Каменный гость. Может ли человечество погибнуть из-за удара астероида

Говорят, что беда никогда не приходит одна. Вот и астероидный удар повлечет несколько разрушительных эффектов. Один из потенциально опасных объектов пройдет между Землей и Луной 1 сентября этого года. На днях NASA внесло объект диаметром в 49 метров на второе место в списке потенциально опасных объектов 2020 года, если сортировать его по минимально возможному расстоянию пролета. На первом месте находится куда меньший объект диаметром 2-4 метра.

Помимо образования воронки и выброса породы удар крупного астероида будет сопровождаться мощным тепловым излучением, ударной, сейсмической и воздушной волнами, а если удар придется на воду, то вызовет цунами. В общей сложности — семь эффектов, один смертоноснее другого.

Не так давно группа ученых из университета Саутгемптона (Великобритания) выяснила, какой из них унес бы наибольшее число жизней в случае космической катастрофы. Для этого они построили ряд компьютерных симуляций, в которых "бомбардировали" Землю 50 тыс. виртуальных астероидов. Оказалось, что удар вкупе с выбросом осколков и сейсмической активностью не так страшен. В симуляциях на эти три эффекта пришлось около 3% погибших.

Самые губительные спутники астероидного удара — ударная и ветряная волны, способные разрывать внутренние органы и сметать с земли людей и тяжелые объекты. В сценариях исследователей из Саутгемптона порядка 60% жертв погибли именно из-за них.

Цунами тоже продемонстрировали колоссальную губительную силу, но с некоторыми оговорками. С одной стороны, львиная доля нашей планеты покрыта водой, а значит, вероятнее, что астероидный удар придется по ней, а не по суше. Кроме того, разрушительные волны могут проходить сотни километров, прежде чем обрушиться на прибрежную линию. Британские ученые отметили, что цунами наиболее смертоносны в том случае, если удар происходит неподалеку от побережья. Если же он случается вдали, то сила волны успевает в значительной мере снизиться. В целом цунами стали причиной 20% смертей в симуляциях британцев.

Губительный потенциал астероидов зависит не только от того, где они упадут, но и от ряда других факторов, таких как плотность небесного тела, его скорость, угол удара и размер. Исследователи из Университета Саутгемптона рассматривали объекты не более чем 400 м в диаметре. Даже втрое меньший астероид — диаметром 130 метров — способен уничтожить целую европейскую страну, а у более крупных хватит сил, чтобы вызвать последствия для всей планеты. Например, они могут засорить атмосферу настолько, что Земля станет получать меньше солнечного света, и это спровоцирует глобальное похолодание и последующую гибель многочисленных растительных и животных видов.

Такой эффект оказал астероид, уничтоживший динозавров более 60 млн лет назад. Но это был идеальный убийца во многих отношениях. Мало того, что он ударил по месту, богатому залежами серы, да еще и под углом, способствующим наиболее эффективному выбросу материала (примерно 60 градусов), он сам по себе был огромен. По оценкам NASA, чтобы астероид начал оказывать глобальные эффекты, его диаметр должен быть более 1 км. "Убийца динозавров" насчитывал 10–15 км. Однако события, подобные его попаданию в Землю, крайне редки.

Близко к нулю

Несколько лет назад шведские и британские исследователи оценили вероятность того, что в ближайшие 100 лет произойдет глобальная катастрофа, которая положит конец человеческой цивилизации, а возможно, и самому существованию людей. Они проанализировали 12 сценариев апокалипсиса, среди которых было и падение астероида, но его шансы оказались крайне невелики — всего 0,00013%. У пандемии, ядерной войны и глобального потепления куда больше шансов поставить точку в нашей истории.

Клеменс Румпф, возглавлявший команду исследователей из университета Саутгемптона, утверждает, что падение крупных астероидов на Землю —о чень редкое событие. По его оценкам, объекты диаметром 400 м могут падать на планету примерно раз в 100 тыс. лет. Впрочем, даже очень низкие шансы подобного события — это все равно больше, чем полное отсутствие шансов. Так что ученые, наблюдающие за астероидами, предпочитают оценивать вероятности, заранее формируя представление об опасности того или иного объекта.

Для оценки используются две шкалы: палермская и туринская. Первая — рабочий инструмент специалистов, наблюдающих за небесными телами, а вторая нужна для того, чтобы доносить информацию об астероидной угрозе до широкой общественности. Туринская шкала имеет привычную систему оценки —от 0 до 10 баллов. Десятка присваивается объектам, столкновение с которыми "неизбежно и сопряжено с климатической катастрофой глобального масштаба, угрожающей будущему цивилизации". В 0 баллов оцениваются небесные тела, которые настолько малы, что им суждено сгорать в атмосфере Земли, если они, конечно, до нее доберутся, а такая вероятность близка к нулю. На сегодня в базе данных Центра исследований околоземных объектов (CNEOS) NASA, который занимается наблюдением и оценкой угроз со стороны различных небесных тел, нет ни одного объекта с оценкой больше 0 баллов по туринской шкале.

У астероидов, известных специалистам CNEOS, небольшие шансы попасть на Землю. Самая высокая вероятность — у объекта под названием 2010 RF12, который приблизится к Земле в 2050 году. Она составляет лишь 4,7%. При этом он обладает достаточно скромными размерами (диаметр — 15-34 м), чтобы причинить угрожать целой стране или всей цивилизации.

Тем не менее, хотя астрономы постоянно наносят на карту звездного неба новые астероиды, орбита которых пролегает близко от Земли, на ней все еще хватает белых пятен. Например, в начале июня взгляды ученых были прикованы к астероиду 2002 NN4. Его диаметр, достигающий 700 метров, вызвал живой интерес. Было хорошо известно, что этот объект не представляет угрозы и пройдет мимо нашей планеты на расстоянии примерно в 13 раз большем, чем от Земли до Луны. Именно это он и сделал 6 июня, а на следующий день астрономы заметили другой астероид, 2020 LD, который успел накануне прошмыгнуть мимо нас незамеченным. Несмотря на внушительный диаметр примерно в 120 м, он был в разы меньше 2002 NN4, но и пролетел гораздо ближе — дистанция составила 80% расстояния до Луны. А обнаружили его только через два дня после этого.

Словом, хоть современные данные и говорят о том, что астероидная угроза невелика, план на случай, если это изменится, лишним не будет. Подобные планы существуют, разрабатывают их не только голливудские сценаристы, а оценку готовности человечества к их внедрению оценивают как крайне низкую.

"Разобщенный, непоследовательный и неуверенный ответ на угрозу столкновения это рецепт для задержек и бездействия, из-за которых мы можем потерпеть неудачу", — рассказал изданию Space.com бывший космонавт NASA Томас Джонс. По мнению ученого, возглавляющему коммитет потенциально опасных объектов в Ассоциации исследования космоса, опыт борьбы с коронавирусом показывает, сколько вреда может принести отсутствие адекватного сотрудничества на международном уровне.

Доктрина обороны

Важно

Между льдом и пламенем. Смогут ли люди жить на экзопланете без закатов и рассветов

Так, несколько лет назад свой замысел представили специалисты Планетарного общества — американской некоммерческой организации, специализирующейся на космических исследованиях и популяризации науки. Их план обороны Земли от астероидной угрозы включал пять пунктов: поиск, слежение, определение характеристик, отражение, а также координация и проведение образовательных работ.

Само собой, чтобы отразить угрозу, сначала нужно ее обнаружить, но этого недостаточно. Как отмечают в Планетарном обществе, после открытия астероид может потеряться, и если ученые не успеют составить представление о его орбите, то могут его больше и не найти. Поэтому за обнаруженными объектами требуется наблюдение.

Теория защиты. Чтобы отразить астероид, нам потребуются таран, тягач или ядерное оружие

Изучение характеристик, таких как угловая скорость вращения или состав, позволит эффективнее справиться с отражением астероида, если такая необходимость возникнет. Но что толку знать врага, если не иметь оружия против него? Это подводит к четвертому пункту плана: отражение. На сегодня существует несколько теорий, как отбить астероидный удар.

Одна из них предполагает использование гравитационного тягача — космического аппарата, который мог бы приблизиться к астероиду и в течение долгих лет лететь рядом, постепенно сбивая его с курса собственной силой притяжения. Согласно другой, опасный объект можно отразить при помощи кинетического импактора, или, проще говоря, тарана. По этой задумке, один или несколько высокоскоростных космических аппаратов должны врезаться в астероид, чем изменить его траекторию.

Наконец, остается обласканный Голливудом сценарий ядерного удара. Это действительно рабочий вариант, хотя механизм его исполнения не подразумевает отправку в космос группы бурильщиков с ядерной бомбой и Брюсом Уиллисом во главе. Суть даже не в том, чтобы разрушить астероид, тем более что, по данным компьютерных симуляций, он может и не разлететься. Как и в прошлых двух случаях, идея заключается в том, чтобы сбить объект с опасного пути, но на сей раз устроив взрыв в непосредственной близости к нему.

Однако благополучное исполнение любого из этих сценариев будет возможно лишь при координированных усилиях разных стран. А значит, "международное образование на тему астероидной угрозы необходимо на всех уровнях, начиная от правительств и экстренных служб и заканчивая общественностью", подчеркивают в Планетарном обществе.

Скорее к счастью, чем к сожалению, отработать весь план на практике пока не удавалось. Но отдельные его пункты уже выполняются или готовятся к выполнению.

Гипотетический апокалипсис

Например, раз в два года Международная академия астронавтики проводит конференцию по планетарной защите. По сути, это крупный тренинг, в ходе которого не только инженеры и астрономы, но и представители экстренных служб, и юристы получают возможность предотвратить космический апокалипсис. Перед участниками ставится гипотетическая задача на тему: "К Земле движется астероид", после чего они придумывают, как спасти планету или приготовиться к последствиям.

Прошлогоднее задание гласило, что ученые обнаружили потенциально опасный объект диаметром до 300 м за восемь лет до его прибытия к планете. Сперва шансы столкновения были невелики, но в течение месяцев выросли до 100%. Благодаря вложению $2 млрд и координированным действиям космических агентств США, Европы, России, Китая и Японии удалось построить несколько кинетических импакторов. Аппараты успешно сбили астероид с курса, но от него откололся осколок, который в итоге разрушил Нью-Йорк.

Такие задачи позволяют специалистам пройти всю череду принятия решений, спрогнозировать реакцию властей и общественности и изложить свой сценарий развития ситуации, если это когда-нибудь произойдет в реальности. А поскольку в жертвы астероидам выбираются самые прославленные мегаполисы, такие гипотетические упражнения неизменно привлекают внимание СМИ.

Впрочем, современная борьба с астероидными угрозами не сводится исключительно к тренировкам и образованию. Ученые активно наблюдают за потенциально опасными объектами. Только упомянутый CNEOS за последние годы узнал более чем о 22 тыс. астероидов, орбита которых пролегает в непосредственной близости к Земле.

Но за такими объектами наблюдает отнюдь не одно NASA. В 2013-м ООН инициировала создание Международной сети предупреждения об астероидах (IAWN). Эта организация объединяет научные и технические ресурсы 15 стран с целью открывать, следить и определять характеристики потенциально опасных околоземных объектов.

Важно

Наперегонки с Маском. Пять главных соперников SpaceX в освоении космоса

Так что самым большим пробелом в планетарной обороне на сегодня остается собственно противодействие астероидам. В данном случае одной теории маловато, поэтому в ближайшем будущем американское и европейское космические агентства перейдут к практике. Они испытают технологию кинетического импактора. По плану в следующем году NASA отправит космический аппарат к астероиду Дидим, а точнее, к его менее крупному спутнику, называемому Дидимун. Аппарат врежется в небесное тело на скорости 6,6 км/с, после чего астрономы проследят за изменениями его орбиты при помощи наземных телескопов. Столкновение намечено на 2022 год, а еще через четыре года астероид проведает европейский космический аппарат. Он соберет данные о кратере и самом объекте, при помощи которых можно будет усовершенствовать технологии отклонения опасных космических объектов.