Астероiдна небезпека: мiфи та реальнiсть

Змiст

Вступ

Астероiди поясу Койпера

Близькоземнi астероiди

Астероiдна небезпека: мiф чи реальнiсть

Про метеоритнi кратери та про iншi наслiдки падiння метеоритiв

Концепцiя створення та застосування багато ешелонованоi системи захисту землi вiд астероiдноi небезпеки

Лiтература

Вступ

Першого сiчня 1801 p. Джузеппе Пiаццi, директор обсерваторii ум. Палермо (о. Сицилiя), виявив небесний об'iкт сьомоi зоряноi величини, невiдомий ранiше. Згодом з'ясувалося, що це тАФ невелика планета, яка обертаiться навколо Сонця по практично коловiй орбiтi, розташованiй мiж орбiтами Марса та Юпiтера. Згiдно з традицiiю, що iснувала тодi, називати новi небеснi свiтила iменами мiфологiчних богiв Дж. Пiаццi назвав планету Церерою (Ceres), на честь богинi тАФ покровительки острова Синилiя. Нiмецький аматор астрономii Г. Ольберс iз сiчня 1802 р. розпочав систематичнi спостереження цього нового об'iкта Сонячноi системи i вже 28 березня поруч iз Церерою вiдкрив ще одне аналогiчне небесне тiло приблизно дев'ятоi зоряноi величини. Воно дiстало назву Паллада (Pallas). Орбiта нового об'iкта також перебувала мiж орбiтами Марса та Юпiтера, крiм того, вона мiстилася дуже близько вiд орбiти Церери. На пiдставi таких фактiв Г. Ольберс висунув гiпотезу, що цi малi планети i уламками однiii й тiii ж великоi планети, яка колись iснувала в Сонячнiй системi, проте з якоiсь причини розпалася. Тому вiн приступив до цiлеспрямованого пошуку нових уламкiв, якi мали б таку ж орбiту, i 1807 р. вiдкрив ще одну планетутАФ Весту (Vesta). Узагалi-то це була четверта мала планета, бо 1804 р. нiмецький астроном К.Л. Гардiнг виявив третю. ii назвали Юнона (Juno). Усi чотири щойно вiдкритi планети, на вiдмiну вiд семи вiдомих на той час великих планет, навiть у телескопи здавалися лише свiтлими точками, як зорi. Ось чому вони й дiстали добре вiдому тепер назву "астероiд", що означаi "зореподiбний об'iкт".

Протягом наступних майже 40 рокiв не був вiдкритий жоден астероiд! Лише в груднi 1845 р. поштовий чиновник з м. Дрезден К. Генке виявив п'яту малу планету (ii зоряна величина була 9.5), яку названо Астрея (Astraea), a 1 червня 1847 р. вiн же вiдкрив шостий астероiд. К.Ф. ТРаусс назвав нововиявлений об'iкт Геба (Heba). Того ж 1847 р. американець Дж. Гемд виявив планети РЖриду (Iris) i Флору (Flora), а потiм уже практично щорiчно вiдкривали по декiлька астероiдiв. До 1891 р. пiд час вiзуальних спостережень на невеликих телескопах були вiдкритi 322 астероiди. Але шукати iх ставало все важче, бо треба було виявляти дедалi слабшi об'iкти, а для цього потрiбнi все потужнiшi телескопи. З 1890 р. для пошуку малих планет стали застосовувати фотографiю, i вже в 1924 р. загальна кiлькiсть iх перевищила 1000. Тому наслiдувати давнi традицii, називаючи астероiди iменами давньоримських богинь, ставало все важче. Поступово "мiфологiчний запас" був вичерВнпаний, i 45-й астероiд назвали вже звичайним жiночим iм'ям тАФ РДвгенiя. Пiсля цього серед назв малих планет стали траплятися чоловiчi iмена, прiзвища першовiдкривачiв, вiдомих полiтикiв, знаменитих учених, географiчнi назви, а потiм i прiзвища добрих знайомих, клички улюблених собак, назви океанських пароплавiв, кулiнарних страв i т. iн. Багато астероiдiв ще чекають своii назви i поки що мають лише порядковий номер у загальному каталозi. Тепер стало традицiiю називати нововiдкритi астероiди iменами видатних людей. Зокрема, 22 серпня 1977 р. астроном Кримськоi обсерваторii М. С. Черних вiдкрив астероiд № 4520. З iнiцiативи украiнських астрономiв 25 квiтня 1994 р. цьому небесному тiловi надали iм'я видатного украiнського кiномитця й письменника Олександра Довженка. Крiм того, навколо Сонця мандрують малi планети з такими iменами: Цiолковська (№ 1590), Украiна (№ 1709), Корольов (№ 1855), Скiфiя (№ 1906), Яцкiв (№ 2728), Жиляiв (№ 14346).

Найбiльший з усiх вiдомих на сьогоднi астероiдiв Головного поясу тАФ Церера. Вона маi 932 км у дiаметрi, а ii маса становить приблизно 25% маси всiх астероiдiв, розташованих в межах орбiти Плутона. Наступнi за величиною астероiди тАФ Паллада (Pallas), Веста та Гiгiя (Hygiea), якi мають дiаметри вiд 400 до 525 км. Дiаметри всiх iнших вiдомих астероiдiв меншi за 340 км (серед них тiльки в 26 астероiдiв дiаметри перевищують 200 км). Можна вважати, що "перепис" найбiльших iз них практично завершений: ми напевно знаiмо до 99% астероiдiв, якi мають дiаметри бiльшi, нiж 100 км. РЖз тих астероiдiв, що мають розмiри 10тАФ100 км, вже описано половину. РЖ виявлено дуже незначну частку астероiдiв з дiаметрами приблизно 1 км: можлива iхня кiлькiсть тАФ до одного мiльйона (!). За оцiнками, загальна маса всiх астероiдiв Сонячноi системи менша за масу природного супутника Землi тАФ Мiсяця.

Бiльша частина астероiдiв складаiться iз залiзо-магнiiвих силiкатiв, як i бiльша частина метеоритiв. Проте деякi астероiди складаються iз доволi чистих металiв. Це, наприклад, (16) Психея (Psyche), (21) Лютецiя (Lutetia) i (89) Юлiя (Julia). Про iснування "металевих" астероiдiв говорять i залiзнi метеорити, якi iнколи падають на поверхню Землi. Таким був, наприклад, вiдомий Сiхоте-Алiнський метеорит, який 12 лютого 1947 р. впав в уссурiйськiй тайзi в Приморському краi Росii: металева брила дiаметром декiлька метрiв i масою майже 1000 т влетiла в атмосферу Землi зi швидкiстю приблизно 15 км/с.

Астероiди подiлено на такi типи за iхнiми спектрами (тобто за хiмiчним складом) i за альбедо.

С-тип. До нього належать понад 75% вiдомих астероiдiв. Цi вуглецевi астероiди i надзвичайно темнi (альбедо 0.03тАФ0.09). Вони "населяють" зовнiшнi зони Головного поясу астероiдiв.

S-тип. До нього належать майже 17% усiх астероiдiв. Вони досить яскравi (альбедо 0.10тАФ0.22), за складом тАФ металевi (сумiш залiзонiкелю, залiза та силiкату магнiю).

М-тип. До нього належить бiльша частина з 8% астероiдiв. Вони яскравi (альбедо 0.10тАФ0.18) i складаються практично з чистого залiзонiкелю.

РД ще близько десятка iнших рiдкiсних типiв астероiдiв.

Астероiди подiляються також за своiм положенням у Сонячнiй системi.

Найбiльша кiлькiсть астероiдiв розташована в широкому Головному поясi астероiдiв мiж орбiтами Марса та Юпiтера на вiдстанях 2тАФ4 а.о. вiд Сонця. Ще i кiлька пiдгруп, названих за iменем головних астероiдiв у них (Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybeles i Hildas).

На сайтi Бi-Бi-Сi наведено вигляд Сонячноi системи вiд Сонця до орбiти Юпiтера (рис. 1): кола тАФ це орбiти великих планет, розрiдженi кружечки ближче до центра тАФ це так званi близькоземнi астероiди, суцiльно вкрита цятками частина рисунка тАФ це астероiди Головного поясу, а квадратики тАФ це комети. РЖснують й iншi "пояси", астероiди яких заходять всередину орбiти Меркурiя i виходять у зовнiшню частину Сонячноi системи. Розподiл астероiдних орбiт у просторi дуже нерiвномiрний, i пояси не i безперервними. Мiж ними i значнi "просвiти", на iснування яких уперше звернув увагу вчений Д. Кiрквуд 1866 р. З того часу вони мають назву "люки Кiрквуда".

АСТЕРОРЗДИ ПОЯСУ КОЙПЕРА

30 серпня 1992 р. був вiдкритий перший астероiд iз так званого поясу Койпера (рис. 2), розташованого на вiдстанях вiд 40 до приблизно 100 а. о., тАФ 1992 QB1. У беВнрезнi 2000 р. в поясi Койпера був виявлений ще один об'iкт тАФ 2000 ЕВ173, дiаметр якоВнго оцiнювався в 600 км. 28 листопада 2000 р. Роберт Мак-Мiллан зафiксував невiдомий об'iкт 20-i зоряноi величини (його позначили 2000 WR106). Дiаметр цього небесного тiла оцiнюють у 750тАФ1000 км. Потiм практично щомiсячно стали виявляти по кiлька об'iктiв, якi належать до поясу Клипера, iз розмiрами понад 100 км. На сьогоднi iх вiдкрито понад 600. На рис. З зображено найбiльшi з вiдомих об'iктiв поясу Койпера (праворуч) i астероiдiв (лiворуч). "Чорнота" об'iктiв приблизно вiдповiдаi iхньому альбедо (для схеми використано як вiдомi, так i гаданi значення цього параметра).

БЛИЗЬКОЗЕМНРЖ АСТЕРОРЗДИ

13 серпня РЖ898 р. вчений Вiтт пiд час своiх спостережень в обсерваторii "Уранiя" в Берлiнi вiдкрив 433-й астероiд, який пiзнiше назвали Ерос (Eros). Його орбiта не була схожа з жодною вiдомою тодi орбiтою. Невелика за розмiрами, сильно витягнута, лише своiю афелiйною точкою (найдальша вiд Сонця точка елiптичноi орбiти астероiда) вона "чiплялася" за пояс астероiдiв. Протягом же бiльшоi частини часу астероiд перебував на значнiй вiдстанi вiд поясу, i в своiму перигелii (найближча до Сонця точка елiптичноi орбiти астероiда) "торкався" земноi орбiти. У 1932 р. Е.Ж. Дельпорт в Уккльськiй обсерваторii (Бельгiя) вiдкрив другий астероiд з орбiтою такого ж типу тАФ Амур (Amour). Через декiлька мiсяцiв був вiдкритий Аполлон (Apollos), орбiта якого заходить всередину орбiти Землi та навiть Венери. У 1976 р. були вiдомi вже понад 40 астероiдiв, орбiти котрих дуже близько пiдходили до земноi орбiти. Такi астероiди назвали близькоземними. Вони також подiленi на пiдгрупи, кожна з них маi назву за iм'ям найбiльшого зi своiх членiв. Ось цi пiдгрупи:

1)афiняни (Athens): головнi пiвосi орбiт астероiдiв тАФ приблизно 1.0 а. о., i в перигелii цi об'iкти перебувають на вiдстанi понад 0.983 а.о. Астероiди названоi пiдгрупи пiд час свого руху перетинають орбiту Землi;

2)аполлонцi (Apollos): головнi пiвосi також бiля 1.0 а.о., iхнi перигелiйнi вiдстанi меншi вiд 1.017 а.о.;

3)амурцi (Amours): перигелiйнi вiдстанi астероiдiв цiii пiдгрупи становлять вiд 1.017 до 1.3 а.о.;

4)троянцi (Trojans): мають досить витягнутi орбiти. iхнi перигелii мiстяться в так званих лагранжевих точках Юпiтера (60 спереду та позаду Юпiтера на його орбiтi).

У наш час вiдомо декiлька сотень таких астероiдiв, а, за оцiнками, iх може бути понад тисячу. 26 червня 1949 р. в обсерваторii Маунт-Паломар (США) був вiдкритий ще один дуже цiкавий астероiд тАФ РЖкар (РЖкаr). Розрахунки показують, що цей астероiд в афелii виходить за орбiту Марса, а в перигелii перетинаi орбiту Меркурiя, пiдходячи до Сонця на вiдстань, меншу за 28 млн./ км. У цей час його поверхня настiльки нагрiваiться, що починаi випромiнювати власне свiтло. Орбiта астероiда РЖкар нахилена пiд кутом 23 до площини орбiти Землi i маi найбiльший ексцентриситет тАФ 0.83, тобто його орбiта i найвитягнутiша в Сонячнiй системi. Свiй шлях навколо Сонця астероiд проходить протягом 409 земних дiб. У 1949тАФ1968 pp. РЖкар настiльки близько пiдiйшов до Меркурiя, що той своiм гравiтацiйним полем змiнив орбiту астероiда, ще й так, що 1969 р. РЖкар, за розрахунками австралiйських учених, мав би впасти в РЖндiйський океан. Його падiння було б еквiвалентне пiдриву тисячi водневих бомб (!). На щастя, завбачення не справдилось тАФ РЖкар пронiсся на вiдстанi 6.36 млн. км вiд Землi!

НАСА оголосило про створення в РЖнтернетi системи монiторингу астероiдноi небезпеки, яка маi назву "Sentry" ("Вартовий"). Систему створено для того, щоб полегшити спiлкування мiж ученими в разi виявлення небесних тiл, що мають потенцiйну загрозу для нашоi планети. На сьогоднi в такому списку налiчуiться 44 небеснi тiла. Лише одне з них тАФ 2002 CU11 тАФ маi вiдмiнну вiд нуля ймовiрнiсть (за Туринською шкалою) зiткнутися з Землею. Усi iншi можуть нести небезпеку тiльки за певних умов (таких, наприклад, як раптова змiна орбiти). Об'iкт 2002 CU11 був вiдкритий 7 лютого 2002 р. за допомогою автоматизованоi системи спостереження LINEAR. Дiаметр малоi планети тАФ 760 м. Протягом 2043тАФ2096 pp. Земля матиме аж сiм "рандеву" з названим астероiдом, при цьому вiдстань мiж двома небесними тiлами буде варiюватися вiд 0.52 до 1.26 земного дiаметра (6.5тАФ16 тис. км). За попереднiми розрахунками, найнебезпечнiшою ситуацiя буде 31 серпня 2049 p., коли вiдстань стане мiнiмальною.

АСТЕРОРЗДНА НЕБЕЗПЕКА: МРЖФ ЧИ РЕАЛЬНРЖСТЬ?

Тепер астрономам вiдомо близько 40 000 астероiдних i метеороiдних тiл. Головним чином iхнi орбiти лежать мiж орбiтами Марса та Юпiтера, i тiльки приблизно кiлька десяткiв малих планет наближаються до Землi, а деякi проникають навiть усередину орбiти Меркурiя. Звичайно, iмовiрнiсть зiткнення з Землею того чи iншого космiчного тiла малих розмiрiв iснуi, але вона здебiльшого дуже мала.

Пiд час входу метеороiдного тiла в земну атмосферу вiдбуваiться багато цiкавих явищ. Швидкiсть будь-якого космiчного тiла завжди перевищуi 11.2 км/с i може досягати в земних околицях 40 км/с (причому напрямок ii довiльний). Лiнiйна швидкiсть Землi пiд час руху навколо Сонця в середньому становить 30 км/с, тому максимальна швидкiсть зiткнення метеороiда з земною атмосферою може досягати приблизно 70 км/с (на зустрiчних траiкторiях). Спочатку тiло вступаi у взаiмодiю з дуже розрiдженою верхньою атмосферою Землi, де вiдстанi мiж молекулами газу бiльшi вiд iхнього дiаметpa. Очевидно, ця взаiмодiя практично не впливаi на швидкiсть i стан досить масивного тiла. Але якщо маса метеороiда порiвнянна з масою молекули чи на 2тАФ3 порядки бiльша за масу молекули, то вiн може повнiстю загальмуватися вже у верхнiх шарах атмосфери i буде повiльно падати пiд дiiю ваги на земну поверхню. Виявляiться, що таким чином, тобто у виглядi пилу, на Землю випадаi левова пайка твердоi космiчноi речовини. Пiдраховано, що на Землю щодня надходить вiд 100 до 1000 т позаземноi речовини, але тiльки 1% вiд цiii кiлькостi тАФ великi уламки, що змогли долетiти до земноi поверхнi. Таким чином, щодня на Землю падаi вiд 1 до 10 т метеоритiв (!). Але падають вони в рiзних мiсцях i здебiльшого там, де людина iх не бачить (океан, тайга i т. п.). Якщо маса тiла не дуже велика, то його швидкiсть зменшуiться доти, доки сила опору повiтря зрiвняiться з силою ваги i почнеться його майже вертикальне падiння зi швидкiстю 50тАФ150 м/с. З такими швидкостями на Землю впала бiльша частина метеоритiв.

Якщо метеороiд маi велику масу, то вiн не встигаi нi згорiти, нi сильно загальмуватися i тому зiштовхуiться з поверхнею Землi, маючи космiчну швидкiсть. У цьому разi вiдбуваiться вибух, викликаний переходом великоi кiнетичноi енергii тiла в теплову, механiчну й iншi види енергii, а на земнiй поверхнi утворюiться вибуховий кратер. У результатi значна частина метеорита й земноi поверхнi плавиться i випаровуiться.

З-помiж усiх астероiдiв спостерiгачi видiлили категорiю мiнi-планет, якi рано чи пiзно можуть з'явитися дуже близько бiля Землi. Згiдно з розрахунками, серед них i приблизно 2100 тiл розмiром понад 1 км i близько 400 тисяч тАФ з поперечником понад 100 м. Першi в разi зiткнення можуть призвести до глобального катаклiзму, другi тАФ до локального, схожого з Тунгуським. На жаль, визначено орбiти лише для 7% великих астероiдiв i для 0.1% (!) малих з цiii величезноi кiлькостi небезпечних мiнi-планет. Причому навiть вiдомi шляхи космiчних "бомб" можуть цiлком змiнитися пiд дiiю тяжiння iнших тiл.

Передбачаiться, що вiдносно великий астероiд, схожий на той, що винищив динозаврiв, улучаi в Землю один раз у мiльйон рокiв, а зiткнення з каменем завбiльшки з десяток метрiв буваi один раз у сторiччя. Але слiд визнати, що навiть у минулому столiттi така закономiрнiсть порушувалася кiлька разiв! Так, 14 червня 1968 р. астероiд РЖкар пройшов за 7 млн км вiд нас, це вже тривожне зближення. У 1937 р. астероiд Гермес "пiдкрався" на 800 тис. км тАФ усього двi вiдстанi вiд Землi до Мiсяця! На думку астронома Кейптаунськоi обсерваторii Г. Вуда, Гермес "спiзнився" для прямого зiткнення всього на 5.5 год. Ще ближче пролетiла навеснi 1989 р. безiменна стометрова брила, якоi було б досить, щоб зробити глибоку западину на мiсцi, наприклад, Нью-Йорка. Цей астероiд з'явиться знову 2015 р.

23 квiтня 2002 р. в РЖнтернетi з'явилося повiдомлення, що протягом п'яти минулих тижнiв два астероiди пройшли повз Землю (вiдстанi становили вiдповiдно 1.2 радiуса та три радiуси мiсячноi орбiти), i виявлено астероiд, шо може зiштовхнутися з Землею 2880 р. (!) з iмовiрнiстю 1:300. Монiторинг уже вiдомих астероiдiв дозволяi астрономам заздалегiдь визначити, який з них становить потенцiйну небезпеку для Землi. У липнi 2002 р. вченi повiдомили про виявлення небезпечного астероiда, якому дали позначення 2002 NT7. Як розрахували його спостерiгачi, якщо не почати попереджувальних заходiв, то 1 лютого 2019 р. в земну атмосферу нiбито вторгнеться "небесний камiнь" дiаметром близько 2 км, рухаючись зi швидкiстю 28 км/с, i зiтре цiлий материк, а може й бiльше. Чи слiд панiкувати у цiй ситуацii? Навряд. По-перше, настiльки точно розрахувати орбiту астероiда (або комети) просто неможливо, а тим бiльше передбачити його зiткнення з Землею через 17 рокiв! По-друге, а чи i NT7 новим астероiдом? Уважають, що цей астероiд уже давно вiдомий i вже зближався з Землею на початку 80-х pp. минулого сторiччя.

Однак уже наступного, 2003, року в нього з'явився гiдний конкурент тАФ астероiд з кодовою назвою 2003 QQ47. Його "побачення" з нашою планетою астрономи Державного агентства Великоi Британii з вивчення ближнього космосу (автори вiдкриття) призначили на 21 березня 2014 р. Таким чином, глобальна катастрофа може вiдбутися за п'ять рокiв до намiченого строку. Що вiдомо про новачка? За своiми розмiрами (дiаметр його бiля 1 км) астероiд приблизно вдесятеро менший вiд того, котрий 65 млн. рокiв тому мiг призвести до загибелi динозаврiв. Проте сила його удару об земну поверхню може знищити все живе на одному з континентiв. РЖмовiрнiсть зустрiчi Землi з ним астероiдом на перший погляд невелика тАФ усього 1 шанс з 909 000, однак за мiжнародною Туринською шкалою астероiдноi небезпеки вiн маi оцiнку в шiсть балiв з десяти можливих. Ще жодного разу протягом усiх спостережень за космосом жоден об'iкт не мав такоi високоi оцiнки за "тривожною" шкалою. Тому траiкторiю польоту астероiда, що рухаiться зi швидкiстю близько 35 км/с, постiйно спостерiгають. Цiлком можливо, що пiсля бiльш скрупульозних астрономiчних розрахункiв iмовiрнiсть зiткнення небезпечного космiчного незнайомця з Землею значно зменшиться.

8 жовтня 2003 р. американськi астрономи повiдомили, що наприкiнцi вересня 2003 р. вони виявили маленький астероiд (позначення 2003 SQ222), який "зумiв пiдiбратися" дуже близько до Землi. Якби вiн вибухнув у верхнiх шарах атмосфери нашоi планети, нiчого серйозного б не вiдбулося. Проте об'iкт установив своiрiдний рекорд: 27 вересня вiн пролетiв на вiдстанi всього 88 тис. км вiд Землi, що становить близько чвертi вiдстанi до Мiсяця. За попереднiми оцiнками, дiаметр астероiда становив близько 10 м. З 1994 р. астрономи не бачили нiчого подiбного, утiм, такi об'iкти (навiть розмiром з невеликий будинок) нерiдко просто не вдаiться побачити.

ПРО МЕТЕОРИТНРЖ КРАТЕРИ ТА ПРО РЖНШРЖ НАСЛРЖДКИВаПАДРЖННЯ МЕТЕОРИТРЖВ

Земна поверхня зберiгаi багато слiдiв зiткнень з великими космiчними тiлами у виглядi кратерiв вражаючих розмiрiв тАФ так званих астроблем. На сьогоднiшнiй день iх виявлено понад 230 (рис. 4). Розмiри найбiльших з них перевищують 200 км.

Один iз кратерiв, що найкраще збереглися (через вiдносно "молодий" вiк), i Каньйон Диявола (штат Аризона, США). Його дiаметртАФ 1240 м, глибинатАФ 170 м (рис. 5). У 1906 р. геолог Д. Барринджер довiв, що цей кратер маi ударне походження. Пiд час дослiджень кратера виявили близько 12 т метеоритноi речовини та встановили, що вiн виник унаслiдок падiння на Землю приблизно 50 тис. рокiв тому залiзонiкелевого метеорита розмiром близько 60 м. На земнiй поверхнi практично не залишилося древнiх кратерiв з розмiром менше за 1 км.

Шiстдесят п'ять мiльйонiв рокiв тому вогненна куля, оглушливо ревучи в небi над Центральною Америкою, врiзалася в землю в районi Мексиканськоi затоки. Потужнiсть вибуху можна порiвняти з енергiiю всього сучасного ракетно-ядерного арсеналу. Наслiдком страшноi зустрiчi деякi дослiдники вважають кратер Чихсулуб (Chicxulub) дiаметром близько 170 км на пiвостровi Юкатан (Мексика). Три чвертi живих iстот, що населяли Землю, загинули пiд час цiii катастрофи. Вiд холоду та голоду вимерли динозаври, лiтаючi ящери; у морях зникло багато риб i молюскiв. Такими були наслiдки зустрiчi з астероiдом розмiром кiлька кiлометрiв i масою 1 тис. млрд. тонн. На думку американського геолога Л. Альвареса, астероiд був багатий на iридiй: власне, незвичайно великий вмiст цього рiдкого металу в крейдяних шарах i навiв учених на думку про удар з космосу.

Нiмецький учений М. Вiссiнг iз точнiстю, властивою його народу, повiдомляi, що астероiд масою в 2000 млрд. тонн упав опiвднi 5 червня 8499 р. до н.е. Зiткнення вiдбулося в районi Бермудських островiв. Окрiм того, що загинула перша земна цивiлiзацiя, на Пiвночi також загинули мамонти й iншi представники тогочасноi фауни.

ВаУ нас в Украiнi, у Вiнницькiй областi, мiльйони рокiв тому астероiд залишив западину завглибшки 700 м i дiаметром 7 км. Нинi воно закрито шарами грунту, сховано полями та лiсами. Це так званий РЖллiнецький кратер. У 1973 р. геологiчне та петрографiчне вивчення цього кратера дало змогу дiагностувати його породи й походження. В. Л. Масайтiс (Ленiнград) й А. А. Вальтер з РЖнституту геологii НАН Украiни показали, що цей кратер утворився 430 млн. рокiв тому внаслiдок падiння астероiда великих розмiрiв.

КОНЦЕПЦРЖЯ СТВОРЕННЯ ТА ЗАСТОСУВАННЯБАГАТОЕШЕЛОНОВАНОРЗ СИСТЕМИ ЗАХИСТУ ЗЕМЛРЖВРЖД АСТЕРОРЗДНОРЗ НЕБЕЗПЕКИ

ТРрунтуючись на даних Слоунiвського цифрового огляду неба, астрономи дiйшли висновку, що кiлькiсть досить великих астероiдiв, якi б могли знишити цивiлiзацiю, становить 700 тисяч. У такому разi ймовiрнiсть зiткнення з Землею тАФ 1:1500 протягом ста рокiв.

Причому астероiдна небезпека i небезпекою для всього людства, i вона абсолютно реальна й невiдворотна. Наприклад, 1994 р. на Юпiтер, найбiльшу планету Сонячноi системи, упала комета ШумейкерiвтАФЛевi 9. Якби ця комета впала на Землю, то ефект вiд падiння дорiвнював би вибуху одного мiльйона водневих бомб, кожна потужнiстю 1 Мт. Вибух однiii ядерноi бомби з еквiвалентом у 40 Мт уже може зруйнувати велике мiсто. РЖснують, наприклад, гiпотези, що зiткнення з гiгантським астероiдом спричинило те, що вiд Землi вiдiрвався осколок, з якого утворився Мiсяць, а в мiсцi зiткнення виник Тихий океан.

Ученi роздiляють астероiди за силою впливу на рiзнi класи.

тАФАстероiди типу Тунгуського метеорита викликають руйнування, якi вiдповiдають вибуху ядерноi бомби в 40 Мт, що може зруйнувати велике мiсто. Вибух такого метеорита в густонаселених районах планети може в наш час призвести до загибелi 10тАФ 100 тисяч осiб. Таких астероiдiв на небезпечно близькiй вiд Землi вiдстанi може iснуваВнти близько одного мiльйона. РЖмовiрнiсть зiткнення iх з нашою планетою становить приблизно один разу 100тАФ1000 рокiв.

тАФАстероiди дiаметром 1 км пiд час зiткнення видiляють енергii у тисячу разiв бiльше, нiж у разi Тунгуськоi катастрофи, а характер i масштаби руйнувань будуть нагадувати вибухи "Санторiа" i "Кракатау", викликанi астероiдами дiаметром 0.3тАФ0.5 км. Перший з них знищив мiнойську цивiлiзацiю, тодi загинуло практично все населення навколишнiх островiв, зокрема острова Крит. На його береги пiсля вибуху впали морськi хвилi висотою понад 200 м. Падiння астероiдiв таких розмiрiв у районах Землi з великою кiлькiстю населення в наш час призвело б до загибелi 1 тАФ 10 млн. осiб. За розрахунками, iмовiрнiсть зiткнення з таким астероiдом тАФ один раз у 10 000тАФ100 000 рокiв.

тАФАстероiди дiаметром близько 10 км можуть видiлити енергiю в 10 млн. разiв бiльшу, нiж Тунгуський метеорит. Прикладом зiткнення Землi з таким астероiдом i катастрофа, що ввiйшла в iсторiю за назвою "Великий потоп". Уважаiться, що вона вiдбулася 11 тис. рокiв тому i викликала загибель Атлантиди та швидке охолодження атмосфери, як пiд час ядерноi зими. Падiння такого астероiда на Землю призвело б до загибелi 10% усього людства та до зникнення багатьох видiв тварин i рослин. Можлива частота таких зiткнень становить один раз у 1 тАФ 10 млн. рокiв.

тАФЗiткнення з велетенським астероiдом (понад 100 км у поперечнику) призведе до глобального знищення всього живого на Землi, крiм найпримiтивнiших форм. Частота зiткнень тАФ один раз у кiлька сотень мiльйонiв рокiв. Очевидно, що таке зiткнення викликаi глобальну катастрофу.

тАФГоворити про зiткнення з астероiдом, дiаметр якого становить приблизно 1000 км, безглуздо, бо в разi такого "контакту" планета Земля просто розвалиться.

За сучасними уявленнями, лише створивши багатоешелоновану систему захисту з елементами космiчного базування, можна ефективно захистити Землю вiд астероiдноi небезпеки. Система маi складатися щонайменше з чотирьох ешелонiв захисту: засоби, розмiщенi на Землi (четвертий ешелон) та в навколоземному космiчному просторi аж до стацiонарноi орбiти (третiй ешелон), i засоби, розташованi в далекому космосi (перший i другий ешелони). На сьогоднi пропонуiться створити перший ешелон захисту на базi спецiальних засобiв, розташованих в околицях так званих сонячних точок лiбрацii (це точки, що випереджають Землю i вiдстають вiд неi на 60 пiд час руху планети по орбiтi), i другий ешелон тАФ на базi засобiв, розташованих на Мiсяцi та в околицях точок лiбрацii системи ЗемлятАФМiсяць. До складу всiх ешелонiв захисту пропонуiться включити засоби далекого виявлення небезпечних космiчних об'iктiв та визначення iхнiх траiкторiй; засоби впливу на цi об'iкти, щоб змiнювати параметри iхнього руху й руйнувати iх; а також засоби забезпечення iхнього функцiонування та керування для прицiльного застосування.

Цю багатоешелоновану систему захисту Землi вiд астероiдноi небезпеки можна вважати системою першого етапу, розрахованою на захист Землi вiд космiчних об'iктiв, розмiри яких не бiльшi нiж 50тАФ100 м, бо ймовiрнiсть зiткнень Землi з такими об'iктами в ближчому майбутньому i найвищою.

Людство, створивши ракетно-ядерну зброю, здобуло, мабуть, чи не iдину можливiсть боротьби з астероiдною небезпекою. Наприклад, проект, розроблений Науково-виробничим об'iднанням "Астрофiзика", пропонуi побудувати оптико-електронний комплекс, спроможний виявити космiчнi тiла, розмiри яких бiльшi за 20 м i якi перемiщуються вiдносно Землi зi швидкiстю близько 70 км/с. Такий комплекс маi включати в себе мережу з 10тАФ12 наземних станцiй, розташованих у районi екватора й оснащених телескопами дiаметром приблизно 2 м. Щоб спостерiгати й у напрямках, близьких до напрямку на Сонце, передбачаiться доповнити комплекс також космiчними телескопами. Але виявити небезпечний об'iкт i з потрiбною точнiстю визначити його траiкторiю тАФ це ще не все. Треба вмiти захищатися вiд удару чи хоча би мiнiмiзуВнвати його наслiдки. Тепер розглядаються три основнi принципи вiдбивання кометно-астероiдноi небезпеки. Це: 1)вiдхилення об'iкта, що загрожуi, з орбiти зустрiчi з Землею, 2)екранування Землi вiд зiткнення з таким об'iктом, 3)знищення цього об'iкта. Найпростiший спосiб вiдхилити невелике тiло тАФ завдати йому удару за допомогою спецiального космiчного апарата. Якщо, наприклад, об'iкт дiаметром близько 100 м рухаiться по орбiтi з перигеiм 0.9 а. о. i апогеiм 4.0 а. о. та лежить у площинi орбiти Землi, то апарат-ударник масою 100 т пiд час зiткнення надасть йому додаткову швидкiсть усього 0.25 м/с. Щоб розвести об'iкт i Землю на мiльйон кiлометрiв, удар треба нанести аж за дев'ять з половиною рокiв, тобто за три повнi оберти навколо Сонця, до передбачуваного моменту зiткнення. Для бiльших об'iктiв застосовувати цей спосiб навряд чи доцiльно взагалi через неприйнятно велику масу космiчного апарата.

Невеликий астероiд розмiром у кiлька десяткiв метрiв можна вивести з траiкторii за допомогою спецiального буксирувальника, який можна застосовувати й у мирних цiлях тАФ транспортувати невеликi астероiди, щоб в подальшому використовувати iх як джерело сировини для космiчноi iндустрii, яку людству, рано чи пiзно, доведеться створювати. Тому буксирувальник можна вважати транспортною системою подвiйного призначення. Однак на таких буксирувальниках слiд мати до 500тАФ600 т палива.

РЖ зовсiм iнша рiч, коли виникаi потреба захищатися вiд астероiда, виявленого вже на траiкторii зустрiчi, наприклад, за десять дiб. Чи реально боротися з такими об'iктами? Припустiмо, небезпечний об'iкт виявлено на вiдстанi 135 млн. км за 30 дiб до зустрiчi з Землею. Нехай, щоб запобiгти прямому зiткненню, слiд вiдхилити його траiкторiю на 7000 км (це трохи бiльше за радiус Землi). Тодi у разi найсприятливiшого взаiмного розташування орбiт треба надати об'iкту швидкiсть близько 10 м/с. Простий розрахунок за вiдомою формулою Цiолковського показуi, що для цього буде потрiбно 2000 т такоi робочоi речовини, як водень, за умови, що швидкiсть витiкання газiв iз сопла становить 10 км/с (такого типу двигуни вже перебувають у стадii розроблення), а маса астероiда тАФ 2 млн т. Гiпотетичний сферичний бак для зберiгання водню матиме дiаметр 16 м. Виведення в космос 2 тис. т корисного навантаження за допомогою сучасних (на початок 2006 р.) засобiв доставки вантажiв означаi 20 стартiв ракетоносiя типу "Енергiя". Таким чином, про практичне використання таких надпотужних буксирувальникiв для вiдвернення астероiдноi небезпеки говорити ще зарано.

Набагато життiздатнiшою на даний момент i iдея "апарата-диверсанта", що доставить на астероiд ядерний заряд, вибух якого приведе до спрямованого викиду маси астероiда та певноi змiни траiкторii. Ураховуючи наведенi вище вихiднi данi, треба викинути приблизно 2.8% загальноi маси астероiда зi швидкiстю близько 1000 м/с. Найперспективнiшим здаiться використання ядерних вибухiв для вiдхилення траiкторii об'iктiв дiаметром понад 1 км. При цьому заряд не обов'язково доставляти безпосередньо на поверхню астероiда: розрахунки показують, що могутнiй пiдрив навiть поруч з таким небесним тiлом призведе до сильного локального нагрiвання його поверхнi, випаровування, дроблення та викидання речовини з поверхневого шару, у результатi чого в об'iкта збiльшиться швидкiсть в протилежному напрямку.

На мiжнароднiй науковiй конференцii, що проходила в РДвпаторii у вереснi 2000 p., був запропонований ще один досить цiкавий пiдхiд до розв'язання проблеми. Суть його полягаi в тому, щоб "пофарбувати" потенцiйно небезпечний астероiд дзеркальною фарбою i тодi сонячне свiтло своiм тиском зрушить його з орбiти. Зрозумiло, що фарбувати треба не ту брилу, яка вже мчиться до Землi, а ту, яка тiльки пiдозрюiться щодо небезпеки через багато-багато повних обертiв навколо Сонця. Розрахунки показують, на жаль, що навiть для об'iкта дiаметром усього 10 м вiдхилення таким способом на потрiбну вiдстань забере бiля 20 тисяч рокiв.

А от, наприклад, за допомогою "сонячного вiтрила" площею 400 тис. кв. м, установленого на об'iктi дiаметром 5 м, можна змiнити несприятливу траiкторiю протягом приблизно двох рокiв. Так що описаний метод можна застосувати, щоб превентивно розчищати космiчний простiр вiд малих тiл, що становлять загрозу для Землi.

Ще один пiдхiд до проблеми захисту Землi вiд небезпечних космiчних об'iктiв тАФ це екранування планети вiд зiткнення. За допомогою могутнього буксирувальника на шляху небезпечного об'iкта ставлять перешкоду тАФ астероiд менших розмiрiв. Тодi траiкторiя першого тiла змiниться внаслiдок набутого пiд час зiткнення iмпульсу. Цей метод "космiчного бiльярду" може виправдати себе у разi протидii небезпечним об'iктам розмiром у сотнi метрiв. Звичайно, такiй операцii мають передувати найретельнiшi балiстичнi розрахунки, причому треба мати можливiсть робити iх у найкоротшi термiни.

Наступний пiдхiд може мати на увазi знищення небезпечних космiчних об'iктiв чи роздроблення iх на такi фрагменти, наслiдки зiткнення з якими будуть менш катастрофiчними. Створення такоi системи, звичайно, буде пов'язане з великими труднощами. Адже перехопити треба не лiтак, не супутник i навiть не боiголовку, а набагато мiцнiший i масивнiший об'iкт, швидкiсть якого вiдносно Землi може досягати 72 км/с! Розрахунки показують, що поверхневим ядерним вибухом потужнiстю 1 Мт можна знищити астероiд дiаметром 500 м; для астероiда дiаметром не бiльше, нiж 1 км, уже доведеться застосувати заглиблений вибух тiii ж потужностi. Зважаючи на сучаснi технiчнi можливостi, маса перехоплювача не може перевищувати 20 т, тому потужнiсть вибухового пристрою буде не бiльша вiд 100 Мт, а максимальний дiаметр об'iкта, який треба перехопити, буде в межах 3тАФ5 км (!). Однак у наш час виведення в космос ядерВнноi зброi заборонено мiжнародними угодами.

Можна розглянути i варiант використання енергii кiнетичного удару для руйнування небезпечного астероiда, але в цьому разi, маючи ту ж масу перехоплювача й ту ж швидкiсть зiткнення (приблизно 30 км/с), можливо зруйнувати лише тiло дiаметром до 50 м. Теоретично можливi й iншi способи руйнування космiчних тiл, але реалiзацiя iх поки що видаiться занадто сумнiвною. Наприклад, про лазери в найближчий час навряд чи можна говорити серйозно, адже iхня реальна потужнiсть поки що дуже далека вiд того, що хотiлося б мати. Навiть базуючись на орбiтi, сучасний випромiнювач навВнряд чи буде в змозi вразити цiль бiльшу, нiж середнiй супутник. Те ж саме стосуiться й плазмових генераторiв, випромiнювачiв надвисокоi частоти та iншоi "екзотики".

Один з найбiльш пророблених на сьогоднi проектiв запропонувало Науково-виробниче об'iднання iм. С. О. Лавочкiна. У ньому основними структурними пiдроздiлами системи захисту Землi i наземно-космiчна служба виявлення, космiчна служба пеВнрехоплення та наземний комплекс керування. Сама система маi два ешелони тАФ далекоВнго й ближнього, чи оперативного, перехоплення. Ешелон далекого перехоплення призначений для протидii великим, ранiше виявленим об'iктам (розмiрами понад 1 км), зiткнення яких з Землею може бути передбачене за мiсяцi й навiть роки. Оскiльки перехоплення таких тiл треба здiйснювати на значнiй вiдстанi, а схема перельоту до об'iкта здебiльшого така ж, як i схеми польоту до iнших планет, то перехоплювач доцiльно створювати на базi вже наявних мiжпланетних космiчних станцiй, використовуючи вiдпрацьованi на них технiчнi рiшення. Ешелон ближнього перехоплення призначений для боротьби з небезпечними об'iктами в навколоземному просторi. Згiдно з проектом на Землi на бойовому чергуваннi постiйно перебуватимуть ракети-носii з апаратами-перехоплювачами i навiгацiйною апаратурою (для високоточного визначення параметрiв орбiти i фiзичних характеристик космiчного тiла). Апарат-навiгатор стартуi з деяким випередженням вiдносно перехоплювача i, проходячи поблизу цiлi, передаi вiдомостi про об'iкт у наземний комплекс керування, де на iх основi уточнюють схему перехоплення, а потiм передають на борт перехоплювача вiдповiднi команди. Як носiй пропонуiться використовувати росiйську конверсiйну ракету, створену на базi МБР СС-18.

Лiтература

1. Астрономiчний Календар на 2007 рiк (видання ГАО АН Украiни).

Вместе с этим смотрят:

Aerospace industry in the Russian province

РЖсторiя ракетобудування Украiни

Авиационно-космические отрасли в российской провинции

Астрологiя - лженаука

Астрология