Николай Железнов: если падение астероида неизбежно, то лучше в океан
– Относиться надо не очень серьёзно, потому что, если бы действительно была какая-то реальная угроза, шума было бы намного больше. Объясню, как это происходит. Когда открывается новый объект, чтобы определить его орбиту, нужно как минимум три положения, три точки на небе. По ним мы получаем координаты, которые однозначно отображают орбиту. Но в природе ничего идеального нет. Из-за дефектов оптики и дрожания земной атмосферы вместо точек мы видим эти положения в виде пятнышек, то есть с некоторой ошибкой. Когда начинаем строить орбиту в будущее или в прошлое, мы получаем не точку, где будет находиться объект, а некоторую область, которая называется эллипсоидом вероятности или эллипсоидом ошибок. Зачастую, когда просчитывают орбиту на будущее, оказывается, что в эту область попадает Земля. И вот начинают об этом трубить – с вероятностью одна стотысячная через 100 лет Земля может столкнуться с этим астероидом. Потом, с увеличением числа наблюдений, орбиту определяют точнее. Ошибка в ноль никогда не уйдёт, но уменьшится, и окажется, что Земля уходит из этой зоны.
– Бывает, что первое время вероятность увеличивается, но потом все равно уходит в ноль. Например, один из опаснейших объектов — астероид Апофис, был открыт в декабре 2004 года, и по первому ряду наблюдений вероятность столкновения 13 апреля 2029 года возрастала и увеличилась до 3% почти. Не одна миллионная или тысячная, а 3%. Затем выяснилось, что в 2029 году он пролетит все-таки мимо Земли, но очень близко – на расстоянии 32 тысяч километров, примерно как летают геостационарные спутники. Он достаточно крупный – 300 метров, и будет виден как звезда третьей звездной величины, достаточно яркий. Он пролетит так близко, что даже ошибка в определении орбиты километр-два перед пролетом, может привести к ошибке в тысячи или даже миллионы километров после пролёта. Поэтому за ним надо наблюдать сейчас, потому что есть вероятность, слабенькая, конечно, что он входит в резонанс с движением Земли и будет каждые семь лет возвращаться. Раньше считалось, что в 2036 году он может столкнуться с Землей. Но последние данные показывают, что он пролетит гораздо дальше, где-то в миллионе километров.
– Очень серьезные, но к глобальной катастрофе это не приведет. Для того, чтобы случилась глобальная катастрофа, нужно тело от полутора километров в поперечнике. Но 300-метровые тела гарантированно долетают до поверхности Земли. Главная угроза – это кинетическая энергия, которая при столкновении мгновенно переходит в тепловую и приводит к взрыву. Челябинское тело, которое было 27-30 метров, взорвалось в атмосфере не долетев. Мощность взрыва была где-то 200 килотонн. А тут астероид в 10 раз больше, значит, он в тысячу раз тяжелее, так что мощность взрыва будет измеряться уже десятками мегатонн – достаточно, чтобы стереть какой-нибудь штат или область.
– Поднимется гигантское цунами, которое несколько раз обернется вокруг Земли. Волны будут достигать нескольких сотен метров, может, до километра. Они просто смоют всю береговую линию.
– Есть понятие астероиды, сближающиеся с Землей (АСЗ). Это те, у которых перигелийное расстояние, то есть ближайшая к Солнцу точка орбиты, меньше 1,3 астрономической единицы (расстояния от Земли до Солнца). Их сейчас порядка 32 тысяч обнаружено. Орбиты самых опасных объектов типа Атиры лежат целиком внутри орбиты Земли. Их открыто 32 объекта. Они движутся со стороны Солнца, поэтому их очень трудно обнаружить. Либо только на закате, либо на рассвете. Кроме того, есть еще такой класс объектов как потенциально опасные объекты. К ним относятся те, которые хотя бы один раз либо сближались, либо будут сближаться с Земной орбитой на расстояние меньше, чем 7,5 миллиона километров. Таких астероидов обнаружено уже порядка 10 тысяч.
Еще выделяется класс – объекты крупнее одного километра. Это важная психологическая величина, потому что столкновение с телом больше полутора километров приводит к глобальной катастрофе.
На сегодняшний день практически все километровые тела обнаружены. Скорость открытия не то, что снизилась до нуля, а даже стала отрицательной. Дело в том, что мы видим астероид как точечный объект и только по блеску можем оценить его размеры. А блеск пропорционален произведению альбедо (отражательной способности) на видимую площадь объекта. Когда альбедо по мере уточнения оказывается ярче, чем предполагалось, размеры астероида «уменьшаются». Таких километровых тел сейчас известно около 880. Потенциально опасных астероидов крупнее километра на сегодняшний день открыто 156. Они все угрозу Земле не несут, они просто проходят мимо Земли. Но это не означает, что мы можем жить спокойно. Во-первых, еще идет открытие астероидов крупнее 140 метров. Почему именно эта цифра? Потому что они гарантированно долетают до Земли, оставляют кратер. Сейчас задача обнаружить эти тела, их еще много не обнаружено.
– Это я не могу сказать. Но я думаю, что в лучшем случае половину мы обнаружили.
– Скорость обнаружения опасных объектов резко увеличилась в начале нулевых, потому что появились программы автоматического мониторинга неба, выделены телескопы именно с одной целью: поиск опасных объектов. Задается программа, какие участки неба сканировать. Телескоп сам их сканирует, обрабатывает, то есть идёт идентификация увиденных объектов, если какой-то новый, то в течение двух ночей строится орбита и он пополняет предварительный каталог астероидов. Есть две действующие программы — Catalina Sky Survey и Pan-STARRS. Обе они американские. И еще небольшой процент открытий приходится на все остальные программы. У нас такой национальной программы нет.
– Хоть из существующих астероидов самые опасные выбраны и открыты, но группировка АСЗ пополняется. Новые тела прилетают из главного пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера. В любой момент можно ожидать новых гостей, которые могут направиться прямиком в Землю, поэтому наблюдать надо. Современные технологии позволяют разработать систему предотвращения столкновения с астероидом. Наиболее эффективное средство – это отклонение от опасной траектории. Уже даже опыты проводились такие — ударяли болванкой и смотрели, как изменяется орбита. Если астероид буквально чуть-чуть подтолкнуть, он проходит мимо Земли. Но для реализации этого метода нужна политическая воля стран всего мира, потому что это очень дорогая и наукоёмкая процедура.
Что касается национального уровня. У нас плохой астроклимат, очень дождливая страна. Поэтому либо нам надо строить станции где-то в других государствах, либо создавать группировку телескопов на орбите, чтобы можно покрыть большую часть секторов неба.
Если обнаруживается опасный объект, моментально в автоматическом режиме можно просчитать его траекторию, определить область, где он может упасть. Если это происходит на территории России, то автоматически оповещается МЧС и можно организовать успеть эвакуацию населения.
– Челябинское тело не было метеоритом. В космосе, в безвоздушном пространстве движутся астероиды и метеороиды, причем специалисты до сих пор спорят, где у них проходит граница. Я сторонник того, чтобы границей был размер 30 метров. В общем, метеороид – это просто маленький астероид. Когда это тело подлетает к земной атмосфере и с огромной скоростью в нее входит, идет трение о молекулы воздуха, температура повышается, тело начинает плавиться, светиться, оставляет след в атмосфере, это явление называется болидом. То, что видели над Челябинском в 2013 году, это был болид. А вот когда что-то выпадает на Землю, и мы потом ходим это собираем твердое вещество, вот эти камешки, тогда уже называется метеорит. Челябинский болид, конечно, было невозможно обнаружить, потому что он шёл со стороны Солнца. Такие события происходят два-три, может четыре раза за столетие. Но это не означает, что у нас есть еще 30 лет в запасе, это может быть и завтра, может быть и через 150 лет.
– Это называется третий этап – ужасный сценарий, когда астероид обнаружен на этапе его входа в атмосферу. Вряд ли до этого дойдет, потому что все-таки идет наблюдение за небом. Но если он всё же вдруг «выскочил» и летит, то сейчас, на данном этапе, мы ничего не сможем сделать. Отклонить такой объект мы не успеем, и надо будет запускать ракету с ядерной боеголовкой и разрушать его. Уж лучше упадёт рой мелких обломков, чем одно крупное тело. Половина мелких обломков может сгореть в атмосфере, а другая – нашлёпать кратеров, но атмосфера Земли сохранится. Технологии позволяют запустить ракету хоть через полчаса, если бы она была готова. Но для этого их готовыми надо держать и тренироваться стрелять по астероидам.
– Шестьдесят пять миллионов лет назад Земля столкнулась в 10-километровым телом. При таких столкновениях в атмосферу будет выброшено огромное количество вещества земного – сера, пыль, все это поднимется в стратосферу, ветра разгонят это по всей Земле, и она будет покрыта пылевым одеялом, сквозь которое не смогут проникать солнечные лучи. Земля будет получать намного меньше солнечной энергии и температура на поверхности упадёт, на несколько десятков лет воцарится так называемая ядерная зима. Таким образом и погибли динозавры, потому что они не смогли адаптироваться к изменениям климата, а вот мелкие животные смогли, попрятавшись в норы.
Среди АСЗ таких крупных астероидов нет. Механизм пополнения группировки астероидов устроен так, что из главного пояса астероидов могут быть вытолкнуты только тела до нескольких километров. Поэтому такого столкновения, чтобы Земля раскололась, точно не будет. Тела размером порядка 10 километров прилетают раз в 100 миллионов лет в среднем. Это не значит, что у нас 35 миллионов лет впереди. Это может произойти через 10 лет, а может через еще 100 миллионов.
Так что я думаю, что, мы скорее сами себя уничтожим. Но и такая вероятность существует. Помимо астероидов есть и кометы, они несут даже более страшный эффект, потому что могут идти навстречу Земле с относительной скоростью не 10-15 километров в секунду, а 70.
Вероятность мизерная, буквально миллионные доли процента, но она всё-таки ненулевая. Мы постоянно наблюдаем кометы. Есть короткопериодические кометы, наподобие кометы Галлея, их известно 232 штуки. А есть долгопериодические, они прилетают из облака Оорта, это кометная область где-то на периферии между Солнцем и другими звёздами. У них период – десятки тысяч лет.
– Если столкновение неизбежно, то лучше, конечно, если это тело все-таки упадет в океан. Пусть поднимется гигантское цунами несколько километров высотой, пусть смоет всю полностью, всю Землю обмоет, кроме, может быть, самых высоких гор. Главное, чтобы уцелела атмосфера. Тогда, если хоть часть людей выживет в пещерах, они в принципе смогут восстановить частично ландшафт, семенами, может, часть животных спасут, все-таки в какой-то мере биоту сохранят, чтобы хватило на проживание той группе населения, которая останется. Но если астероид столкнется с сушей, и поднимется пыль, то и атмосфера будет испорчена. Непонятно, как выживать. Потребуется в пещерах сидеть десятилетиями, пока сменится поколение людей, живого практически не останется на Земле, как это всё потом восстанавливать? Цивилизация будет практически гарантированно обречена на гибель.
– Все эти тела рассматриваются под микроскопом, вроде бы даже где-то какие-то окаменелости микроорганизмов находили. Хотя, это всё можно оспорить. Более того, на многих обломках метеоритов обнаруживались «кирпичики» биологической жизни — аминокислоты. По крайней мере, сложные молекулярные соединения, вполне вероятно, смогут существовать. То есть даже если не сама жизнь, то «кирпичики» этой жизни могут быть принесены. Одна из гипотез происхождения жизни на Земле как раз подразумевает, что вода была занесена на Землю кометами. А кометы – это, по сути, большой «снежок», в них очень много подобных кирпичиков содержится. Из этих кирпичиков и стали формироваться первые прокариоты, то есть вирусы и так далее, коацерватные капли, как их ещё называли.
– Конечно, ничего отрицать нельзя. Но пока 100%-процентного подтверждения того, что какая-то хотя бы одноклеточная жизнь была занесена с помощью астероидов, нет.
– Они могут находиться, например, внутри тела, которое потом при падении на Землю, расколется. Вероятность мизерная, но если есть теоретическая возможность, отрицать ее нельзя.
– Мы будем участвовать в этой программе, потому что у нашего института есть богатый опыт, теории и программные системы разработаны для вычислений. Мы можем определять орбиту, улучшать орбиту астероида, вычислять вероятность столкновения. У нас есть опыт радиолокации пролетавших АСЗ. Однако какой участок работы нам поручат, мы пока не знаем.
– Вся Солнечная система произошла из протопланетного облака вокруг Солнца. Изначально было больше, чем восемь планет, есть версии, что их могло быть порядка 20. Их орбиты были неустойчивые, происходили столкновения. Земля тоже столкнулась с планетой наподобие Марса, она называлась Тея. Столкновение было касательное. Если бы было лобовое, то Земля бы тоже разлетелась на мелкие кусочки. Тея полностью рассыпалась и из пояса обломков вокруг Земли сформировалась Луна. Поэтому очень много схожего у лунных пород и земных. Сейчас Солнечная система устойчивая, и планеты могут двигаться миллиарды лет без существенных изменений их орбит.
– Ничего хорошего. На первом этапе, конечно, полетят обломки на Землю. Будет метеоритный дождь, что-то долетит до Земли и будет оставлять на ее поверхности кратеры, будет неприятно. Во-вторых, ось Земли держит Луна. Естественно, Земля достаточно сложным образом вращается, но это все стабильный процесс, который Луна поддерживает своей гравитацией. Если бы не было Луны, ось Земли могла бы непредсказуемым образом поворачиваться, становиться на бок, как у Урана, а через полмиллиона лет возвращаться обратно, это бы создало большую нестабильность на Земле. Жизнь бы осталась в одноклеточном виде. Но в стабильных условиях жизнь за миллиарды лет смогла эволюционировала. Кроем того, жизнь многих животных повязана на фазы Луны, с которыми связаны, например, приливы и отливы.
– Конечно. Там две большие глупости. Когда два тела сближаются, они никогда не смогут образовать двойную систему. Просто по закону сохранения энергии. Когда тела движутся из бесконечности, у них гиперболическая скорость относительная. И для того, чтобы она стала эллиптической, то есть они начали двигаться вокруг общего центра масс, какое-то из тел или оба тела должны потерять часть орбитального движения. Для этого обычно вводится третье тело, которое может принять на себя излишки энергии.
Вторая чушь – просто таких планет нет. И им неоткуда взяться. Это в первые сотни миллионов лет после появления Солнечной системы такие столкновения происходили, когда «лишних» планет было много. На Марсе тоже была атмосфера, была вода жидкая. Скорее всего, он столкнулся с каким-то крупным астероидом, для него это легко, поскольку он находится близко к главному поясу астероидов. Мощный удар просто сдул всю атмосферу в космос, а если нет атмосферы, то и вода испаряется.
– Это неизвестно до сих пор, идут споры. Но официальная наука, большинство ученых склоняются к тому, что это был обломок кометы. Когда было сближение Земли с кометой Энке в то время, от нее, скорее всего, откололся какой-то обломок и отправился прямиком на Землю. А что такое комета? Это грязный снежок, это просто лед, в который вморожены пыль и газы. Вот этот снежок ворвался в атмосферу Земли, раскалился и расплавился, в результате в виде взрыва распался. Бух! И все. Эта ударная волна сделала вывал леса, а вся вода испарилась, поэтому никакого кратера не осталось. А откуда взяться кратеру, если не было твёрдого тела? А взрыв был порядка 10 мегатонн.
