Українська науковиця розповіла про астероїди і космічні загрози людству

Нещодавно весь світ стежив за новинами про небезпечне наближення астероїда, який 29 квітня пройшов поруч з орбітою нашої планети на відстані у 6.3 млн км (це близько 16 відстаней від Землі до Місяця). Звісно, з одного боку, інфопростір заповнили тривожні заголовки, апокаліптичні картини зіткнення, а сумнівні пророцтва отримали нове життя. З іншого, це викликало хвилю запитань, зокрема і до науковців, про готовність планети протистояти космічним загрозам.

Разом з астрофізикинею і старшою науковою співробітницею Головної астрономічної обсерваторії НАН України Олександрою Івановою спробували розібратись, чи дійсно астероїди становлять реальну загрозу людству і чи є у спеціалістів план захисту планети у випадку такої можливої загрози.

Олександра Іванова,

астрофізикиня, наукова співробітниця Головної астрономічної обсерваторії НАН України

Довідка. Олександра Іванова спеціалізується на фізиці малих тіл Сонячної системи і займається дослідженням комет і астероїдів. Закінчила фізичний факультет КНУ ім. Тараса Шевченка, навчалася і працювала під керівництвом Клима Івановича Чурюмова і Леоніда Марковича Шульмана — двох відомих у світі українських астрофізиків, засновників Київських кометних шкіл.

Наразі Олександра співпрацює зі словацькою групою, яка займається фізикою малих тіл Сонячної системи в Інституті астрономії Словацької академії наук. А також викладає лекції з теми «космос» у рамках програми популяризації науки серед підлітків Science Teens Platform.

«Потенційно небезпечний» астероїд: що насправді це означає?

У Сонячній системі рухається велика кількість астероїдів. Більше 98% їхньої маси зосереджено у головному поясі астероїдів, між орбітами Марса та Юпітера. Більшість астероїдів має неправильну форму та відрізняється за розмірами. Найбільшим астероїдом у Сонячній системі вважалась Церера (975×909 км у діаметрі), однак з 2006 року об’єкт відноситься до карликових планет. Два інших найбільших астероїда — Паллада та Веста — мають діаметр ~500 км. У результаті зіткнень з іншими об’єктами чи під впливом гравітації більших об’єктів у астероїда може змінитись орбіта, що іноді призводить до зближення з Землею. 

Ті астероїди, що можуть наблизитись до Землі на відстані менше 7.5 млн км, вважаються потенційно небезпечними.

Сьогодні у Сонячній системі нараховується більше 6 тис. астероїдів, які зближуються з орбітою Землі. Найближче до планети підлітають невеликі об’єкти — метеороїди (<30 м у діаметрі), вони можуть проникати у земну атмосферу, але не становлять великої загрози. Значні збитки може викликати падіння тіла діаметром більше 100 м. Вважається, що зіткнення Землі з об’єктами розміром 10 км у діаметрі може призвести до глобального вимирання. За однією з гіпотез, падіння астероїда такого розміру близько 65 млн років тому стало причиною зникнення динозаврів та утворення кратеру Чиксулуб.

Нещодавно ми уважно стежили за зближенням Землі з астероїдом 1998OR2, який був класифікований як потенційно небезпечний астероїд. Його діаметр оцінили у межах 2-4 км, і це найбільший потенційно небезпечний астероїд із відомих за останній час. 29 квітня 2020 року астероїд наблизився до Землі на небезпечну відстань — 6.3 млн км (це приблизно 16 відстаней від Землі до Місяця). 

Проте формулювання «з Землею зближується астероїд» або «астероїд наблизився до Землі на небезпечну відстань» — не означає, що він впаде на поверхню нашої планети. Це означає, що астероїд підійшов на відстань менше 7.5 млн км. 

Для науковців це певна межа, щоб почати слідкувати за небесним тілом та прораховувати можливі зміни його орбіти у майбутньому. Так, у випадку з астероїдом 1998OR2 вченим вдалось добре його дослідити та навіть отримати його зображення на Радіотелескопі Аресібо. Наступні зближення з цим астероїдом відбудуться 16 квітня 2079 року (астероїд наблизиться до планети на відстань у 2 млн км) і 16 квітня 2127 року (відстань між Землею і астероїдом буде 2.5 млн км).

Підривати астероїд, як це зробив Брюс Вілліс у фільмі «Армагеддон», взагалі не дуже хороша ідея

Науковці постійно думають про астероїди, що несуть реальну загрозу. Тому розробляють план захисту планети, який складається з декілька етапів.

Перший етап — виявлення та визначення параметрів астероїдів. У 1992 році NASA ініціювала старт програми «Спостереження за космічною безпекою» (Spaceguard Survey) з метою пошуку астероїдів, що перетинають орбіту Землі, їх дослідження та подальшого спостереження за ними. Після цього майже всі наукові організації, які займались дослідженням космічного простору, долучились до цієї програми. Так, сьогодні працює більше 10-ти міжнародних програм з виявлення та відстеження космічних тіл, що зближуються з Землею.

Другий етап захисту — усунення загрози. Сьогодні вчені та інженери разом працюють над тим, як попередити можливе зіткнення Землі з великими космічними об’єктами. Так, вони запропонували різні методи зі змінення траєкторії астероїда чи комети, які розділяються:

• за типом запобігання зіткнення (відхилення чи поділ)
• за джерелом енергії (кінетичний, електромагнітний, гравітаційний та ін.)
• за стратегією підходу (руйнування чи затримка). 

Усі, звісно, пам’ятають фільм «Армагеддон», де через загрозу небезпечного зіткнення астероїда з Землею був організований вибух, який ударною хвилею мав відхилити космічне тіло від траєкторії його руху. Але, на жаль, підривати астероїд, як це зробив Брюс Вілліс, взагалі не дуже хороша ідея. Адже потім складно спрогнозувати, що буде відбуватись далі, після того, як тіло розвалиться і кожен уламок буде рухатись по своїй траєкторії.

Більш реалістичний проєкт — встановлення ракетного двигуна на поверхню астероїда, який буде поступово його відхиляти, що допоможе запобігти його зіткненню з Землею. За такого варіанту можна точно спрогнозувати, як зміниться орбіта астероїда.

Про місію NASA DART

На даний момент NASA запланувала місію з випробувань ударної стратегії відхилення астероїда під назвою DART. Суть місії у подвійній системі Didymos. Якщо коротко, то є основний астероїд (Didymos А) з діаметром близько 780 м і невеликий супутній астероїд (Didymos В) з діаметром 163 м, який знаходиться приблизно на відстані 1 км від основного тіла. Удар DART буде спрямований на менший астероїд, тобто на Didymos В. А оскільки він не перетинає орбіту Землі, то немає ніякої вірогідності, що експеримент із відхиленням може становити загрозу для планети. 

Запуск місії DART запланований на 22 липня 2021 року. Планується також, що апарат до того, як досягне астероїда Didymos В, також виконає обліт інших навколоземних астероїдів 2001 CB₂₁ та 3361 Orpheus. 

Астероїдно-кометна загроза — це не міф 

Насправді, небезпеку для життя становлять не тільки астероїди, але й комети, чиї орбіти можуть перетинати орбіту Землі, та навіть і метеорити. Випадок із Челябінським метеоритом показав, що і невелике тіло, яке досягло поверхні Землі (∼20 м у діаметрі), може призвести до значних руйнувань та навіть травм людей. Однак масштаби руйнувань у першу чергу залежать від швидкості, маси та складу космічного об’єкта.

Тому захист планети від космічних загроз залежить від нашої поінформованості та підготовки. Спираючись на сучасні наукові методи, астрофізики можуть відстежувати та вивчати небезпечні астероїди та комети, визначати ступінь їхньої небезпеки та, відповідно, розробляти й застосовувати методи захисту, аби уникнути катастрофи. Однак все це вимагає подальшого розвитку цієї галузі астрофізики, виділення необхідного фінансування, підготовки відповідних фахівців та, звісно, популяризації науки в цілому.

Головне фото: inlviv.in.ua