Транзитом через Землю

     Вообще-то ажиотаж вокруг летающего неподалеку от нашей планеты астероида возник не на пустом месте. Дело в том, что различного рода космические болиды и раньше посещали Землю.
     - Изучать астероидно-кометную опасность, - говорит начальник отдела исследований космического пространства ЦНИИМаша Владимир Емельянов, - начали примерно 100 лет назад, когда в каньон Дьявола (США) упал астероид массой более 60 тыс. тонн и размером всего-то 60 метров. В результате возникла воронка0 диаметром более километра и глубиной около 170 метров, а обломки разлетелись в радиусе 10 километров. Кратер назвали Аризонским. C того момента и стали проводиться исследования по определению причин образования этого и других кратеров, обнаруженных позже.
     А их, отметим, предостаточно. Так, в бухту Чесаник, что в США, 35 млн. лет назад плюхнулся метеорит размером по диаметру около трех километров. В результате образовался кратер диаметром 85 км. И стал действующим резервуаром соленой воды.
     Посещали космические пришельцы не только Штаты. Астероид размером в 10 километров «приземлился» в Мексике 65 млн. лет назад. Образовался Чиксулюбский бассейн диаметром около 200 км. Ученые предполагают, что именно он стал причиной вымирания динозавров и других животных мелового периода.
     А еще раньше, 1,8 млрд. лет назад, 10-километровое ядро кометы посетило Канаду. У периметра 250-километрового кратера Садбери впоследствии нашли залежи медной и никелевой руды.
     Не обходили стороной космические странники и территорию нашей страны. Так, кратер Попигай диаметром в 100 километров образовался отнюдь не сам по себе. 40 млн. лет назад Сибирь содрогнулась от падения 5-километрового астероида. Под воздействием на графит огромных давлений в зоне удара образовались промышленные алмазы.
     Есть мнение, что жизнь на Земле зародилась в Африке. Добавим, не без участия космических болидов. В Южной Африке исследователи обнаружили кольцо Вредерфорт. Образовалось оно 2 млрд. лет назад. Ученые не исключают, что это самое раннее из известных падений болидов повлияло на эволюцию одноклеточных организмов.
     Богатым на различные сюрпризы из космоса было и минувшее столетие. В результате столкновения с Землей Сихоте-Алиньского метеорита в 1947 году на площади 100 гектаров образовалось около сотни воронок диаметром до 28 метров.
     Однако куда более серьезными были последствия от падения печально известного Тунгусского метеорита в 1908 году. В атмосфере Земли он взорвался с силой, равной 20 мегатоннам в тротиловом эквиваленте, а в радиусе 25 километров был повален лес. Пострадали и люди. Вспышка вызвала ожоги средней степени у очевидцев события.
     - Падение крупных космических тел - весьма редкое событие, - говорит Владимир Алексеевич. - Куда чаще залетают к нам более мелкие тела. Причем чем меньше их размер, тем чаще они попадают на Землю. А население зачастую их попросту не замечает.
     Однако опасность от падения небесных тел относительно малого размера, продолжает ученый, в наше время сильно возросла из-за концентрации населения в крупных городах, развития опасных производств (строительство атомных электростанций, химических предприятий и т.д.).
     Малые небесные тела диаметром до 100 метров при столкновении с нашей планетой могут вызвать локальные разрушения на площади несколько тысяч квадратных километров. Особенно опасны падения в океан. Возникающие в результате цунами попросту смывают ближайшие прибрежные территории.
     Небесные тела размером от 200 до 1.000 метров могут привести к региональным катаклизмам, а размером более километра - к глобальной катастрофе. Ну а если в Землю врежется астероид более 10 километров, произойдет смена существующих живых организмов.
     Проведенный в последние годы анализ данных позволяет сделать вывод, что в ближайшие 100 лет наш голубой шарик могут атаковать тела только малых размеров. Поэтому актуальным направлением работ по решению проблем астероидно-кометной опасности, считает эксперт ЦНИИМаша, является разработка средств обнаружения и предупреждения о падении подобного рода космических гостей. Предупреждение, скажем, за 10 суток позволит вывести людей из прибрежных зон океанов и морей, укрыть часть городского населения в бомбоубежищах, приостановить работу опасных производств, а в случае высокоточного определения места падения (например, с помощью космических телескопов) - эвакуировать из него население и материальные ценности.
     Вместе с тем следует отметить, что регулярному нападению со стороны небесных агрессоров подвергается не только Земля, но и другие планеты Солнечной системы. О чем свидетельствуют многочисленные кратеры на Луне и особенно на Марсе. Астрономы неоднократно фиксировали падения комет и на Солнце. Одно из значимых столкновений с планетами нашей галактики произошло в 1992 году. Ядро кометы Шумейкера - Леви-9 при прохождении вблизи Юпитера распалось на 20 крупных фрагментов. По их яркости определили диаметр и самого ядра - около 1,5 километра. Они были захвачены Юпитером и стали двигаться по орбите вокруг него. Спустя два года они столкнулись с Юпитером. Возмущения в атмосфере планеты, вызванные столкновениями, наблюдались в течение многих суток на огромном пространстве, превышающем диаметр Земли. «Пострадали» и спутники Юпитера - Ганимед и Каллисто. Столкновение такого масштаба с нашей планетой привело бы к региональной катастрофе, резюмировал эксперт ЦНИИМаша.
     Родом из космоса
     Так что же представляют собой астероиды и откуда они возникают?
     Ученые делят метеориты на три основные группы: каменные, железные и железокаменные.
     - Среди найденных метеоритов, - продолжает Емельянов, - подавляющее большинство принадлежит к первой группе. А вот рыхлые метеориты с низкой плотностью и высоким содержанием углерода встречаются довольно редко. Их родительскими телами являются ядра комет, содержащие смесь камня и замерзших молекул воды, углерода, других компонентов. Возможно, что до вхождения в атмосферу Земли они могли иметь другой состав. Поверхность этих скругленной формы болидов, полагают астрономы, покрыта кратерами.
     Астероиды, сближающиеся с Землей, приходят из двух областей Солнечной системы: Главного пояса астероидов, что между орбитами Марса и Юпитера, и пояса Койпера, находящегося на существенно большем расстоянии от Солнца. Считается, что потенциально опасные небесные тела могут столкнуться с нашей планетой после длительной эволюции их орбит.
     Кстати, в 90-е годы появилось немало сообщений об открытиях астероидов, сближающихся с Землей, размером более километра. Шумиха, поднятая в прессе, сопровождалась, как водится в таких случаях, различного рода спекуляциями: мол, столкновений с Землей не избежать, а глобальные катастрофы приведут к гибели цивилизации. Со временем ажиотаж поутих, страсти улеглись. С тех пор минуло почти два десятилетия, а космические гости такого масштаба так и не оправдали прогнозов.
     - На основании регулярных наблюдений и вычислений орбит астероидов, открытых до 2004 года, можно сделать вывод, что в ближайшие100 лет они не подойдут к Земле, - успокаивает начальник отдела исследований космического пространства ЦНИИМаша. - На сегодняшний день главную опасность представляют еще не открытые небесные тела. Исключение составляют лишь Апофис и 2004 VD17. Правда, последний может посетить окрестности Земли аж в 2102 году.
     Вектор Апокалипсиса
     Впервые астероид Апофис был обнаружен 19 июня 2004 года. Американские астрономы Аризонской национальной обсерватории Рой Такер, Дэвид Толен, Фабрицио Бернарди долго вглядывались в космические дали и вдруг в недрах Вселенной обнаружили доселе неизвестный астероид, блуждающий по просторам Солнечной системы. После определения предварительной орбиты Международный центр малых планет присвоил ему номер - 2004 МN4. Это рядовое для астрономии открытие так и осталось бы неизвестным для широкой общественности, а небесное тело безымянным, если бы не дальнейшие события.
     Спустя полгода система слежения за астероидами Sentry, рассчитывающая их орбиты, выдала тревожное сообщение: в 2029 году может произойти столкновение Апофиса с Землей. Небесный метеор отнесли к 4-й степени по Туринской шкале опасности, ему присвоили название 99942 Апофис.
     О самом названии следует сказать особо. В египетской мифологии Апофис (Апоп) - огромный змей, извечный враг бога солнца Ра, олицетворяет мрак и зло. Часто он выступает как собирательный образ всех врагов солнца. Его место обитания - глубь земли, где и происходит его борьба с Ра. Когда ночью бог солнца пускается в плавание по подземному Нилу, змееныш, желая погубить его, выпивает из реки всю воду. Каждую ночь происходит борьба, из которой Ра всегда выходит победителем и заставляет Апопа изрыгнуть воду обратно. В другом мифе Ра в образе рыжего кота отрезает голову Апофису под священным древом жизни города Гелиополя.
     Теории вероятостей
     Впрочем, перенесемся из древнегреческой мифологии в прозаическую реальность наших дней. По данным ученых, Апофис является околоземным астероидом из группы Атона. Большая часть его орбиты находится внутри орбиты Земли, меньшая - за орбитой нашей планеты. Вот на этом участке и можно наблюдать его наземными телескопами в ночное время. Его размер достигает около 350 метров, но структура пока неизвестна.
     - Поначалу в результате измерений оптическими телескопами, - продолжает Владимир Емельянов, - ученые установили весьма высокую вероятность его столкновения с Землей 13 апреля 2029 года.
     Однако после более тщательного изучения его радиотелескопом, установленным в Аресибо (Пуэрто-Рико), американские астрономы пришли к выводу, что в назначенный день катастрофы все-таки не произойдет: Апофис пройдет на расстоянии 39 тысяч километров от Земли. А вот спустя 7 лет, в 2036 году, это вполне может случиться, да и то при определенных условиях: если в 2029 году он пройдет через так называемую «гравитационную ловушку». В результате траектория астероида изменится таким образом, что он непременно столкнется с Землей. Вероятность того, что небесное тело пройдет через область в пространстве диаметром 400 метров (размер «ловушки») - 1 шанс из 45 тысяч.
     Как отмечают специалисты, крошечные размеры «гравитационной ловушки», с одной стороны, - благо для Земли, так как вероятность попадания в это игольное ушко близка к нулю, и в случае необходимости оттолкнуть астероид будет несложно. С другой - именно небольшие размеры «ловушки» в разы увеличивают сложность расчетов вероятности попадания в нее небесных тел. Так, в настоящее время точность расчета траектории полета астероида составляет примерно 3 тысячи километров. Чтобы с определенной уверенностью говорить, что бог тьмы, хаоса и зла пролетит мимо, необходимо снизить погрешности прогнозов до размеров примерно одного километра.
     Именно поэтому ученые, занимающиеся этой проблемой, полагают, что необходимо вычислить более точную траекторию полета астероида. Сделать это можно лишь в 2013 году, когда болид окажется в очередной раз в зоне видимости наземных телескопов.
     Конец света?
     Тем не менее сбрасывать со счетов наихудший сценарий, думается, не следует. Если столкновение все же произойдет, Апофис оправдает свое зловещее название: во тьму и хаос погрузится как минимум несколько стран, а все мы повторим судьбу мамонтов и динозавров. По оценкам NASA, после падения небесного тела выделится энергии в 100 тысяч раз больше, чем при ядерном взрыве в Хиросиме. Под непосредственное действие ударной волны попадут тысячи квадратных километров, а на остальную Землю будет воздействовать пыль, выброшенная в атмосферу.
     Такие опасения разделяют и в России. Если Апофис упадет, скажем, на Нью-Йорк, считает Владимир Емельянов, будут уничтожены не только сам город, но и его окрестности. Пострадают не только США, но и латиноамериканские страны. Так, по очень приблизительным расчетам, падение космического болида возможно в полосе шириной 50 км, пролегающей через Тихий океан, Центральную Америку и часть Атлантики. Эксперты не исключают полного разрушения городов Манагуа (Никарагуа), Сан-Хосе (Коста-Рика) и Каракас (Венесуэла).
     Если падение произойдет в районе океана за западным побережьем Америки, на дне океана образуется воронка диаметром около 8 км. Возникнет цунами. Высота волн, например, у берегов Флориды достигнет около 20 метров. Если астероид плюхнется в океан в сотнях километров от Атлантического побережья Америки, возникнет цунами, способное накрыть Нью-Йорк и Бостон.
     Сачок для змея
     Времени на принятие решения, считают специалисты, остается мало. Так, на недавней конференции экспертов по околоземным объектам в Лондоне ученые говорили, что на разработку и испытание технологии для изменения траектории движения астероида могут уйти десятилетия. И что же делать?
     Мнения американских ученых относительно дальнейших действий расходятся. Астронавт Расти Швейкерт считает, что нужно срочно готовить экспедицию на астероид для установки на нем радиопередатчика, позволяющего кардинально повысить точность заблаговременного прогнозирования прохода через «гравитационную ловушку». К слову, Планетарное общество уже учредило приз в 50 тысяч долларов по доставке такого передатчика. А вот ответственный сотрудник NASA Стивен Чесли полагает, что торопиться не стоит, а нужно дождаться 2013 года.
     Выяснить, что ждет планету в 2036 году, можно только одним способом - детально изучить сам астероид. В британской инженерной аэрокосмической корпорации EADS - Astrium, специализирующейся на производстве техники для космических исследований, спроектировали аппарат Apec. В 2014 году он должен сблизиться с астероидом-убийцей и подробно изучить его размеры, форму, состав и температуру. Полученные данные помогут ученым спрогнозировать истинную картину событий и определить, насколько велика вероятность столкновения болида с Землей.
     Если столкновение неизбежно, то как его предотвратить? Предложений на этот счет хватает. В настоящее время рассматриваются различные способы изменения опасной траектории астероида. Больше всего сторонников у самого простого способа - ударить по Апофису космическим кораблем и изменить траекторию движения.
     В 2002 году Европейское космическое агентство рассмотрело предложенный испанской фирмой Deimos Space проект «Дон Кихот». Два космических аппарата «Идальго» и «Санчо» последуют поодиночке к астероиду. Первый столкнется с космическим телом на большой скорости, а второй измерит изменение орбиты объекта. Стоимость проекта составит 150 млн. евро. Запуск может состояться между 2010 и 2015 годами.
     Другие предлагают взорвать ядерное устройство на поверхности Апофиса или рядом с ним. В результате изменятся скорость движения и траектория. Правда, у этого способа есть и уязвимые места.
     - Ядерный взрыв не может использоваться для отклонения от опасной траектории комет из-за низкой прочности их вещества, - считает Владимир Алексеевич. - Не исключено, что часть энергии взрыва будет поглощена астероидом, образуются осколки и миссия не достигнет цели.
     Ряд экспертов NASA предложили подвешивать рядом с астероидом «гравитационный тягач». Для этого необходимо запустить 20-тонный космический аппарат, который будет притягивать к себе болид. В итоге произойдет смещение Апофиса с первоначальной траектории. Существуют и другие предложения.
     Апофис в зазеркалье
     Оригинальный способ борьбы предложила группа ученых из университета Глазго (Великобритания) - с помощью системы зеркал. Вот как, по замыслу Массимилиано Вазиля, одного из ученых, это должно происходить. Если опасный объект появится вблизи нашей планеты, к нему устремятся несколько беспилотных кораблей. На каждом будет установлено 20-метровое зеркало. Корабли окружат астероид и сфокусируют на его поверхности солнечный свет, в результате чего астероид начнет нагреваться. Спустя некоторое время (от полугода до года) температура в точке, куда будет направлен луч, превысит 2.000 градусов по Цельсию. Выделяющийся газ создаст тягу, которая изменит орбиту Апофиса. Таким образом, столкновение с Землей удастся предотвратить, считает англичанин.
     Однако этот метод не бесспорен, и далеко не все специалисты его поддерживают. Так, одним из недостатков его является то, что он эффективен для небольших тел. Чтобы сбить с курса крупный астероид, такой как Апофис, потребуется более 5.000 тысяч зеркал, а такую систему весьма трудно реализовать технически.
     Наш ответ Апофису
     В Правительстве России считают вероятность столкновения Апофиса с Землей ничтожно малой и отказываются финансировать программы защиты нашей планеты от астероидной опасности.
     Такого же мнения придерживаются и российские военные. Так, командующий Космическими войсками Владимир Поповкин заявил, что вероятность «астероидной атаки» на Землю очень мала и поэтому нужно защищаться от реальных, а не от гипотетических угроз.
     А вот у Даниэля Фарджиона из Римского университета (Италия) иное мнение на этот счет. Несмотря на очень небольшую вероятность столкновения астероида с нашей планетой (1 шанс к 45 тысячам), методы астероидной защиты разрабатывать необходимо, убежден итальянский ученый.
     Аналогичного мнения придерживаются и другие специалисты за рубежом. Так, американские власти ежегодно выделяют более 4 миллионов долларов на исследование астероидной опасности. Но этих денег крайне недостаточно, считают в NASA. (В России таким деньгам остается только завидовать!)
     Как бы там ни было, и у нас не сидят сложа руки. Российские специалисты с пониманием относятся к серьезной международной проблеме - астероидно-кометной опасности (АКО). Так, в НПО им.
     С.А. Лавочкина ведется разработка космического аппарата для облета бога тьмы и хаоса. Цель - определить условия появления «гравитационных ловушек», а также доставить радиомаяк на астероид для высокоточного определения параметров движения Апофиса с помощью сеансов связи с Землей.
     Кроме того, создана рабочая группа по проблеме АКО при Совете РАН по космосу. Завершается разработка целевой научно-технической программы «Астероидно-кометная безопасность России». Ее реализация повысит безопасность России и мирового сообщества.
     В настоящее время в России проводятся исследования по определению наиболее рациональных способов борьбы с Апофисом. В Государственном ракетном центре «КБ им. академика В.П. Макеева» проведены теоретические и экспериментальные оценки конструкции исследовательского космического аппарата для определения физико-химических и механических свойств астероида. Отличительной особенностью проекта является проведение эксперимента на малом (до 1 млн. км) удалении от Земли.
     Предложений, как видим, хоть отбавляй, но какой вариант предпочтительней?
     - Для реализации любой, кажущейся простой на первый взгляд идеи, - говорит начальник отдела исследований космического пространства Владимир Емельянов, - требуется ее обоснование научными исследованиями и инженерными проработками.
     Наиболее действенным способом разрушения большого астероида за минимальное время упреждения является проведение серии ядерных заглубленных взрывов. Однако правомерность его реализации необходимо обосновать с учетом принятых международных соглашений о неразмещении в космосе ядерных зарядов, отметил в заключение ведущий эксперт ЦНИИМаша.