Александр Захаров: по Апофису надо ударить как шаром в бильярде

Астероиды являются одними из наименее изученных человечеством тел Солнечной системы. Отсюда и вытекают разговоры о глобальной опасности, которые они несут Земле. На этом фоне парадоксально звучит распространенная теория о том, что астероиды наравне с кометами могли занести воду и жизнь на нашу планету. О том, как образовались и какими бывают эти "загадочные жители" нашего мира, какие значимые научные результаты получены при их исследовании, и как можно избежать столкновения с Апофисом, в интервью корреспонденту РИА Новости Андрею Красильникову рассказал главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Александр Захаров.

– Александр Валентинович, что представляют собой астероиды? Какими они бывают, и сколько их в Солнечной системе?

– Солнечная система образовалась из газопылевого облака. По сути дела, очень маленькие частицы размером порядка микрона соединялись в так называемые планетезимали – тела с размером порядка километра. Потом в процессе дальнейшего развития планетезимали сталкивались, слипались – и получались планеты. Вполне возможно, что это были еще не те планеты, которые мы наблюдаем сейчас, а так называемые протопланеты, которые снова сталкивались, мигрировали относительно друг друга и сформировали сегодняшнюю Солнечную систему.

Так вот, так называемые малые тела Солнечной системы, астероиды и кометы, которые мы можем наблюдать сейчас – это, видимо, тот остаточный материал, из которого формировались планеты. Он сгруппировался в достаточно заметных областях. Во-первых, это главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером. Во-вторых, астероиды есть на орбитах практически у каждой планеты – это так называемые "троянцы", которые попали в стабильные области и остаются в них до тех пор, пока их не вышибет каким-то ударом. Подавляющее большинство "троянцев" на орбитах, синхронных с Юпитером. И у Земли относительно недавно нашли такого "троянца".

Астероидами считаются тела размером до 500 километров. Сейчас зарегистрировано свыше миллиона астероидов.

Если по-крупному, то астероиды подразделяются на хондриты, состоящие из кусочков других тел, на каменные, в которых, возможно, есть железо и никель, и на металлические. Каменные и металлические астероиды – это, видимо, осколки от каких-то планет, а хондриты как бы внутренне еще не переработаны.

В последнее время был обнаружен еще один очень интересный класс астероидов – активные, которые ведут себя как кометы, то есть у них есть свой хвост. И они, как и кометы, тоже могли занести воду и жизнь на Землю.

Кстати, китайская автоматическая станция "Чжэнхэ" в 2024 году отправится как раз к активному астероиду Эльст-Писарро. Полтора года назад китайцы пригласили нас поучаствовать в проекте научным прибором. Моя научная группа предложила сделать прибор для регистрации пылевых частиц, которые выбрасывает астероид, а другая группа в нашем же институте – прибор для исследования взаимодействия межпланетной плазмы солнечного ветра с астероидом. Китайцы предоставили выбор нам – и в результате было решено, что на борт аппарата установят прибор для исследования плазменного окружения.

Астероиды также классифицируют по спектральным характеристикам, то есть наблюдая за ними в телескопы по отраженному свету, узнают состав минералов на их поверхности.

– Как образовался главный пояс астероидов?

– Ответа на этот вопрос нет. По одному из сценариев, это потенциальная планета, которая должна была там сформироваться, но из-за очень сильного гравитационного поля Юпитера не смогла слепиться.

По другому сценарию, при миграции орбит планет какая-то из них оказалась у Юпитера и развалилась из-за гравитационных возмущений. Но, судя по всему, это не так, потому что общая масса астероидов главного пояса меньше массы Луны. То есть это еще не такое тело, которое могло бы быть планетой.

– Есть ли у ученых необходимость исследовать главный пояс астероидов автоматическими станциями?

– Конечно. Одно из направлений – это изучение природы и эволюции Солнечной системы. Чем больше мы узнаем о телах, населяющих ее, тем станет яснее, как она образовалась и как будет развиваться дальше.

Другой аспект – исследовать, как эта сложная система астероидов развивается вокруг Солнца, чтобы понимать потенциальную возможность ударов большими телами по Земле.

Еще одно направление – это изучение внеземных полезных ископаемых. Сейчас их добыча еще не так актуальна, но надо знать, что и откуда можно взять.

– А какие значимые результаты исследований астероидов уже получены?

– Астероиды по сути дела стали изучать автоматическими станциями только в этом веке. Так американский аппарат NEAR Shoemaker в 2000-2002 годах исследовал астероид Эрос.

Если попробовать оценить значение исследований астероидов за прошедшие 20 лет, то я не могу сказать, что был какой-то научный прорыв. В вопросе изучения астероидов человечество находится на таком же этапе, как с Луной в 60-х годах прошлого века. Сейчас очень важно решить технологические проблемы – и видно, что с астероидами тут все довольно сложно. Все аппараты, которые пока летали к астероидам, получили важные научные результаты, но они ожидаемые. Вполне возможно, что нечто новое и неожиданное будет у американской станции OSIRIS-REx, взявшей образец грунта с астероида Бенну, и у японской Hayabusa-2, доставившей образец грунта с астероида Рюгу.

Но, на мой взгляд, если и везти грунт с астероида, то его надо добывать на глубине. Ведь вот эти граммы грунта, схваченные с поверхности, немногое дают для науки, потому что основной частью вещества, собранного с поверхности астероида, является результат переработки вещества астероида после многократных взаимодействий с высокоскоростными ударами микрометеоритов, которые в значительной степени трансформируют вещество астероида. Чтобы изучить непереработанное вещество астероида, технология взятия образца астероида должна включать устройство, позволяющее заглубиться под поверхность.

В этом смысле очень интересен спутник Марса Фобос, который, в общем-то, как астероид. У него есть и рыхлый реголит, и каменные участки, где, по-видимому, нет толстого слоя пыли. Фобос еще интересен тем, что на его поверхности могут оседать частицы, которые при очень большом ударе различных тел по Марсу выбрасываются в околомарсианское пространство.

– Раз речь зашла о Фобосе, то есть понимание его происхождения?

– Есть три возможных механизма его образования, но определенного ответа пока нет. Либо это тело откололось от Марса при столкновении с другим достаточно крупным телом, либо оно было захвачено гравитационным притяжением Марса, либо Фобос образовался около Марса из пылевого вещества вокруг этой планеты. Ярким примером таких пылевых образований у планет являются кольца у Сатурна. Кстати, пылевые кольца, по-видимому, есть у большинства планет, вполне возможно, даже у Земли.

– Проект "Бумеранг" по повторной попытке отправить станцию к Фобосу для забора грунта закрыт?

– Когда случилась трагедия с "Фобос-Грунтом" в 2011 году, то мы обращались в РАН и "Роскосмос" с просьбой повторить миссию, потому что это значительно дешевле, чем делать заново. Сейчас о повторении речи не идет, так как все, что было сделано, уже устарело. Все нужно делать заново.

По заказу ЦНИИмаш 2-2,5 года назад мы проводили исследовательскую работу, показавшую актуальность и высокую научную значимость миссии к Фобосу, но дальнейших шагов пока нет. А теперь уже и японцы собираются доставить образцы грунта с Фобоса…

Наша миссия к Фобосу еще важна тем, что она должна быть первым этапом в проекте доставки образцов вещества с Марса. В ходе нее будут отрабатываться все элементы экспедиции к Красной планете за исключением старта с ее поверхности.

– Возвращаясь к астероидам, не делятся ли зарубежные коллеги результатами своих исследований? Не обращались ли наши ученые к ним за грунтом с астероидов?

– Понимаете, в чем дело, делиться и тесно сотрудничать возможно только на паритетной основе, то есть мы должны предложить что-то взамен. В свое время такое сотрудничество было по Луне, а сейчас у нас подобного нет, хотя другие формы сотрудничества, конечно, есть.

– Какие астероиды могут нести угрозу Земле?

– Это так называемые аполлоны и атоны, которые пересекают орбиту Земли, соответственно, с внешней и внутренней стороны. Но вероятность того, что они могут столкнуться с Землей, очень мала. Особенно для больших тел, которые могут нанести нам значительный урон, потому что их сложно сдвинуть со своей орбиты. В результате многовековой эволюции все то, что могло столкнуться, уже в основном столкнулось. Остались только малые тела, которые могут изменить свою траекторию из-за гравитационного воздействия других тел. С ними столкнуться возможно, но они размерами меньше сотни метров – это некритично для Земли.

– А что можно сказать про набивший оскомину астероид Апофис?

– Он принадлежит к атонам, то есть его орбита находится внутри орбиты Земли, но с внутренней стороны пересекает орбиту нашей планеты. Судя по его текущей орбите, он не столкнется с Землей. Но это не исключает того, что его орбита изменится из-за гравитационных воздействий. Однако вероятность этого очень маленькая.

– В случае невозможности избежать столкновения, будет ли разумным как в американском фильме "Армагеддон" доставить на него заряд и взорвать?

– В 2012-2013 годах мы по заказу ЦНИИмаш проработали исследовательскую миссию автоматической станции к Апофису. Ведь перед тем, как защищаться, его надо изучить. Но пока дальнейшее развитие это предложение не получило.

Если говорить о способах, то, к примеру, доставка к астероиду ядерной бомбы очень опасна, так как при старте ракеты с Земли может возникнуть авария. Можно отправить к астероиду аппарат с двигателями малой тяги, которые в течение длительного времени смогут создать импульс, чтобы немножко сдвинуть его орбиту. Но это только для малых тел. Апофис же, размер которого более 300 метров, все-таки огромный.

Относительно Апофиса, либо иного крупного астероида, есть такие идеи, которые развивались в нашем институте, – по принципу игры в бильярд. При таком подходе, чтобы избежать столкновения с Землей, траектория огромного и тяжелого астероида может быть несколько изменена, если по нему стукнуть другим телом много меньшего размера, траекторию которого изменить легче, чем крупного тела.

Однако, в отличие от бильярдных шаров астероиды имеют нерегулярную форму, и подобная небесно-механическая задача не тривиальна. Поэтому надо изучать Апофис и другие потенциально опасные астероиды, чтобы быть готовыми к выбору методов и средств защиты Земли.