Астероидная опасность: иллюзии или потенциальная угроза?

Николай Александрович Козырев – талантливый астрофизик, сотрудник Пулковской астрономической обсерватории, известный своими работами в области теоретической астрофизики и, прежде всего, в области физики звездных атмосфер (теория Чандрасекара-Козырева), которые он выполнил в молодом возрасте. В 1936г. в возрасте 28 лет Козырев был арестован по ложному обвинению. Проведя 10 лет в тюрьме и ссылке, он вернулся на работу в Пулковскую обсерваторию, одновременно работая в Крымской астрофизической обсерватории. Поразительно, но через несколько месяцев после своего возвращения, он представил диссертацию «Источники звездной энергии и теория внутреннего строения звезд» к защите на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. Особую известность Н.А. Козырев приобрел в середине 60-х годов, когда опубликовал небольшую книжку «Причинная или несимметричная механика в линейном приближении». В ней он, считая, что внутризвездные атомные реакции не могут обеспечить энергетику звезд за миллиарды лет их жизни, предложил, что основным физическим механизмом для выработка энергии звезд, также как и других небесных тел, является время. При оценке этой работы необходимо иметь в виду, что выдвинутая им идея новой механики (в которой, в частности, не выполнялся закон равенства силы действия и противодействия, и которая противоречила специальной теории относительности) не была оформлена в виде последовательной физической теории и не использовала строгий математический аппарат. По этой причине традиционный для науки теоретический анализ этой идеи оказался невозможным. Козыревым был предложен ряд лабораторных механических экспериментов (качающиеся маятники с вибрирующим подвесом, гироскопы и др.) и астрономических наблюдений по обнаружению асимметрии фигур планет (в частности, Юпитера и Сатурна), которые должны были свидетельствовать в пользу высказанных им идей. К сожалению, результаты проведенных Козыревым экспериментов с маятниками и гироскопами после тщательного их анализа не могли быть использованы в качестве экспериментов, подтверждающих какие-либо аспекты его теории. Исследования же формы планет впрямую противоречили новой механике. Обнаруженные Козыревым следы вулканизма на Луне (как, впрочем, и позднее открытая вулканическая деятельность на ряде планет и их спутников в Солнечной системе) для своего объяснения не требовали революционных идей, кардинально меняющих физическую картину мира. Тем не менее, некоторые интуитивные соображения Козырева о природе времени, как мне кажется, могут служить побудительным стимулом к исследованию этой сложной математической, физической и философской проблемы.

Институт прикладной астрономии РАН, в котором я работаю около 20 лет, являлся головным институтом по реализации крупнейшего астрономического проекта последних десятилетий – создания радиоинтерферометрической сети «Квазар-КВО». Сеть «Квазар-КВО» образована тремя радиотелескопами нового поколения с диаметром зеркала 32 м, расположенными в Ленинградской области, Карачаево-Черкесской Республике и Республике Бурятии и объединенными каналами связи с центром обработки и анализа данных в Санкт-Петербурге. Все радиотелескопы сети, оснащенные многоволновой приемной системой, высокостабильными атомными стандартами времени и частоты и системами регистрации радиоастрономических сигналов на магнитные диски, синхронно наблюдают радиоисточники (квазары и ядра галактик). Это позволяет после обработки данных, записанных на магнитные диски, с помощью специального процессора (коррелятора) получить угловое разрешение, эквивалентное разрешению радиотелескопа с диаметром зеркала в несколько тысяч километров. Отсюда следует, что угловое разрешение такого радиотелескопа в десятки тысяч раз выше даже самого большого одиночного радиотелескопа – 100-метрового радиотелескопа в Эффельсберге (Германия). Такой глобальный радиотелескоп позволяет решать широкий круг фундаментальных и прикладных задач. Одной из важнейших среди них является задача высокоточного определения параметров вращения Земли (координат земного и небесного полюсов и поправок Всемирного времени). Эти данные необходимы системе ГЛОНАСС – они являются одним из факторов, обеспечивающих потребителю высокую точность позиционирования с помощью этой системы. Начиная с 2008 г. сеть «Квазар-КВО» будет вести регулярные наблюдения, обеспечивая систему ГЛОНАСС этими данными с интервалом в две недели. С 2010 г. наблюдения по этой программе будут проводиться ежедневно при определении поправок Всемирного времени и еженедельно при определении остальных параметров вращения Земли, причем часть данных наблюдений будет передаваться в коррелятор по волоконно-оптическим линиям связи для обеспечения режима реального времени. Тех, кто интересуется более подробной информацией, приглашаю посетить наш сайт – href="www.ipa.nw.ru">www.ipa.nw.ru .

Как известно, 70% площади Земли занимают океаны, и вероятность столкновения астероидов и ядер комет с океаном и морями существенно выше, нежели с земной поверхностью. Однако, в настоящее время число обнаруженных кратеров в океанах и морях на порядок меньше, нежели земных кратеров. Для оценки последствий столкновения астероидов с водной поверхностью созданы развитые гидродинамические модели и программные системы, моделирующие основные стадии удара и распространения возникающей волны. Экспериментальные результаты и теоретические расчеты показывают, что заметные, в том числе и катастрофические, эффекты возникают тогда, когда размер падающего тела составляет более 10% глубины океана или моря. Так, моделирование падения астроида 1950DA размером в 1 км, столкновение с которым может произойти 16 марта 2880 г., показало, что в случае его падения в Атлантический океан на расстоянии 580 км от побережья США волна высотой 120 м за 2 часа достигает пляжей США, а через 8 часов волна высотой 10-15 м достигнет берегов Европы. Для понимания масштаба такого явления достаточно вспомнить, что цунами 1872 г. высотой 20 м в Бенгальском заливе и цунами 1908 г. высотой 10 м около Сицилии, унесли соответственно 200 тыс. и 80 тыс. жизней. Опасным последствием столкновения астероида заметных размеров с водной поверхностью является испарение большого количества воды, которое выбрасывается в стратосферу. Так, при падении астероида диаметром более 3 км объем испаряемой воды оказывается сравнимым с общим количеством воды, содержащимся в атмосфере над тропопаузой. Этот эффект может приводить к длительному повышению средней температуры поверхности Земли на десятки градусов и разрушению озонового слоя.

Как известно, 30 июня 2008 г. в тайге вблизи притока Енисея реки Подкаменная Тунгусска на высоте 8 км взорвалось космическое тело. Энергия взрыва была эквивалентна по оценке взрыву 1000 атомных бомб масштаба хиросимской. Взрывная волна повалила лес в радиусе в несколько десятков километров. Несмотря на то, что этому событию скоро исполнится 100 лет, не существует однозначного ответа на вопрос, что представляло собой это тело. Тем не менее, в настоящее время наиболее вероятной физической моделью тунгусского явления является взрыв кометного ядра, состоящего преимущественно изо льда.

В настоящее время теоретически рассматриваются несколько методов борьбы с АСЗ:
- отклонение астероида путем ударного воздействия на них специальным космическим аппаратом;
- сведение астроида с первоначальной орбиты с помощью космического тральщика или солнечным парусом;
- установка малого астероида на траектории большого астроида, сближающего с Землей;
- разрушение астроида ядерным взрывом.
Все эти методы пока еще очень далеки от реальной инженерной проработки и теоретически представляют собою средства борьбы с объектами разных размеров, находящимися на разных расстояниях от Земли и с разными прогнозируемыми датами столкновения с Землей. Для того чтобы они стали реальными средствами борьбы с АСЗ, необходимо решение множества сложнейших научных и инженерных задач, а также согласование ряда тонких юридических вопросов, касающихся, прежде всего, возможности и условий использования ядерного оружия в дальнем космосе.

Теперь насчет второй части Вашего вопроса. Я его могу понять, поскольку знаю, что даже звезды рождаются, живут и умирают. Я также знаю, что вся история Земли демонстрирует тот факт, что у всех живых существ было время возникновения, расцвета и гибели. Какой же выход? На мой взгляд, он состоит в том, что нужно непрерывно познавать окружающий мир и использовать полученные знания для того, чтобы бороться с явлениями, мешающими жизни и даже ставящими ее под угрозу исчезновения. Мне кажется, что этот тезис правилен не только в связи с проблемой астероидно-кометной опасности. У меня есть твердая уверенность в том, что, следуя этому правилу, человек будет способен сохранить себя как вид на интервале времени, сравнимым с жизнью нашего Солнца.

Я думаю – да. Однако существует небольшое количество исследователей, поддерживающих идею о том, что т.н. планетоземали, покинувшие свою звезду и путеществующие в межзвездном пространстве, могут быть захвачены гравитационным полем Солнечной системы и таким образом стать дополнительным источником астероидной опасности.

В истории Земли было множество крупных космических катастроф, которые, как это ни парадоксально, приводили к возникновению и развитию новых форм жизни. Первая из них произошла на заре зарождения прокариотной жизни (прокариоты – организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом, к ним, в частности, относятся бактерии и синезеленые водоросли). Считается, что в это время произошла мощная метеоритная бомбардировка Земли, в результате чего исчезла ее первичная атмосфера, состоящая в основном из водорода. Прокариоты, которые выжили после этих событий, более 1,5 миллиардов лет адаптировались к новым условиям и научились использовать энергию Солнца через процессы биосинтеза. Вторая космическая катастрофа произошла на рубеже мезозойской (охватывала интервал времени с 230 по 67 миллионов лет назад) и кайнозойской (началась 67 миллионов лет назад и длилась 60-70 миллионов лет) эр. Свидетелем этого события оказался кратер Чиксулуб, который образовался в результате столкновения с Землей астероида диаметром 10 км и массой в 2х10¹³ тонн. Падение астроида привело к выделению огромного количества пыли, погрузившую Землю во мрак. Температура нашей планеты понизилась на 8-10 градусов, что снизило эффективность процессов фотосинтеза, был разрушен озоновый слой, спасающий Землю от космического излучения. В результате погибли гигантские земные и морские рептилии - плезиозавры, птерозавры, динозавры, мезозавры и ихтиозавры, которые жили на Земле более 160 миллионов лет, и появились первые млекопитающие, которые позднее стали доминировать на нашей планете. В целом в этот период исчезло более 45% живых существ, что позволило называть его «эрой великого вымирания». Очень надежным свидетельством, подтверждающим эту теорию, является обнаружение в отложениях того времени большого количества иридия, который мог быть занесен туда только астероидом и ничем иным. Нечто похожее происходило 35,5 миллионов лет назад, когда в результате падения астроида размером приблизительно около 5 км образовалась Попигайская котловина диаметром 100 км и глубиной 10 км. Это событие произошло на рубеже эоцена и олигоцена и сопровождалось значительными изменениями в фауне и флоре Земли.

Мне кажется, что аргументы, которые в подтверждение этой теории согласованно выдвинули исследователи, представляющие различные области знания, достаточно убедительны. Я не думаю, что сообщение о гибели динозавров, которое имело место 65 миллионов лет назад, является наилучшим аргументом для «выколачивания денег» (так попросту можно переформулировать часть Вашего вопроса) для исследований в области астероидно-кометной опасности, т.е. прежде всего для астрономических и космических исследований.

С неопознанными летающими объектами (НЛО), называемыми в науке аномальными атмосферными и космическими явлениями, связано множество реальных и, как правило, неправильно понятых наблюдений и еще большее количество выдуманных свидетельств и порожденных воображением мифов. Я очень хорошо помню, какую реакцию вызвало и какое количество мифов породило т.н. «петрозаводское чудо». Оно состояло в том, что ранним утром 20 сентября 1977 г. жители Петрозаводска в течение нескольких минут наблюдали удивительное явление - объект, посылающий световые импульсы на землю. Позднее это явление было идентифицировано как следствие запуска ИСЗ «Космос-955» с космодрома Плисецк. Феномен «петрозаводского чуда» вызвал мощнейший публичный резонанс, который инициировал обращение президента АН СССР академика А.П. Александрова на имя заместителя председателя Совета Министров СССР, председателя военно-промышленной комиссии Л.В.Смирнова с просьбой начать комплексные исследования аномальных атмосферных и космических явлений. Научно технический совет ВПК рассмотрел внесенное предложение, в результате чего в научно-исследовательские работы по оборонной тематике были включены две темы: «Сетка-МО» и «Сетка-АН». Работы по теме «Сетка-МО», за которые отвечало Министерство обороны, были посвящены исследованию влияния аномальных явлений на работу военной техники. Тема «Сетка-АН», которая велась в Академии наук под научным руководством выдающегося радиофизика академика В.В. Мигулина, была связана с изучением физической природы аномальных явлений. Директивой Генерального штаба Вооруженных Сил СССР был определен порядок наблюдений, документирования и предоставления информации от воинских частей всех родов войск, дислоцированных на территории СССР. В результате на 1/6 части земного шара силами Министерства обороны были организованы систематические наблюдения аномальных явлений, которые продолжались в течение 13 лет вплоть до 1990 г.

Академия наук рассматривала три версии возникновения аномальных явлений: продукты человеческой деятельности, следствие природных процессов в атмосфере и ближнем космосе и проявление деятельности внеземной цивилизации. По программе было получено более 300 сообщений, которые идентифицировались как наблюдения аномальных явлений, и подавляющее большинство из них были объяснены человеческой деятельностью – запуском шаров-зондов, ИСЗ, ракет, различными оборонными исследованиями (и, прежде всего, в СССР и США) в атмосфере Земли. Оставшаяся часть получила свое объяснение в рамках хорошо изученных физических механизмов.

Таким образом, аномальные атмосферные и космические явления (то, что на жаргоне называется НЛО) существуют, они хорошо документированы, но не имеют никакого отношения к деятельности внеземных цивилизаций, сам факт существования которых, кстати говоря, еще не доказан.

1. Астероид (99942) Апофис был открыт в июне 2004 г. в обсерватории Кит Пик в Аризоне (США), в декабре 2004 г. его наблюдали в обсерватории Сайдинг Спринг (Австралия), а в начале 2005 г. - в США. Астероид Апофис диаметром 300-400 м относится к классу астероидов Атона. Астероиды этого класса составляют несколько процентов от общего числа астероидов, орбиты которых находятся внутри орбиты Земли и выходят за ее пределы в афелии. Эти серии наблюдений позволили определить предварительную орбиту астероида, и вычисления показали беспрецедентно высокую вероятность столкновения этого астероида с Землей в апреле 2029 г. По Туринской шкале уровень угрозы соответствовал 4; последнее означает, что вероятность столкновения и последующей за этим региональной катастрофы составляет около 3%. Именно этим печальным прогнозом и объясняется имя астероида, греческое имя древнеегипетского бога Апопа («Разрушитель»), живущего в темноте и стремящегося уничтожить Солнце. Драматизм ситуации был разрешен к началу 2005 г., когда были привлечены новые наблюдения, в том числе и радиолокационные, и стало ясно, что столкновения не будет, хотя 13 апреля 2029 г. астероид пройдет на расстоянии 35,7-37,9 тысяч километров от Земли, т.е. на расстоянии геостационарного спутника. При этом он будет виден невооруженным глазом как яркая точка в Европе, Африке и западной Азии. После этого тесного сближения с Землей Апофис превратится в астероид класса Аполлон, т.е. будет иметь орбиту, проникающую внутрь орбиты Земли. Его второе сближение с Землей произойдет в 2036 г., при этом вероятность столкновения будет очень низка. За одним исключением. Если при первом сближении в 2029 г. астероид пройдет в узкой области («замочной скважине») размером в 700-1500 м, сравнимым с размером самого астероида, то гравитационное поле Земли приведет к тому, что в 2036 г. астероид с вероятностью, близкой к единице, столкнется с Землей. По этой причине интерес астрономов к наблюдениям этого астероида и все более точному определению его орбиты будет возрастать. Наблюдения астероида позволят задолго до его первого сближения с Землей надежно оценить вероятность его попадания в «замочную скважину», и, если она будет заметной, предотвратить это попадание за десяток лет до подлета к ней с помощью кинетического ударника или «гравитационного тягача».

Существует целый ряд обнаруженных к настоящему времени астероидов с размерами от 600 м до 1,1 км, для которых вероятности столкновения их с Землей имеют значения, обязывающие астрономов обращать на них особое внимание, т.е. наблюдать их и вычислять их орбиты. Ведь первоначальные орбиты, рассчитанные по наблюдениям, полученным в течение короткого времени, весьма ненадежны. По этой причине многие, возбуждающие публику сообщения о возможных столкновениях астероидов с Землей, пересматривались по мере накопления наблюдений. По этой причине Международный астрономический союз рекомендует ученым воздерживаться от публикаций таких сообщений до тех пор, пока эксперты и официальные представители этой организации тщательно не рассмотрят поступившую информацию и не выскажут свое профессиональное заключение. Поэтому вряд ли стоит подозревать астрономов в том, что они сеют панический страх у публики с целью стимулировать правительства на увеличение финансирования астрономических исследований.

Конечно же, исследования, связанные с проблемой астероидно-кометной опасности, требуют средств и на астрономические инструменты, и на вычислительную технику, и на заработную плату специалистов – астрономов и инженеров. Стоит ли их выделять? Ответ на этот вопрос должно дать общество. Напомню, что на фильм «Армагеддон», живописно повествующем об астероидной катастрофе, кинокомпания затратила более 100 миллионов долларов, а затем в несколько раз больше долларов заплатила публика, посетившая кинотеатры. А ведь это, как минимум, в десять раз больше тех средств, которые необходимы для организации постоянных наблюдений за астероидами, сближающимися с Землей.

2. Если вопрос касается запуска космического оптического телескопа, то нет. В ближайшие годы в России запланированы запуски трех космических телескопов для астрофизических исследований в радио-, ультрафиолетовом и рентгеновских диапазонах. Среди них первым будет запущен (по-видимому, в 2008 г.) космический радиотелескоп, который вместе с наземными радиотелескопами образует наземно-космический радиоинтерферометр (проект «Радиоастрон»). Это будет большой шаг вперед в развитии наблюдательной радиоастрономии в России.
,br> Вместе с тем рядом организаций Роскосмоса (ЦНИИМаш и НПО им. С.А.Лавочкина) предложены проекты создания космических систем мониторинга АСЗ. Все они предполагают запуск космических аппаратов, оснащенных оптическими телескопами с диаметрами зеркала до 2 м, расположенными на различных орбитах - от геостационарных и высокоэллиптических до расстояний в десятки миллионов километров от Земли. Если эти проекты и будут реализованы, то только в рамках крупнейшей международной космической кооперации.