Астероидная опасность – новая тема в курсе астрономии

Астероидная опасность – новая тема в курсе астрономии

Что нужно знать об астероидах?

Астероиды — это небесные тела, двигающиеся вокруг Солнца, имеющие неправильную форму и диаметр более 30 метров. Их разделяют на три группы: астероиды Главного пояса, околоземные и астероиды из этих двух групп, представляющие потенциальную опасность.

Главный пояс образуют астероиды, вращающиеся между орбитами Марса и Юпитера. Там находится примерно 90% всех объектов. Астероидов диаметром более 100 км насчитано 200 штук, а диаметром более 100 м — примерно 25 млн. Несмотря на большую численность объектов, суммарная масса Главного пояса — всего 4% от массы Луны и 0,06% массы Земли. Половина этой массы приходится на 4 крупнейших объекта: карликовую планету Цереру (занимает треть общей массы), Весту, Палладу и Гигею.

Околоземные астероиды делятся на 4 группы, в зависимости от соотношения их орбит с земной орбитой: Атоны, Аполлоны, Амуры и Атиры. Околоземных астероидов десятки тысяч. Третий по величине околоземный астероид и крупнейший, из пересекающих земную орбиту — Эрос.

Перед названиями астероидов указываются цифры: (4) Веста, (253) Матильда, (2867) Штейн — они обозначают порядок открытия объекта.

Что значит «опасный астероид»?

Потенциально опасными объектами считаются астероиды, которые могут приближаться к Земле достаточно близко, на расстояние менее 7,5 млн километров (что составляет примерно 19,5 расстояний от Земли до Луны).

Как измеряется опасность столкновений:

Туринская шкала. Качественная оценка в сравнении — какие астероиды более опасны, какие менее.

Палермская шкала. Количественная оценка, вычисление опасности конкретного астероида.

Самый известный из потенциально опасных астероидов: (99942) Апофис, открытие которого одно время обсуждалось всюду. Его диаметр составляет 370 м, дата сближения с Землей на расстояние 38 000 км — 13 апреля 2029 года. Однако в списке потенциально опасных астероидов по Палермской школе он занимает лишь пятое место. На первом месте находится астероид под названием (29075) 1950 DA, диаметром 1300 метров. Он окажется в опасной близости с Землей предположительно в 2880 году.

Астероиды Главного пояса на данный момент опасность не представляют, но они могут пересечь орбиту Земли после столкновений с соседями либо в результате гравитационного влияния крупных объектов. Из околоземных астероидов внимание привлекает Эрос, аналогичный по величине тому, который, как предполагается, вызвал вымирание динозавров: он находится в орбитальном резонансе с Марсом, и планета изменяет его траекторию на более вероятную для соударения с Землей.

Прогнозы утешительны: на данный момент не известно ни одного астероида, который достоверно столкнется с Землей. С тех пор как NASA стало финансировать изучение астероидов, новые объекты открываются чуть ли не ежедневно, и по Туринской шкале, которая предусматривает градацию опасности по 10 баллам, большинство астероидов при открытии получают рейтинг 1 балл, а после наблюдений риск приравнивается и вовсе к 0 баллов. По Палермской шкале также нет астероидов с опасными показателями — есть только объекты, требующие наблюдения.

Почему важно изучать астероидную опасность?

Столкновения астероидов с Землей происходят регулярно — это достоверно известно. Частота не меняется уже более миллиарда лет. Так, астероиды диаметром 30 м сталкиваются с Землей раз в 200 лет, а диаметром 10 км — раз в 100 млн. лет.

Большая часть астероидов еще не открыта. По приблизительным данным, доля пока не обнаруженных астероидов диаметром 1 км — 20%, а диаметром 50 м — 97%.

Большая часть уже открытых астероидов, включая потенциально опасные — «не номерные», то есть известна только их номинальная орбита и не известно влияние на нее других тел.

Последствия столкновения могут быть как угодно велики. Наложение зоны поражения Тунгусского события на карту Москвы показало, что даже небольшой объект (диаметром около 50 м), способен полностью уничтожить мегаполис.

Эффект от падения астероида в соответствии с диаметром:

50 м — взрыв сопоставимый с Тунгусской катастрофой.

200 м — взрыв, сопоставимый с взрывом водородной бомбы.

1000 м — разрушения в масштабах континента.

5000 м — глобальное изменение климата.

10 000 м — закат человеческой цивилизации (но таких объектов, к счастью, на околоземных орбитах нет).

Как защититься от астероидов?

Существует две стратегии действий в случае, если траектория астероида пересечется с траекторий Земли: разрушение или изменение траектории. Причем первая стратегия не рассматривается, поскольку вследствие разрушения один объект превратится в несколько тел с неизвестными траекториями.

Что может изменить траекторию астероида:

Ядерное взрывное устройство. Взрывается над поверхностью или внутри, чтобы спровоцировать испарение, выброс вещества астероида и так изменить скорость небесного тела.

Кинетический таран. Тяжелый объект направляется в конкретную точку астероида (что очень сложно реализовать технически).

Гравитационный буксир. Массивный объект помещается рядом с астероидом для использования закона всемирного тяготения (тоже сложно реализовать, поскольку буксир должен быть с двигателями).

Ракетные двигатели. Устройства прикрепляются к астероиду.

Перекрашивание. Изменение цвета на белый или черный позволяет использовать давление солнечных лучей.

Как изучать астероидную опасность?

Корпорация «Российский учебник» предлагает самый популярный УМК по астрономии для 11 класса авторства Бориса Воронцова-Вельяминова и Евгения Страута. Комплект включает учебник, рабочую программу, методическое пособие, электронную форму учебника. Также недавно был издан сборник проверочных и контрольных работ, скоро появятся атласы.

Вы можете воспользоваться некоторыми компонентами курса бесплатно:

Электронная форма учебника (доступна на один месяц по промо-коду 5books)

Тема астероидной опасности присутствует в представленном УМК, поскольку является обязательной для изучения в наши дни.

Столкновение с Землей: как ученые определяют уровень опасности астероидов

Столкновение Земли с опасными космическими объектами не возникает, когда они движутся по одной траектории, но в разный момент времени. Сейчас исследователи космоса отмечают четыре наиболее опасных астероида, траектории которых пересекаются с Землей:

• 1950 DA (возможно одно столкновение с Землей);
• Bennu (1999 RQ36) (возможно 78 столкновений);
• Apophis (2004 MN4) (возможно 12 столкновений);
• 200 SG344 (возможно 101 столкновение).

Астрономы ранжируют астероиды по Палермской шкале — особой шкале опасности. Самым опасным до 2021 года считался Apophis (2004 MN4), диаметр которого около 325 м. Его среднее сближение с Землей — примерно 31 тыс. км от поверхности планеты (примерно 1/10 расстояния от Земли до Луны). Ученым удалось выяснить, что в ближайшие 100 лет астероид не опасен — он, скорее всего, пролетит мимо.

А вдруг?

Предположим, что в случае с Апофисом сработает закон Мерфи, который гласит: “Если что-то может пойти не так, оно пойдёт не так”. И вот это самое пошло не так, и астероид всё ж таки долетел до нашей Земли.

В своей работе “Анализ проблемы коррекции орбиты астероида APOPHIS” В. В. Ивашкин и К. A. Стихно пришли к выводу, что столкновение в 2036 году гипотетически возможно, при этом мощность взрыва будет порядка 1000 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Для сравнения: “Царь-бомба” оценивалась примерно в 58 мегатонн.

Соответственно разрушения на тысячи квадратных километров, цунами, в случае падения в воду, и человеческие жертвы гарантированы. Но по предположениям, катастрофа будет иметь всё же региональный характер. Последствий для планеты в виде так называемой “астероидной зимы” не предвидится. Поэтому Апофис, все-таки, не сможет стать тем самым концом цивилизации, который не устают предсказывать разные личности за последние 20 лет.

Ну а пока Земля занята более приземленными проблемами. Остается ждать 2029 года и уже опираясь на свежие данные проанализировать ситуацию. Это даст возможность не голословно вещать о столкновении, а подтвердить или опровергнуть эту гипотезу с помощью науки.