Как Земля готовится к отражению атаки из космоса

Ровно сто десять лет назад в Сибири упал Тунгусский метеорит, уничтожив участок леса размером с Гонконг. Насколько человечество приблизилось к созданию глобальных систем планетарной обороны и приручению гостей из космоса. 

Сегодня День астероида — неофициальный праздник, посвященный той опасности, которую несут "небесные камни" для Земли. Именно 30 июня в 1908 году упал Тунгусский метеорит. Идея праздника принадлежит режиссеру Григорию Рихтерсу и Брайану Мэю, британскому астрофизику и гитаристу группы Queen.

Эта годовщина тунгусской катастрофы особенно интересна. Во-первых, в 2018-м — пятилетие падения Челябинского метеорита.

Во-вторых, на этой неделе японский зонд "Хаябуса-2" прибыл к астероиду Рюгю. Его изучение, как надеются ученые, поможет прояснить происхождение Солнечной системы и то, как в ней образовались крупные и небольшие астероиды.

Магия малых чисел

Астрономы занимаются околоземными астероидами и той опасностью, которая с ними связана, уже несколько десятилетий, однако публика и политики заинтересовались этой проблемой лишь в феврале 2013-го, после космического фейерверка на Урале. 

Челябинский метеорит наглядно показал, к чему может привести падение даже относительно небольших небесных тел, которые, как раньше считали планетологи, должны всегда полностью сгорать в атмосфере и не представлять никакой угрозы жизни людей и экономической инфраструктуре.

Хотя гость из космоса не столкнулся с поверхностью Земли, взорвавшись еще в воздухе, и, к счастью, обошлось без человеческих жертв, экономический ущерб, по оценкам властей Челябинской области, превысил миллиард рублей. Если бы метеорит был на несколько метров больше, сумма выросла бы в десятки или сотни раз. 

Земляне отделались лишь легким испугом, но законодателям и чиновникам по обе стороны океана пришлось предпринять некоторые меры. Бюджет астероидного подразделения НАСА увеличили в три раза, а российские власти пообещали разработать систему раннего предупреждения астероидной опасности к началу 2020-х.

Слабый интерес к этой проблеме в прошлые десятилетия объясняется, с одной стороны, нехваткой достоверных данных о том, сколько астероидов находится в околоземном пространстве и каковы шансы их столкновения с Землей, с другой — недостаточным пониманием того, какие с ними связаны угрозы. 

"НАСА и наши партнеры открыли более 95% астероидов, чье падение на Землю вызовет катастрофу глобальных масштабов. Ни одно из этих небесных тел не представляет угрозы для нашей планеты в этом и следующем столетии. Тем не менее астероиды постоянно падают на Землю, и нам нужно быть к этому готовыми", — пояснил Аарон Майлс (Aaron Miles), заместитель главы Управления по науке и технике при президенте США, выступая на встрече с журналистами в штаб-квартире НАСА.

В недавно опубликованной Национальной стратегии по подготовке США к борьбе с астероидной угрозой были подведены промежуточные итоги этих исследований и определены планы на будущее.

"С мая 1998 года мы охотимся за объектами, которые могут быть опасными для людей и всей земной жизни в целом. В 2010-м мы успешно достигли первой цели — выявили почти все астероиды (около 98%) диаметром порядка километра и больше. Остается лишь примерно 40 неизвестных нам объектов", — добавляет Линдли Джонсон (Lindley Johnson), руководитель департамента планетарной обороны в НАСА.

Только два астероида из этого перечня, включающего в себя около двух тысяч объектов, считались относительно опасными для жизни на Земле — Апофис (2004 MN4) и Бенну (1999 RQ36), открытые в 2004 и 1999 году.

Вероятность их падения в 2029 году и во второй половине следующего века оценивалась в 2,3% и 0,07% — достаточно много по меркам астрономии. Это на порядки превосходит уровень опасности всех остальных околоземных объектов. После уточнения орбит, размеров и формы эти астероиды перестали выделяться и утратили статус потенциальных убийц цивилизации.

Падение "черного лебедя"

"Еще в 2005 году, задолго до Челябинского метеорита, конгресс США официально попросил НАСА приступить к поискам и "переписи" менее крупных объектов, диаметром от 140 до 1000 метров. На текущий момент в нашем каталоге значатся 19 410 астероидов, примерно половина которых приходится на этот опасный для нас диапазон. Ни один из них не угрожает Земле, однако треть астероидов еще нам не известна", — продолжает Джонсон.

Ученые продолжают наблюдать за небесными телами, а НАСА, "Роскосмос" и ЕКА вкладывают все больше усилий и средств в разработку наземных и космических телескопов, систем раннего предупреждения и даже отправляют миссии к астероидам.

Готовность и властей, и ученых заниматься этой проблемой, как отмечал известный российский планетолог Александр Родин в интервью РИА Новости, связана с философской концепцией, которую он называет "черным лебедем", а любители компьютерных игр — "синдромом мгновенной смерти".

В самом общем виде под этим понимают некое очень маловероятное событие, но с чрезвычайно серьезными, катастрофическими последствиями. Столкновение Земли с крупным астероидом — именно "черный лебедь".

Тунгусский метеорит и его челябинский "кузен" в данном случае служат плохими примерами, создающими ложное чувство безопасности. По счастливой случайности они нанесли минимальный ущерб планете и человечеству.
 

Другое похожее событие, которое произошло всего 13 тысяч лет назад — а это мгновения по меркам геологии и астрономии, — привело к началу нового ледникового периода и пожарам, охватившим десять процентов планеты.

Следы виновника этой катастрофы, так называемой Дриасовой кометы, недавно нашли на дне одного из пересохших древних озер в Мексике и во льдах Гренландии, а также на всех других континентах Земли.  

Из-за пожаров и похолодания климата, как сегодня считают ученые, вымерли гигантские ленивцы, мастодонты и другие представители мегафауны Америки, а также первые индейцы Нового Света, народы кловисовской культуры. И Земле еще повезло — комета распалась на части при входе атмосферу, причем не все ее фрагменты достигли поверхности.

Ученые пока могут только очень приблизительно предсказывать последствия подобных катастроф по одной простой причине — нет полного понимания того, из чего состоят гости из космоса и как  взаимодействуют друг с другом.

"Юбилей Тунгусского метеорита продолжится в августе, когда зонд OSIRIS-REx достигнет астероида Бенну. Те образцы, что он доставит на Землю, помогут нам понять, как устроены подобные объекты. Аналогичные задачи уже сейчас решает японская миссия "Хаябуса-2", в которой мы тоже участвуем", — отмечает Джонсон.

Тягач, Маляр и Камикадзе

Помимо научного поиска и изучения астероидов, НАСА и другие космические агентства создают и системы раннего предупреждения, позволяющие обнаруживать еще не известные малые небесные тела в тот момент, когда они начинают сближаться с Землей.

Разработка подобной системы, как говорил глава "Роскосмоса" Дмитрий Рогозин, остается одним из трех главных космических приоритетов для России. Первая такая система, "Дозор", может отправиться в космос после 2019 года.

Схожий проект НАСА, система Scout, действует с ноября 2016-го. Сейчас она способна выявлять относительно небольшие астероиды, диаметром в 30 метров, за несколько дней до их сближения с Землей, используя автоматизированные телескопы сети PAN-STARRS.

Но этим ее возможности не ограничиваются. Метровый астероид 2018 LA, сгоревший в небе над Африкой в начале июня, показал, что при удачном стечении обстоятельств эта система обнаружит даже очень небольшие малые небесные тела еще до их сближения с Луной и Землей. 

Это сохраняет надежду на то, что спасательные службы успеют подготовиться к падению астероида, а системы космической защиты и космические войска попытаются сбить его с траектории.

"Сегодня мы серьезно разрабатываем проекты трех систем защиты планеты, рассчитанных на разные ситуации. К примеру, при непосредственной угрозе для Земли мы можем отправить к астероиду тяжелый зонд и врезаться в него на высокой скорости, что заставит небесное тело поменять орбиту", — рассказывает Джонсон.

И это, как подчеркнул астроном, уже не фантастика. Недавно руководство НАСА одобрило планы по постройке зонда DART, который отправится к астероиду Дидим в декабре 2020 года и столкнется с одной из его половинок в октябре 2022-го. Удар металлической "болванки" массой 500 килограммов, как рассчитали ученые, снизит скорость астероида на 0,4 миллиметра в секунду.

В результате изменится и положение луны Дидима, и характер движения и того и другого объекта по орбите. Результаты этого эксперимента, надеются Джонсон и его коллеги, помогут оценить, насколько тяжелыми должны быть подобные зонды-"камикадзе" и стоит ли оснащать их ядерным оружием, как предлагает Брент Барби (Brent Barby) из НАСА — один из авторов проекта HAMMER.

"Если же до столкновения у нас есть несколько десятилетий, тогда можно использовать менее радикальные методы — к примеру, отправить к астероиду специальный "зонд-тягач". Гравитационное взаимодействие между ними ускорит или замедлит небесное тело, и его орбита изменится", — говорит Джонсон.

Ту же роль способен сыграть зонд-"маляр", раскрашивающий астероид узорами белого или черного цвета. Такая перекраска, объясняет ученый, усилит или ослабит нагрев небесного тела солнечными лучами, что изменит его скорость и предотвратит катастрофу.

"Дело всей Земли"

Ученые и политики все больше осознают, что для защиты планеты требуется сотрудничество всех стран. Первый проект такого рода, международная сеть по предупреждению астероидной опасности IAWN была создана в 2013 году Комитетом ООН по использованию космического пространства в мирных целях.

Помимо НАСА и его подразделений, в сеть входит Европейское космическое агентство, Национальное космическое управление Китая, Европейская южная обсерватория и ряд российских академических учреждений — Институт астрономии, Специальная астрофизическая обсерватория, Институт солнечно-земной физики РАН, а также Уральский федеральный университет.

Главная задача IAWN — объединение усилий для круглосуточного наблюдения за околоземным пространством. Практически все астероиды, открытые в последние пять лет, обнаружены в рамках этой глобальной программы.

Пока львиная доля этих находок приходится на сотрудников и телескопы НАСА, однако роль международных партнеров в этом "деле всей Земли", как подчеркнул ученый, постоянно усиливается. 

К примеру, в наблюдениях сейчас постоянно участвуют метровые и двухметровые телескопы Крымской и Специальной астрофизической обсерватории в Нижнем Архызе. Их большие размеры и чувствительность позволяют выявлять относительно небольшие и тусклые объекты, которые не могут увидеть менее крупные телескопы сети PAN-STARRS и других участников IAWN.

"Опыт с NEOWISE показал, что запуск космического инфракрасного телескопа, способного следить даже за самыми тусклыми астероидами, очень помог бы в обнаружении остальных астероидов средних размеров и в поисках бесчисленного множества объектов, похожих размерами на Челябинский метеорит. Сейчас мы обсуждаем такие планы с нашими международными партнерами", — пояснил Джонсон.

Как отметил ученый в беседе с РИА Новости, он не исключает участия России и других космических держав в миссиях, подобных DART, если у них появятся финансовые возможности и политическое желание присоединиться к текущим планам НАСА.