Екатерина Ефремова: средств защиты от астероидов у нас нет

30 июня 1908 года в Сибири прогремел взрыв, равный срабатыванию маленькой ядерной бомбы. Причиной стал вход небесного тела в атмосферу Земли, хотя никаких его фрагментов до сих пор не обнаружено. В 2016 году ООН в память о Тунгусском событии официально утвердила 30 июня международным Днем астероида.

О том, какие тайны хранит Тунгусское событие, когда ждать следующего "космического гостя" и насколько они опасны, а также стоит ли уже расчехлять лопаты и кирки для добычи полезных ископаемых на астероидах, в интервью специальному корреспонденту РИА Новости Дмитрию Струговцу рассказала аспирант отдела Солнечной системы Института астрономии РАН (ИНАСАН) Екатерина Ефремова.

— 30 июня, как напоминание о падении Тунгусского метеорита, празднуется День астероида. А был ли, собственно, метеорит, ведь никаких обломков на предполагаемом месте падения не найдено? Какие новые гипотезы Тунгусского события рассматриваются учеными?

— Тунгусское событие часто называют Тунгусским метеоритом, хотя никаких обломков на месте найдено не было, никакого взорвавшегося при соударении с поверхностью Земли или развалившегося в атмосфере тела, которое можно было бы изучить. Зафиксированы воспоминания большого количества очевидцев, которые видели, как какое-то тело проходило через атмосферу, в небе был виден характерный след. Обычно такой след витиеватый, закручивающийся, потому что метеориты не обладают аэродинамическими свойствами и оставляют за собой конденсационный след странных форм, не такой ровный как у самолетов. Свидетели говорили о сильной вспышке света. Из материальных доказательств нам достался кратер в районе реки Подкаменная Тунгуска. Прошло более ста лет, но до сих пор в месте события повалены деревья, до сих пор сохранился кратер, который, скорее всего, был создан ударной волной. Процесс ее образования не до конца понятен.

Одна из гипотез говорит, что это была комета. Чем они отличаются от астероидов? Астероиды это каменные или железные небесные тела. Они более плотные, могут, хотя не всегда, пройти сквозь атмосферу. Кометы же состоят из замерзших газов и космической пыли. По мере прохождения сквозь атмосферу они просто сгорают. Именно это произошло с Челябинским метеоритом, который развалился на части. То есть в Тунгусском событии действительно могла быть комета, которая сгорела, а ударная волна образовала кратер.

Несколько недель назад ученые Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН провели моделирование входа в атмосферу железного астероида. Их интересовало, при каких углах полета он может потерять массу и сколько при этом выделится энергии, которая в виде ударной волны может достичь поверхности Земли. Надо понимать, что пока это лишь моделирование, нельзя утверждать, что именно так все и происходило 112 лет назад. Вопрос о произошедшем событии остается открытым.

— Насколько велика угроза падения крупного астероида?

— Для таких объектов у нас введено понятие "астероид, сближающийся с Землей". Это тела, орбиты которых находятся рядом с орбитой Земли. Таких астероидов множество, но мы знаем о них очень мало. Эти объекты появились не сами по себе, они прилетают к нам из главного пояса астероидов. Ученые провели моделирование и выяснили, что если бы не было механизмов подпитки числа астероидов внутренней части Солнечной системы, то в течение 10 миллионов лет ни одного астероида в этой части системы бы не осталось. Что-то происходит в главном поясе астероидов. Одна из причин была найдена. Орбитальное движение Юпитера может оказывать сильное влияние на некоторые области главного пояса астероидов, заставляя малые тела покидать свои орбиты и улетать во внешнюю или во внутреннюю часть Солнечной системы. Именно поэтому среди астероидов, сближающихся с Землей, очень мало крупных тел. Из всего оценочного количества астероидов, сближающихся с Землей, только для примерно 10 процентов хорошо определены орбиты. Астероиды — небольшие и тусклые объекты, которые сложно наблюдать. И если о местонахождении самых крупных астероидов мы знаем все, то тела размером от 10 до 100 метров представляют для нас наибольшую опасность из-за своей непредсказуемости. И даже для тех тел, которые мы можем наблюдать, определение орбит происходит с достаточной погрешностью.

Например, астероид "Апофис", о котором все много говорят. Изначально считалось, что вероятность его падения высока, но после 2013 года, когда он пролетел достаточно близко к Земле и мы смогли лучше за ним понаблюдать, оказалось, что угроза преувеличена. Шансы столкновения в 2029 и 2036 годах мизерны.

— Нам известно о 10 процентах опасных тел. А сколько это в числовом выражении?

— Таких тел на сегодняшний день известно около 20 тысяч. Мы в институте астрономии посчитали, что если взять сферу вокруг Земли радиусом с орбиту Луны, то есть примерно 400 тысяч километров, то ежегодно в этой зоне пролетает до 400 астероидов в год. То есть один-два тела ежедневно. Речь об астероидах размером от 10 до 80 метров.

— Как часто такие тела падают на Землю?

— По статистике, приведенной в книге "Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра", составленной научным руководителем нашего института Борисом Шустовым и главным научным сотрудником Лидией Рыхловой, тела диаметром 30 метров, к которым можно отнести Челябинский метеорит, прилетает раз в 250 лет. Если тело имеет размеры больше 100 метров, то его падение случается раз в пять тысяч лет. 100-метровое тело это уже значительная угроза.

Падения тел с диаметром больше 1 километра случаются раз в 600 тысяч лет. И, наконец, тела с диаметром от 10 километров падают на Землю раз в 100 миллионов лет. Считается, что именно такой метеорит ударил в Землю 65 миллионов лет назад, и это событие связывают с гибелью динозавров. То есть по статистике еще 35 миллионов лет мы можем не волноваться.

— За какое время человечество может узнать о приближении угрозы из космоса?

— Это зависит от очень большого количества параметров. Большое значение играет то, с какой стороны он подлетает к Земле. С какой стороны он освещен Солнцем, с какой стороны он движется, какое у него наклонение. Каждый астероид или комета индивидуальны.

— Челябинский метеорит специалисты, например, не заметили.

— Челябинское тело вошло в атмосферу в 9 утра по местному времени. Он летел с солнечной стороны. В этот момент значительная часть неба для наблюдений в оптическом диапазоне была недоступна.

У нас в институте разрабатывается проект "СОДА" — Система обнаружения дневных астероидов. В рамках проекта в точке либрации (Точка равновесия. – Прим. ред.) между Землей и Солнцем предлагается поместить космический аппарат, который в идеальном случае сможет предупредить за несколько часов о том, что в земные окрестности входит опасное тело.

— Какие-то средства воздействия у нас имеются?

— Сейчас нет. Единственное средство – оповестить население. Однако, как я говорила, есть одна трудность: мы не можем предсказать, в какое место на Земле ударит астероид. Орбита и углы входа в атмосферу определяются с погрешностью. Получается, что у одного астероида может быть целый трек из возможных точек падения, который может тянуться на половину земного шара.

В плане увода астероидов или уничтожения, действительно, такие проекты рассматриваются, но они имеют свои сложности. Пока у нас нет технических возможностей взорвать астероид в космосе. Уничтожение астероида на подлете к Земле с точки зрения последствий еще хуже, чем если он упадет целиком, потому что если на большой территории просыпется метеоритный дождь из осколков, пыль на долгие годы осядет в атмосфере. Что-то подобное связывают с гипотезой гибели динозавров. Не мог один метеорит всех убить. Видимо, падение метеорита привело к глобальным изменениям климата. Во-первых, от самого удара поднялся столб пыли. Во-вторых, удар активизировал вулканическую активность с выбросом пепла в атмосферу. Это перекрыло солнечный свет на многие годы.

Есть идеи увода астероидов с опасной орбиты с помощью космических аппаратов. Например, идея космического тягача, когда аппарат садится на астероид, включает свои двигатели и постепенно на протяжении нескольких десятков лет уводит астероид. Но для этого нам нужно изначально знать, что эта орбита угрожает Земле. Другая идея – сопровождение астероида космическим аппаратом. Из-за взаимной гравитации смещается центр масс, и астероид уходит с опасной орбиты. Это очень долгоиграющий проект.

В 2021 году НАСА планирует отправить космический аппарат DART для столкновения с одним из астероидов. Его главная задача — врезаться в астероид и заснять процесс, чтобы ученые на Земле поняли, как работает такой способ воздействия.

Есть идея лазерного воздействия на астероид с Земли. Лазер выпаривает вещество и создает слабую реактивную тягу, изменяя траекторию полета.

— Во времена Барака Обамы у НАСА был проект по транспортировке астероида на окололунную орбиту для его изучения.

— Был, но, к сожалению или счастью, с уходом Обамы о нем забыли. Для того чтобы поменять орбиту тела, которое движется, допустим, со скоростью 5 км/с, нужна колоссальная энергия. Я пока не вижу, что это технически возможно.

— В 2018 году сквозь Солнечную систему прошел первый зафиксированный учеными межзвездный астероид Оумуамуа, а в 2019 году – межзвездная комета Борисова. Как ученые поняли, что эти объекты прилетели извне Солнечной системы?

— Дело в том, что комета Борисова и астероид Оумуамуа имели гиперболические орбиты. Они шли из точки, в направлении которой движется Солнце. Откуда точно они пришли, неизвестно.

— Как они попали в межзвездное пространство?

— Точная причина неизвестна, но одним из механизмов могут служить резонансы с большими планетами, как это происходит в нашей Солнечной системе.

— То есть и мы в кого-то "стреляем" нашими кометами и астероидами?

— Вероятно.

— Ряд зарубежных компаний, особенно зарегистрированных в США и Люксембурге, заявляют о планах добычи полезных ископаемых на астероидах? Недавно тему подогрел президент США Дональд Трамп, разрешивший добычу ресурсов в космосе американским компаниям. Насколько перспективна добыча полезных ископаемых на астероидах и Луне?

— Космические миссии при современных технологиях обходятся дороже, чем потенциальная выгода, которую мы можем извлечь из добычи полезных ископаемых на астероиде. Миссии по доставке грунта с астероидов аппаратами OSIRIS-REx и "Хаябуса-2" стоят безумных денег и длятся по несколько лет. Что уж говорить о добыче в промышленных масштабах. Пока стоимость полезных ископаемых не превышает стоимости их добычи. Но технически, если космические технологии продолжат развиваться в сторону удешевления, лет через 20 такое станет возможно. Хотя любая попытка сложна в плане разделения территории добычи. Космос общий.

— Во сколько раз нужно сократить стоимость запусков, чтобы добыча стала рентабельной?

— На несколько порядков.

— Какие ресурсы можно добывать на астероидах?

— Железо, золото, платина, редкоземельные металлы, кремний.