Борис Шустов: Метеороиды — частые гости на нашей планете

Ранее мы опубликовали интервью с Борисом Шустовым, в котором он рассказал о космическом мусоре и угрозе для спутников. Материал доступен по ссылке.

Земле повезло

Сегодня главное внимание ученых привлечено к астероидам, сближающимся с Землей (АСЗ). На схеме ниже они показаны красными точками. Это именно те тела, которые могут столкнуться с нашей планетой.

Схема, показывающая количество малых тел во внутренней Солнечной системе. NASA

Дальше находится так называемый главный пояс астероидов (плотное зеленое «кольцо»).Именно отсюда приходят АСЗ. Некоторые АСЗ могут столкнуться с Землей и составляют фактор астероидно-кометной опасности (АКО).

Если же говорить о кометах (синие точки на схеме), то комет, сближающихся с Землей, относительно мало и их опасаться жителям Земли не стоит. При этом и астероиды, и кометы, сближающиеся с нашей планетой, необходимо изучать, ведь всё-таки иногда они способны ударять по Земле. Недавний пример тому — челябинское тело. С точки зрения астрономии оно было небольшим и ущерб был нанесен не катастрофичный, однако если бы его траектория была бы другой — трагедии было бы не избежать, уверен Борис Шустов.

Какие мы бы могли предпринять действия, если челябинский метеорит летел бы в Челябинск?

«Проблема была, если бы орбита челябинского тела была бы другой. Объект шёл под углом 15 градусов и бОльшую часть пути он провел в верхних слоях атмосферы, где затормозился и взорвался на высоте 21 километр. Однако, если бы траектория была бы более крутой, то объект бы прошел меньший путь в атмосфере, а взрыв бы произошел на меньшей высоте. Тогда бы мало не показалось», — объясняет астроном.

Однако повторения истории с челябинским телом в ближайшее время можно не ждать. Такие тела падают на Землю раз в несколько десятков лет. А вот тела меньшего размера — частые гости на нашей планете. Они не представляют серьёзной опасности для человечества, но вызывают большой интерес у ученых.

Оружие против астероидов

Опасность космического мусора и АСЗ — вполне реальна и осуществима. И она гораздо ближе, чем мы можем себе представить. Достаточно вспомнить последнее ЧП на МКС. Напомним, в декабре 2022 года в корабле «Союз МС-22», который был пристыкован к МКС, была обнаружена пробоина. Предположительно, микрометеорит столкнулся с контуром наружного радиатора, в результате чего образовалась утечка вещества. Инцидент произошел во время подготовки к выходу в космос, который пришлось экстренно отложить.

«Когда говорят о пробоинах, то обычно сразу возникает вопрос: «это был техногенный или естественный мусор?». Эта тема интересная и мы на данный момент занимаемся сравнением опасности от тех и других обломков. Надо сказать, что в ряде областей пространства поток естественного мусора может быть даже выше техногенного. А поскольку объекты естественного происхождения летят с большей скоростью (от 10 до 70 километров в секунду), то убойная сила у них больше. Поэтому повреждения могут оставаться как из-за крупных объектов техногенного мусора, так и из-за мелких частиц естественного», — пояснил Борис Шустов.

Авторская концепция столкновения с астероидом Паллада. Картинка была создана с использованием трехмерной модели формы. NASA

На территории России обнаружены несколько крупных кратеров от падения небесных тел. Потенциально такие гости угрозу как для Земли, так и для космических объектов: спутников или МКС. Какие методы существуют для предупреждения и противодействия этой угрозе?

«Столкновение космических аппаратов с мелкими (размером до одного метра) обломками астероидов или комет − метеороидами − возможно, а с более крупными телами скорее нет. Таких тел маловато. Чаще всего вход в атмосферу метеороидов наблюдают по последствиям. То есть тело, когда входит в атмосферу Земли, создает явление метеора или болида. За более чем 30 лет в атмосферу нашей планеты влетело около тысячи тел размером более метра. Более мелких тел намного больше и происходит это намного чаще. Кстати, энергия движущегося с большой скоростью метрового тела весьма значительна и  выражается в килотоннах и эквивалентах ядерного оружия», — объясняет Борис Шустов.

Самое знаменитое подобное тело конечно же челябинское. Однако были и другие метеороиды, масштаб которых был меньше и падали они не в населенной части планеты.

За какое время удаётся предсказать падение?

«Это вопрос сложный. Всё зависит от размеров тела. Если говорить о телах декаметровых (малых - прим.ред), то на большом расстоянии мы не можем их обнаружить. Телескопы просто не способны их увидеть. В астрономии используются очень крупные телескопы для своих задач, но они не используются для обнаружения подобных тел. У них малое поле зрения. Если случайно в поле зрения подобного телескопа залетит такое малое тело, то его могут обнаружить на подлете даже за несколько дней. Однако такие события редки. Крупные тела обнаружить значительно легче. Их видно издалека, есть достаточное время подлета и поэтому специалисты успевают провести обзор всего неба. А для более мелких тел нужна другая система», — утверждает специалист.

Таким образом тела размером до 10 метров (метеороиды, астероиды и кометы) фактически не опасны для Земли. Они разрушаются в атмосфере и какие-то их части долетают в виде метеоритов. 

Есть интересные примеры применения кинетического оружия против астероидов. Сможете рассказать подробнее?

«Есть два способа спастись от опасного астероида. Первый — это постараться отклонить тело с опасной, так называемой «столкновительной», орбиты. Но это нужно делать заранее. Отклонять тело, когда оно уже «тут» — сложно. Для этого нет времени, и энергия нужна уже совсем другая, гораздо большая. А если тело находится далеко, в десятках или сотнях миллионов километров, то даже небольшое изменение его орбиты за длинное время путешествия до Земли приведет к тому, что тело «просвистит мимо». Как изменить орбиту тела? Его надо толкнуть, то есть придать импульс. Либо ударить его чем-то, либо произвести взрыв рядом или на его поверхности. Есть и более специфичные методы. Например, гравитационный тягач и так далее.

Астероид-спутник Диморф, участвовавший в эксперименте DART. NASA

На сегодняшний день отрабатываются технологии воздействия такого типа. Например, эксперимент DART.

DART — это эксперимент, который был направлен на отработку технологии кинетического воздействия. То есть это ударник, который летит с достаточно большой скоростью и, ударяя в мишень, изменяет её орбиту. Чтобы оценить эффективность этого метода, применили астрономический подход. Если на нас летит астероид со скоростью, скажем, 30 километров в секунду, и мы чем-то его «шарахнем», то изменение скорости у этого стероида будет очень маленьким на фоне большой скорости астероида. Астрономический подход заключался в том, что выбрали двойной астероид — Дидим. Основной астероид примерно 900 метров, а его спутник — Диморф — 160 метров, это относительно небольшое тело, но дело не в размере. Поскольку гравитация  основного километрового тела слаба, то скорость обращения спутника тоже мала и относительное изменение его скорости вследствие удара станет уже заметным. Период обращения также изменится заметно.Период обращения мы можем измерять с высокой точностью.. В результате эксперимент показал, что период изменился даже сильнее чем в теории, и что мы можем изменять орбиты тел», — рассказывает Борис Шустов.

Второй подход более очевидный — взять и разрушить. К такому методу часто прибегают в голливудских фильмах, однако он весьма ограничен.

«В фильмах ведь так и делают всякие Брюсы Уиллисы — подрывают и что-то рушат, но это режим «ошпаренной кошки». Этот метод может быть эффективным, но не абсолютным. Наши коллеги из ядерных центров проводили соответствующие расчетные работы, которые показали, что современные средства вооружения способны разрушить астероиды размером до 200 метров. Больше — нет. Если тело, которое приближается к Земле, больше 200 метров, то на сегодняшний день мы ничего сделать не можем. Ни отклонить, ни разрушить. Но, к счастью, они падают крайне редко», — успокоил Борис Шустов.