лет. Поэтому на Земле каждые 100 тысяч лет образуется примерно 20 кратеров с поперечником более 1 км. Мелкие же астероидные осколки (глыбы метровых размеров, камни и пылевые частицы, включая и кометного происхождения) непрерывно падают на Землю.
     
«Звездные раны»

     При падении крупного небесного тела на поверхность Земли образуются кратеры. «Звездные раны» на Земле по сравнению, например, с Луной не очень многочисленны и быстро сглаживаются под действием эрозии и других процессов. Всего на поверхности планеты найдено свыше 120 кратеров, 33 из которых имеют диаметр более чем 5 км и возраст около 150 миллионов лет.
     Первый кратер был выявлен в 1920-х годах в каньоне Дьявола в североамериканском штате Аризона. Диаметр кратера – 1,2 км, глубина – 175 м, примерный возраст – 49 тысяч лет. По расчетам ученых, такой кратер мог образоваться при столкновении Земли с телом сорокаметрового диаметра.
     Геохимические и палеонтологические данные свидетельствуют о том, что примерно 65 млн. лет назад на рубеже Мезозойского периода Меловой эры и Третичного периода Кайнозойской эры небесное тело размером примерно 170 – 300 км столкнулось с Землей в северной части полуострова Юкатан (побережье Мексики), образовав кратер под названием Чиксулуб. Мощность взрыва при этом оценивается в 100 миллионов мегатонн! При этом образовался кратер диаметром 180 км. Он был образован падением тела диаметром 10 – 15 км. При этом в атмосферу было выброшено гигантское облако пыли общим весом в миллион тонн. На Земле наступила полугодовая ночь. Погибло более половины существовавших видов растений и животных. Возможно, тогда в результате глобального похолодания и вымерли динозавры.
     
Тунгусский феномен

     На территории России выделяются несколько «звездных ран»: на севере Сибири – Попигайская с диаметром кратера 100 км и возрастом 36 – 37 миллионов лет, Пучеж-Катунская – с кратером 80 км, возраст которого оценивается в 180 миллионов лет, и Карская – диаметром 65 км и возрастом 70 миллионов лет.
     В минувшем веке на российскую землю упали два крупных небесных тела. Это, во-первых, Тунгусский объект, который вызвал взрыв мощностью 20 мегатонн на высоте 5 – 8 км над поверхностью Земли. Для определения мощности взрыва его приравнивают по разрушающему воздействию на окружающую среду к взрыву водородной бомбы с тротиловым эквивалентом в данном случае в 20 мегатонн тротила, что превосходит энергию ядерного взрыва в Хиросиме в 100 раз. Неизвестное тело вторглось в пределы земной атмосферы 30 июня 1908 года в бассейне реки Подкаменная Тунгуска в Сибири.
     Начиная с 1927 г. на месте Тунгусского феномена работали последовательно восемь экспедиций русских ученых. Было определено, что в радиусе 30 км от места взрыва ударной волной были повалены все деревья. Лучевой ожог стал причиной огромного лесного пожара. Взрыв сопровождался сильным звуком. На огромной территории, по свидетельству жителей окрестных сел, наблюдались необычайно светлые ночи. Но ни одна из экспедиций не нашла ни одного кусочка метеорита.
     Уже устоялось словосочетание «Тунгусский метеорит», но пока достоверно не известна природа этого явления, ученые предпочитают пользоваться термином «Тунгусский феномен». Мнения о его природе самые противоречивые. Одни считают его каменным астероидом с диаметром, приблизительно равным 60 – 70 метрам, разрушившимся при падении на куски примерно 10-метрового диаметра, которые затем испарились в атмосфере. Другие, и их большинство, что это осколок кометы Энке. Многие связывают этот метеорит с метеорным потоком Бета-Таурид. Тем не менее эта загадка природы еще не разгадана. Реальной оценкой энергии Тунгусского феномена является величина, примерно равная 6 мегатоннам.
     Вторым крупным объектом, найденным на территории России, был Сихотэ-алинский железный метеорит, упавший в Уссурийской тайге 12 февраля 1947 г. Он был значительно меньше своего предшественника, и его масса составляла десятки тонн. Метеорит взорвался в воздухе, не долетев до поверхности планеты. Энергия Сихотэ-алинского метеорита оценивается примерно в 20 килотонн. Можно вполне определенно сказать, что нашим соотечественникам, жившим тогда, повезло. Если бы Тунгусский метеорит упал на большой город, то от города и его жителей мало чего осталось бы.
     
Лучше об этом не думать?

     А что же может произойти при столкновении с кометой огромного радиуса, начиненной метеоритами? На этот вопрос помогает ответить судьба планеты Юпитер. В июле 1996 г. комета Шумейкер-Леви столкнулась с планетой. За два года до этого при прохождении этой кометы на расстоянии 15 тысяч километров от Юпитера ее ядро раскололось на 17 осколков примерно по 0,5 км в диаметре, растянувшихся вдоль орбиты кометы. В 1996 г. они поочередно упали на планету. Энергия столкновения каждого из кусков, по оценкам ученых, достигала примерно 100 миллионов мегатонн. На фотографиях космического телескопа Хаббла видно, что в результате катастрофы на поверхности Юпитера образовались гигантские темные пятна – выбросы газа и пыли в атмосферу в местах падения. Пятна соответствовали размерам нашей планеты!
     Конечно, кометы в далеком прошлом, видимо, не раз атаковали нашу Землю. Именно столкновением с ними многие объясняют гигантские катастрофы прошлого, которые привели к смене климата, вымиранию многих видов животных и растений, гибели развитых цивилизаций землян. Быть может, 14 тысяч лет назад наша планета встретилась с меньшей кометой, но этого было вполне достаточно, чтобы исчезла с лица Земли легендарная Атлантида…
     В последнее время все чаще стали появляться сообщения о приближающихся к Земле астероидах. Это не означает, что их стало значительно больше, чем раньше. Современная наблюдательная техника позволяет нам увидеть километровые объекты на значительном расстоянии. В марте 2001 года астероид 1950 DA, открытый еще в 1950 году, пролетел на расстоянии 7,8 млн. км от Земли. Был измерен его диаметр – 1,2 км. Рассчитав параметры его орбиты, 14 авторитетных американских астронома сделали заявление о том, что в субботний день 16 марта 2880 года этот астероид может столкнуться с Землей. Произойдет взрыв мощностью 10 тысяч мегатонн. Вероятность катастрофы оценивается в 0,33 процента.
     В начале 2002 г. малый астероид 2001 YB5 диаметром 300 метров пролетел на расстоянии, в два раза превышающем расстояние от Земли до Луны. 8 марта 2002 года малая планета 2002 EM7 50 метров в диаметре приблизилась к Земле на расстояние 460 тысяч километров. Она пришла к нам со стороны Солнца и поэтому была не видна. Заметили ее только через несколько дней, после того как она… пролетала мимо Земли.
     
Кто нас защитит?

     Столкновение Земли с любым космическим телом независимо от размера не сулит ничего хорошего. Даже безвредные для землян мелкие частички – метеоры – очень опасны для космических аппаратов. Более крупные из них способны пробить обшивку корабля, а мелкие могут повредить внешнюю аппаратуру, вывести из строя солнечные батареи – источники энергии многих спутников.
     Чтобы оградить Землю от встречи с непрошеными космическими гостями, была организована служба постоянного мониторинга (слежения) за всеми объектами на небе. В крупных обсерваториях за небом следят телескопы-роботы. В этой программе участвует большинство обсерваторий мира, в том числе и России. Создана веб-сеть мониторинга астероидной опасности. NASA объявило о создании во всемирной сети системы мониторинга астероидной опасности, получившей наименование Sentry, которая призвана облегчить общение между учеными.
     Подлетающие к Земле космические пришельцы размером свыше нескольких метров могут быть обнаружены современными оптическими средствами на расстоянии около 1 млн. км от планеты. Реально пока существуют всего два возможных варианта защиты. Первый – уничтожить объект физически на безопасной дистанции. Второй – изменив его орбиту, предотвратить столкновение.
     Первый из перечисленных способов очень сложен технически. Он может не сработать при огромных размерах приближающегося тела. Второй вариант более интересен. В случае приближения кометы можно использовать сублимационный эффект – испарение газов с поверхности части ядра кометы. В результате возникающие реактивные силы закрутят комету вокруг своей собственной оси вращения и изменят траекторию ее движения, подобно закрученному мячу в футболе. Для этого нужно взорвать рядом с ядром кометы ракету или небольшой ядерный заряд, и осколки ракеты или взрывная волна вызовут нужную реакцию.
     
Цель – астероид

     В СССР да и в России уделяют возможной небесной угрозе пристальное внимание. Есть, например, проект системы мониторинга опасных объектов в околоземном пространстве, разработанный в НПО им. С.А. Лавочкина. Он предусматривает наличие космического сегмента, который включает в себя несколько аппаратов, оснащенных телескопами. Для них предполагается преимущественное использование высокоэллиптических и геостационарных орбит.
     Космическая часть другого проекта, разработанного в ЦНИИМАШ, в отличие от предыдущего состоит из двух подсистем. Первая включает в себя два аппарата обнаружения на орбите Земли. Они расположены так, что могут осуществлять контроль движения астероидов по любым подлетным траекториям, в том числе со стороны Солнца. В задачу этих аппаратов, помимо обнаружения космических тел, входит также их селекция (исключение из рассмотрения мелких и пролетающих мимо) и выдача целеуказания по угрожающим Земле объектам на телескоп сопровождения. Вторая подсистема по выданному целеуказанию осуществляет наведение узконаправленного телескопа с большим фокусным расстоянием на опасные объекты, их сопровождение, определение параметров движения, а также времени и района возможного столкновения с планетой.
     Проект, предложенный НПО «Астрофизика», предполагает построение оптико-электронного комплекса, способного обнаруживать космические тела размером от 20 метров, летящие со скоростью до 70 км/с относительно Земли.
     А как уничтожить обнаруженного незваного гостя из космоса? Отечественные ученые считают, что глобальная система космической защиты должна быть прежде всего эшелонированной. Так построен один из наиболее проработанных проектов, предложенный НПО им. С.А. Лавочкина. В нем основными структурными подразделениями системы защиты Земли являются наземно-космическая служба обнаружения, космическая служба перехвата и наземный комплекс управления. Сама система имеет два эшелона – дальнего перехвата и ближнего, или оперативного, перехвата.
     Эшелон дальнего перехвата предназначен для противодействия крупным ранее обнаруженным объектам размерами свыше 1 километра, столкновение которых с Землей может быть предсказано за месяцы и годы.
     Эшелон ближнего перехвата предназначен для борьбы с угрожающими планете объектами в околоземном пространстве.
     В другом проекте, предложенном Челябинским научным центром, для действий в эшелоне дальнего перехвата используются космические аппараты, несущие на борту ядерные заряды мощностью 10 – 20 Мт и выводимые в космос ракетой-носителем «Энергия». Комплекс, обеспечивающий ближний перехват, предназначен для уничтожения объектов размером 50 – 150 метров методом кинетического удара. Поскольку в этом варианте масса ударников и проникателей составляет 10 – 20 тонн, их вывод на орбиту может быть осуществлен ракетами-носителями типа «Протон» или «Ангара-5».
     Подытожим вышесказанное. Сегодня нет необходимости постоянно с тревогой смотреть на небо. Солнечная система живет своей жизнью, и мимо Земли пролетали и будут пролетать метеориты, кометы и астероиды. Но, с другой стороны, нельзя и совсем расслабляться. Как свидетельствует история, космос бывает жестоким.