Scienty

Какова угроза от астероидов? Может ли небесная сфера представлять опасность для космонавтики? Возможен ли манёвтр орбиты потенциально опасного для Земли астероида? Размышления на эти темы в интервью с научным руководителем Института астрономии РАН, членом-корреспондентом РАН Борисом Михайловичем Шустовым.

В СМИ часто появляются заголовки о приближении к Земле огромных астероидов или их пролёте в опасной близости. Несколько лет назад, когда очередной астероид пролетел относительно близко к нашей планете, я обратился к вам за комментарием и вы ответили, что это «абсолютно обыденное событие». Какова на самом деле реальность астероидной опасности?

Такие статьи в новостях выходят несколько раз в месяц, проверяю это из профессионального интереса. Заголовок делается ярким, чтобы слегка напугать читателей, считаю, что таким образом привлекают больше внимания.

Последние годы проблема астероидной опасности в России обсуждается не только как научный вопрос, но и на государственном уровне. Прорабатывается проект «Млечный Путь», который в этом году представит аванпроект. Цель «Млечного Пути» — создание системы информационного обеспечения безопасности космической деятельности около Земли. В него входят четыре темы: космический мусор, космическая погода, помеховая обстановка и впервые — астероидно-кометная опасность. В России эта проблема, хоть и с опозданием, признана на высоком уровне, что обнадеживает. В США, Японии и странах Европы государственное внимание к этой теме в виде программ и финансирования проявилось давно (в США — с 1995 года).

В проект «Млечный Путь» в России включена подсистема оповещения о возможных угрозах от астероидов.

Предположим, астрономы выявили небесное тело внушительных размеров, представляющее угрозу для Земли. Каковы критерии оценки опасности астероидов, и способен ли человек принять меры для предотвращения катастрофы?

Столкновения с телами размером от десятков метров считаются опасными. Челябинский метеорит, упавший 15 февраля 2013 года, являлся остатком астероида размером 17–18 метров. Это сравнительно небольшое тело несло энергию, равную энергии 20 атомных бомб, таких же, как та, которая упала на Хиросиму. Столкновения с телами 10 метров и более достаточно редки — по статистике, такие события происходят раз в 20–40 лет. С момента падения астероида в Челябинске было несколько столкновений с более или менее крупными объектами, но энергетикой в двадцать раз меньше.

Практически каждый месяц в земную атмосферу входят космические объекты размером около 1 метра. Так было с астероидом, пролетел над городом Ленском в Якутии в декабре 2024 года. Событие привлекло много внимания только из-за редкой ситуации: астрономы обнаружили космическое тело за пределами атмосферы почти за сутки до падения. Обычно объекты такого размера засекают, когда они приближаются к Земле и случайно попадают в поле зрения какого-то телескопа на дальних подступах их заметить невозможно. Но метровые тела нам не опасны: рассыпаются в атмосфере на более мелкие фрагменты и сгорают почти полностью. До поверхности могут долетать только совсем небольшие кусочки.

Обнаружение астероида размером около метра не требует каких-либо действий, поскольку поздно реагировать и он сам сгорит в атмосфере. Если заранее замечено тело размером в десятки метров на орбите возможного сближения, необходимо определить возможность его столкновения с Землей.

Как точно можно предсказать место падения метеорита на Земле при его возможном столкновении?

Можно довольно точно определить орбиту крупных тел, которые наблюдаются долгое время и удалены от нас.
Результатом считается определение точки входа космического тела в атмосферу с погрешностью менее 100 км. Затем начинается изучение геофизики: тело может войти под разными углами — почти вертикально или полого. От этого меняется траектория падения, характер выделения энергии и время сгорания. Точную точку падения можно рассчитать, только зная о астероиде: размер, массу, скорость и траекторию входа в атмосферу.

С целью наиболее полного и точного изучения потенциально опасных космических объектов мы стремимся получить как можно больше информации. На основе этих данных возможно оценить вероятность рисков и принять меры предосторожности: например, определить необходимость эвакуации людей или приостановки работы потенциально опасных производств.

― А можем ли мы отклонить астероид?

Вопрос исследуется практически. Если обнаружат тело слишком поздно, то всё, что получится сделать, — предупредить жителей.

В случае реальной угрозы столкновения с астероидом, когда до него остается неделя или несколько дней, поздно его отклонить, но возможно попытаться разрушить. Для этого необходимы мощные средства, вероятно, ядерное оружие. Вопрос сложный и неоднозначный из-за существующих ограничений, включая международный договор о запрете размещения ядерного оружия в космосе. Проблема астероидной опасности обсуждается в ООН. Если возникнет реальная угроза, кому-то придется принимать решение. Но кто именно — вопрос открытый.

Существует более «умный» способ противостоять потенциально опасным астероидам — их сведение с курса. Это достижимо, если изменить траекторию космического тела заблаговременно: за год, два, или желательно за десять лет до возможного столкновения. За это время малое первоначальное отклонение накапливается и угрожающее тело пролетает мимо Земли. Для сближения космического объекта требуется придать ему новый импульс. В 2022 году был проведен эксперимент. DART (Double Asteroid Redirection TestЭксперимент по перенаправлению двойного астероида. Американский аппарат столкнулся с спутником астероида Дидим. Основное тело имело примерно километровый размер, а его спутник Диморф — около 150 метров. Диморф вращается вокруг основного астероида по круговой орбите, и период обращения хорошо измеряется. Ученые решили ударить в Диморф и наблюдать за изменением периода обращения.

В результате удара аппарата по спутнику астероида со скоростью 6 км в секунду выброшено много фрагментов и орбита изменилась. Изменение оказалось сильнее ожидаемого учеными, что подтверждает эффективность кинетического способа изменения орбит небольших астероидов.

Сегодня теоретически моделируются и другие способы отклонения астероида. Это может быть ядерный взрыв, выбросивший вещество и придавший сильный импульс. Разрабатываются также лазерные технологии: выведение на орбиту мощного лазера для испарения части поверхности астероида и создания реактивного эффекта.

Не представляют ли угрозу Земле космические тела из-за звезд?

Наблюдали два таких объекта: астероид Оумуамуа в 2017 году и комету Борисова в 2019-м. Статья об открытии кометы вызвала много обсуждений, естественно, возник вопрос: увидели ли мы только два межзвездных объекта, или их больше, где они находятся? В действительности их достаточно много, но все равно составляют лишь малую долю процента от огромного количества тел, летающих в пределах Солнечной системы. По оценкам, в каждый данный момент в пределах орбиты Плутона находится несколько десятков межзвездных тел размером от 100 метров. Они относительно небольшие и находятся очень далеко, поэтому их не видно.

Мы сейчас можем достаточно точно прогнозировать параметры движения и вероятность столкновения с Землей только больших тел размером более 1 км на большом интервале времени. Эти астероиды когда-то вышли из Главного пояса астероидов из-за динамических возмущений и, двигаясь по вытянутым орбитам, могут приближаться к Земле. Такие астероиды называют астероидами, сближающимися с Землей (АСЗ).

Для небольших АСЗ, таких как декаметровые, об информации полная нехватка. В лучшем случае параметры движения известны лишь для нескольких тысяч из десятков миллионов существующих. Современные телескопы могут обнаруживать их случайно, а более мощные и эффективные системы обнаружения и мониторинга АСЗ, позволяющие заранее выявлять и наблюдать их, только разрабатываются. На данный момент наши знания о телах малого размера близки к нулю.

Под словами «наш уровень знаний» подразумевается как российская, так и мировоззрение науки?

Это проблема всего человечества, но Россия отстает от других стран в обнаружении потенциально опасных тел: доля таких открытий в нашей стране не превышает 0,1%. Большая часть известных астероидов, сближающихся с Землей, открыта в США, Европе и Китае.

Отставание стало одной из причин для разработки собственной системы информационного обеспечения безопасности в космосе. Пока эту задачу выполняют лишь энтузиастские астрономы. В Америке, Европе, Китае и Японии подобные проекты реализуются в рамках государственных программ.

Как близкое прохождение астероидов угрожает пилотируемым и беспилотным космическим аппаратам?

В «Роскосмосе» спрашивали: если астероиды редко представляют угрозу для Земли, то как велика вероятность их столкновения со спутником? Вероятность встречи метрового или более крупного объекта с космическим аппаратом крайне мала. Но наблюдать подобные объекты в ближнем космосе необходимо.

Астероиды редко появляются поодиночке: обычно их образование происходит вследствие столкновения и разрушения более массивных тел. В результате такого события образуется облако, содержащее несколько крупных тел и множество мелких обломков.
Хотя маленькие фрагменты остаются незаметными для нас, метеороиды размером всего в сантиметры представляют угрозу космическим аппаратам. Поэтому, наблюдая за движением астероидов, можно попытаться предсказать изменения ситуации с метеорами. Ведь если рядом пролетит астероид, то возможно его сопровождает облако мелких фрагментов, каждый из которых способен нанести критичный ущерб космическому аппарату.

Вниманию теперь уделяется этим вопросам, что может привести к созданию государственного стандарта по метеорному веществу в околоземном пространстве с учетом постоянно меняющейся динамики населения метеороидов. Действующий стандарт 1985 года описывает среднестатистическую обстановку, то есть средний поток метеороидов определенного размера в околоземном пространстве. Но этот поток может меняться в сотни и даже в тысячи раз, как показывают наблюдения. Принятие решений о серьезных космических операциях, например о выходе в открытый космос, должно учитывать реальную метеорную обстановку.

Изучение астероидов необходимо не только для защиты жителей Земли, но и для учёта облака космических фрагментов, которое их окружает.

Какими мерами занимается Институт астрономии Российской академии наук, чтобы предотвратить угрозу от астероидов?

Мы – одно из ведущих научных учреждений по этой тематике. Недавно я и коллега из МГУ имени М.В. Ломоносова М.Е. Прохоров для более полного информирования населения, специалистов и ответственных лиц выпустили книгу «Опасности и угрозы из космоса», где анализируются рассматриваемые нами угрозы: космический мусор, астероиды, проблема темного неба, космическая погода. Книгу писали в достаточно простом стиле.

В ИНАСАН занимаются вопросом противодействия астероидной опасности. Одна из работ посвящена обнаружению астероидов, приближающихся к Земле со стороны дневного неба. Челябинский метеорит астрономы не заметили заранее, потому что все оптические инструменты на дневном небе слепы и заметить его было невозможно. Предложен метод, позволяющий выявлять подобные астероиды.

Проект СОДА (Система обнаружения дневных астероидов) предполагает размещение аппарата в точке Лагранжа. L1 Расстояние между Землей и Солнцем составляет примерно 1,5 млн км от Земли и около 148 млн км от Солнца. Тело, находящееся в окрестностях этой точки, будет под действием динамических эффектов постоянно пребывать между Солнцем и Землёй. Телескоп, установленный в этом регионе и направленный под определённым углом к Земле, наблюдает за околоземным пространством и фиксирует все объекты, приближающиеся со стороны Солнца. Для фиксации всех тел размером от 10 метров достаточно телескопа с диаметром зеркала 25–30 см. Проект СОДА разрабатывается в рамках аванпроекта «Млечный Путь».

Один проект направлен на наблюдение малых и сверхмалых тел на геостационарной орбите. С помощью двухметрового телескопа Терскольской обсерватории ИНАСАН можно наблюдать объекты от 7 см размером на геостационарной орбите. К ним могут относиться обломки после аварий и пикоспутники. CubeSatСателлиты выполняют разнообразные задачи на геостационарной орбите.

Наш институт издал много теоретических работ на тему угрозы астероидами.

В заключение: угроза астероидов реальна, к ней относятся серьёзно, но катастрофы ждать не приходится.

Проблема верифицирована челябинским инцидентом 2013 года. На федеральном уровне за ней следят, а по проекту «Млечный Путь» разрабатываются решения. Необходимо подготовиться к потенциальным происшествиям в будущем.

Обращаюсь к представителям СМИ: желаю помнить о необходимости консультироваться с учёными перед публикацией информации. Астрономы всегда готовы прояснить действительность. Например, по поводу недавно упавшего в Якутии астероида, сотрудники МЧС обратились ко мне и моим коллегам с вопросом о необходимости поднимать тревогу. Объяснил, что это обычное явление, подобные объекты не представляют угрозы, достаточно сообщить населению о событии — болидном явлении, то есть входе космического гостя в атмосферу. Яркий болид — красивое зрелище, которое многие в Якутии смогли наблюдать.

Необходимо изучать угрозу астероидов и комет, создавать действенные системы наблюдения и разрабатывать методы отклонения потенциально опасных небесных тел. Не стоит при этом пугать людей или испытывать страх.