Угрозы из космоса: погибнет ли человечество от столкновения с астероидом

Астероиды

Опубликовано 23.09.2011 23:57

Что такое астероиды?

Астероидом называют большой кусок камня, льда или металла, находящийся в космическом пространстве. Астероиды бывают очень разными. Некоторые могут быть размером с целый город, но бывают и крошечные астероиды размером с обычную песчинку или маленький камешек из песочницы.

Из-за своих относительно малых размеров астероиды не могут превратиться в более-менее правильные сферы, как это произошло с планетами, поэтому форма астероидов часто вытянутая, с неровностями и впадинами на поверхности.

Астрономам удобнее всего классифицировать астероиды по их местоположению в космосе и их способности отражать свет. Это довольно просто, ведь сами астероиды не светятся как звёзды, а могут только отражать свет Солнца, подобно остальным планетам нашей Солнечной системы.

Где находятся астероиды?

В нашей Солнечной системе можно найти очень много астероидов. Они вращаются вокруг Солнца, как и остальные планеты, только их орбиты могут быть более вытянутыми и сильнее отличаться от круговых. Астероиды могут двигаться и вокруг планет.

Например, знаменитые кольца Сатурна состоят из астероидов, вращающихся вокруг этой планеты подобно тому, как Луна вращается вокруг Земли. Кроме того, в Солнечной системе существует несколько мест большого скопления астероидов. Эти места называют поясами астероидов.

Один из них – «главный пояс» – находится между Марсом и Юпитером, второй – за орбитой Нептуна. Астероиды в главном поясе разнятся по своему составу. Те, что поближе к Солнцу, состоят в основном из металлов, а те, что дальше, сделаны из камня. Пояс астероидов находящийся за орбитой Нептуна, называют поясом Койпера.

Откуда взялся главный пояс астероидов?

Астероиды – это материал, из которого создавались планеты Солнечной системы.

Астрономы считают, что в пространстве между Марсом и Юпитером было достаточно такого материала для формирования ещё одной маленькой планеты, но сильное гравитационное поле соседних планет не позволило астероидам соединиться вместе.

Некоторые ученые предполагают, что на месте пояса астероидов когда-то была совсем небольшая планета, но она была разрушена из-за столкновений с другими астероидами или разорвана притяжением Солнца с одной стороны и Юпитера с другой.

Много ли больших астероидов?

Больших астероидов насчитывается всего 26. А самыми большими считаются Церера, получившая недавно за свои размеры звание карликовой планеты, затем Паллада и Веста. Размеры их таковы, что если бы на Палладе было метро, то от одного конца астероида до другого нужно было бы ехать всю ночь без остановок.

Что будет, если сложить все астероиды вместе?

Сравнительные размеры астероида Веста, карликовой планеты Церера и Луны.

Некоторые астероиды

Ида и Дактиль

Астероид Ида находится в главном поясе астероидов между Марсом и Сатурном. Этот небольшой астероид размером «всего лишь» с город Санкт-Петербург интересен тем, что имеет свой собственный спутник – Дактиль.

Веста

До того, как Церера была признана карликовой планетой, по размеру Веста считалась третьим астероидом после неё и Паллады, а по массе была второй, уступая только Церере. Это также самый яркий астероид из всех и единственный, который можно без усилий наблюдать невооружённым взглядом.

Клеопатра

Клеопатра — сравнительно крупный астероид, имеющий форму гантели. Считается, что раньше это были два разных астероида, которые однажды столкнулись, слиплись, да так и остались летать, соединённые навсегда.

https://youtube.com/watch?v=aSC8SPu93zI

В феврале 2011 года в русскоязычных СМИ, со ссылкой на неких «бразильских астрономов», появилась шутка о том, что Клеопатра изменила орбиту и движется к Земле. Источник и цель появления этой выдумки неизвестны.

Дорогие друзья! Если вам понравился этот рассказ, и вы хотите быть в курсе новых публикаций о космонавтике и астрономии для детей, то подписывайтесь на новости наших сообществ

в контакте,

Фейсбуке,

или живом журнале.

Специально для вас в этих группах мы будем выкладывать последние записи в нашем блоге.

Список самых больших астероидов

1 Церера

Джузеппе Пиацци обнаружил Цереру в 1801 году, но поначалу её посчитали восьмой планетой. Тогда не были обнаружены Нептун и Плутон. Это первый найденный астероид. Церера до сих пор остаётся самым большим астероидом на сегодняшний день с его полярным диаметром в 909 км. Это единственный астероид, считающийся карликовой планетой, хотя очень и очень маленькой. Её форма предполагает, что её развитый рельеф похож на земной. Церера, возможно, имеет большие запасы водяного льда под корой, потому что её плотность довольно низкая.

Вполне возможно, что Церера может иметь больше воды, чем все запасы пресной воды на Земле. Церера содержит в себе почти треть массы всего Пояса астероидов. Планетарные астрономы в целом считают, что Церера эволюционировала как протопланета в первые дни формирования Солнечной системы, но перестала сливаться с другими протопланетами, как это сделала Земля. Её орбита вокруг Солнца равна примерно 2.5468 астрономическим единицам. Ей понадобиться 4,6 года, чтобы сделать полный оборот вокруг Солнца.

4 Веста

Весту открыли после Цереры в 1807 году. Она является вторым по величине и вторым по весу астероидом. Её тело имеет удлинённую форму: 580 км на 460 км. Масса составляет около 9% от общей массы астероидов главного Пояса. В последние миллиарды лет Веста потерпела катастрофические столкновения. Они оставили кратер на её южном полюсе, размер которого примерно имеет 460 км в поперечнике. Было выброшено около 1% всей ее массы в пространстве. Остальные фрагменты, которых в общей сложности насчитывают около 235 штук, вместе с самой Вестой образуют группу астероидов Веста. Некоторые фрагменты считаются источником метеоритов. Многие из них нашли свой путь к Земле. Её эксцентричная орбита находится на расстоянии от 2.151 до 2.572 астрономических единиц от Солнца. Ей потребуется 3,63 лет для полного оборота вокруг Солнца.

2 Паллада

Паллада была обнаружена в 1802 году. Её диаметр, который варьируется от 580 до 500 км (средний 544 км), и делает её сравнимым по размерам с Вестой, но Паллада существенно легче — около 7% от всей массы астероидов. Её эксцентричная орбита вокруг Солнца колеблется от 2.132 до 3.412 астрономических единиц. Объект существенно отклонён от плоскости главного Пояса астероидов почти на 35°.

10 Гигея

Гигею обнаружили в 1849 году. Она является четвертой по величине среди астероидов, её тело также имеет удлиненную форму: 530 х 407 х 370 км (в среднем 431 км). Орбита расположена на расстоянии от 2,77 до 3.507 астрономических единиц. Гигея совершает полный оборот вокруг Солнца каждые 5,56 лет. Это самый большой астероид в семье Гигея, так как составляет 90% от всей семейной массы.

704 Интерамния

Интерамния размером примерно 350,3 на 303,6 км со средним диаметром 326 км. Она составляет примерно 1,2% общей массы астероидов в главное Поясе. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 2.601 до 3.522 астрономических единиц. Полный оборот вокруг Солнца Интерамния совершает каждые 5,36 лет.

511 Давида

Давида представляет собой удлиненный астероид размером 357 х 294 х 231 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 2,58 до 3.754 астрономических единиц. Полный оборот вокруг Солнца 511 Давида совершает за 5,64 года. Считается, что существует массивный кратер на её поверхности, размер которого составляет около 150 км в диаметре.

87 Сильвия

Сильвия имеет очень низкую плотность и удлинённую форму примерно 384 х 262 х 232 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 3.213 до 3.768 астрономических единиц. На полный оборот вокруг Солнца 87 Сильвии требуется около 6,52 лет. Астероид имеет два маленьких спутника, называемых Ромул и Рем. Ромул имеет около 18 км в диаметре и находится на расстоянии 1356 км от астероида, полный оборот совершает каждые 87.59 часы. Ремус имеет 7 км в диаметре и находится на расстоянии 706 км, полный оборот вокруг астероида совершает за 33.09 часа.

65 Кибела

Астероид Кибела имеет размер около 302 х 290 х 232 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 3.073 до 3.794 астрономических единиц.  Полной оборот вокруг Солнца 65 Кибелы совершает каждые 6,36 года.

15 Эвномия

Эвномия представляет собой удлиненный астероид размером около 357 х 255 х 212 км. Её орбита умеренно эксцентрична и колеблется от 2.149 до 33.138 астрономических единиц. Полный оборот вокруг Солнца Эвномии  совершает каждые 4,3 года.

Типы астероидов

• Троянские астероиды;
• Кентавры;
• Околоземные астероиды;

Факты

• Интересные факты об астероидах;
• Классы астероидов;
• Орбита астероидов;
• Чем отличается астероид от кометы;
• Самые большие астероиды;
• Самый большой астероид в Солнечной системе;
• Астероид Апофис;
• Кратеры на Земле;
• Астероид, убивший динозавров;

Открытие и исследования Весты

Впервые Весту открыл в 1807 году Генрих Ольберс, немецкий астроном. До этого он открыл Цереру и Палладу – другие крупнейшие астероиды. Имя Весте дал Карл Гаусс, с разрешения Ольберса.

Также этот учёный открыл несколько комет и первым выдвинул версию, что астероиды произошли из-за разрушения некой планеты – Фаэтона. В честь Ольберса назван кратер на Луне и астероид Ольберсия.

Конечно, из-за большого удаления и небольшого размера изучать астероиды с Земли практически невозможно. Даже самые мощные современные телескопы мало что могут, поэтому здесь вся надежда на автоматические зонды.

Специально для исследования Весты в 2007 году NASA запустила зонд «Dawn». 3 мая 2011 года он сделал первый снимок астероида с расстояния 1.2 миллиона километров, а 16 июля вышел на орбиту около него.

Зонд прислал множество снимков Весты и много полезной информации. Так, по гравитационному воздействию учёные смогли точно рассчитать массу крупнейшего астероида. Был определён период вращения и многое другое.

Зонд проработал на орбите Весты до 5 сентября 2012 года, то есть пробыл там больше года. После этого он отправился к другому астероиду – Церере, с помощью ионных двигателей.

Падающий астероид[править]

Чаще всего астероид оказывается на нестабильной орбите и летит прямо на Землю. В реальности такое бывает, но очень редко (последнее крупное столкновение, по мнению школоло — конец мезозоя (Попигайское, Чесапикское, Хафтонское, Монтаньесское импактные события? Не, не слышали… ). В фантастических произведениях же — сплошь и рядом. Если астероид летит на Землю — значит, близится апокалипсис, который могут остановить только герои; какие бы то ни было попытки правительства остановить его обречены на неудачу, если только сами герои не работают на правительство. Методы остановки или уничтожения астероида разнятся; в более-менее твердой НФ его могут взорвать ядерными бомбами, в технофэнтези (например, Final Fantasy VII) для остановки астероида служит древняя белая магия. В отдельных произведениях астероиды могут кидать в планеты сами герои и злодеи — либо в военных целях, либо в мирных (так, в GURPS Terradyne для терраформирования Марса использовался сброшенный на него ледяной астероид).

Какие астероиды угрожают Земле?

Сейчас есть несколько астероидов, наблюдения за которыми позволяют сделать вывод, что их орбиты находятся в опасной близости от Земли. Среди них:

• 29075 (1950 DA)

  Небольшой околоземный астероид из группы Аполлонов 29075 (1950 DA) примечателен в первую очередь тем, что оценивается как наиболее опасный для Земли. Максимальное сближение астероида с Землей ожидается в 2032 году, а возможное столкновение — 16 марта 2880-го. В этом случае человеческую цивилизацию ждет катастрофа, в частности, гибель большей части биосферы.

• 101955 Bennu (1999 RQ36)

  Бенну — второй из самых опасных для нашей планеты астероидов. Дата возможного падения колеблется в пределах 2175-го и 2199 года, за этот период он 78 раз подойдет к Земле на близкое расстояние. Период обращения вокруг Солнца — примерно 1,2 года.

• 410777 (2009 FD)

  Третью строчку в таблице самых опасных астероидов занимает 2009 FD. Это двойной астероид, который представляет собой систему из двух связанных друг с другом гравитацией небесных объектов. Первый объект диаметром в 120–180 метров, а второй — 60–120 метров. Масса 2009 FD — около 3,2 млн тонн.

• 99942 Apophis (2004 MN4)

  Несмотря на то, что НАСА исключило возможность столкновения «Апофиса» с Землей в 2036 году, европейский сервис NEODyS, который спонсируется ЕКА, не спешит вычеркивать его из своего списка опасных астероидов. Как и у трех вышеописанных объектов, у него есть статус «особый». Это значит, что нежелательная встреча с Землей, по мнению европейских исследователей, все же не исключена. Сроки сближения с планетой варьируется от 2029 до 2036 года. Такой астероид, как, например, Апофис, шириной 370 м система Pulverize It может «обработать за 10 дней до столкновения с Землей». Существующие ракетные технологии, такие как ракета-носитель Falcon 9 компании SpaceX, могут легко развернуть взрывные стержни в районе вокруг такого объекта.

Происхождение пояса астероидов

Художественное представление протопланетного диска вокруг звезды

В отличие от древних сказок, в научном сообществе принято считать, что пояс астероидов – это отнюдь не обломки взорвавшейся планеты, а скопление протопланетного вещества. Такая теория, скорее всего, верна, так как, последние данные показывают, что между Марсом и Юпитером планета попросту не могла образоваться. Причина этого – сильное гравитационное влияние Юпитера. Именно оно не дало протопланетному веществу (космической пыли, из которой создаются планеты) образоваться в полноценное небесное тело на таком далеком от Солнца расстоянии.

Исследование метеоритов

Мелкая пыль в поясе астероидов, возникшая в результате столкновений астероидов, создаёт явление, известное как зодиакальный свет.

Исследования метеоритов, которые вышли из пояса астероидов и упали на Землю, показывают, что большинство из них относится к хондритам – метеоритам, в которых, в отличие от ахондритов, не происходила сепарация веществ, как обычно бывает в процессе формирования планет. Данные исследования лишний раз подтверждают вышеизложенную гипотезу, которая опираясь на реальные научные данные, выглядит гораздо убедительнее той версии, которую нам предлагают шумерские мифы.

Сегодня, ученым отлично известно, что пояс астероидов – отнюдь не сказочная, расколовшаяся планета, а остатки протопланетного вещества, которое появилось еще во времена зарождения Солнечной системы. Однако мифы и предания о легендарном Фаэтоне до сих пор живы и заставляют многих людей по всему миру проявлять интерес к такому астрономическому явлению, как пояс астероидов.

Эксперт оценил масштаб угрозы для Земли от астероида Nereus

Ведущий научный сотрудник ИКИ РАН Натан Эйсмонт рассказал, какую опасность для Земли представляет астероид под названием Nereus. Небесное тело пролетит на расстоянии 3,9 миллиона километров от Земли 11 декабря.

«Я сразу могу сказать, что здесь не ошиблись. Здесь может быть погрешность до 10 тысяч километров. Этот астероид соответствует классификации потенциально опасных астероидов. Это те астероиды, орбиты которых приближаются к орбите Земли меньше чем на какое-то расстояние. В данном случае около трех миллионов километров. Заведомо он не столкнется. Нельзя сказать, что размеры астероида большие. Конечно, если бы такой астероид столкнулся, то была бы катастрофа», — сказал Эйсмонт.

Он отметил, что размеры астероида Nereus такие же, как у астероида Апофис, который был открыт в 2004 году.

«Сначала ошиблись с его траекторий и считали, что есть небольшая вероятность в порядке 2% , что он столкнется с Землей. А сейчас таких астероидов больше 20 тысяч и они пролетают в окрестностях миллионы километров, в 10 раз старше, чем орбита Луны. Вот эти орбиты они пролетают практически несколько раз в неделю. Только они меньше, чем этот, но они относятся к классификации потенциально опасных, но не более того», — сказал он.

В заключение Натан Эйсмонт добавил, что если бы произошло столкновение астероида с Землей, то это была бы катастрофа глобального масштаба.

Астероид, размер которого сопоставим с Эйфелевой башней, приблизится к нашей планете в декабре. Как сообщает издание Daily Record со ссылкой на данные NASA, речь идет о космическом объекте под названием 4660 Nereus, чья длина составляет 330 метров.

Открытие пояса астероидов

Астероид Веста

Первый, кто задумался над существованием загадочной планеты Фаэтон, был немецкий физик Иоганн Тициус. В 1766 году он нашел формулу, согласно которой можно было рассчитать примерное расположение всех планет Солнечной системы. Суть этой формулы заключалась в том, что порядковое расстояние планет от Солнца возрастает в геометрической прогрессии. Именно при помощи данной формулы в 1781 году был открыт Уран, что убедило многих ученых в правдивости закона межпланетного расстояния.

Согласно правилу Тициуса, на расстоянии между Марсом и Юпитером должна была существовать планета.

Открытие Цереры

Церера, снимок межпланетного зонда Dawn

1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци, наблюдая за звездным небом, открыл первый объект пояса астероидов – карликовую планету Цецера. Затем в 1802 году был открыт еще один крупный объект – астероид Паллада. Оба этих космических тела двигались примерно на одинаковой орбите от Солнца – 2,8 астрономических единицы. После открытия в 1804 году Юноны и в 1807 Весты – крупных небесных тел, двигавшихся по той же самой орбите, что и предыдущие, открытия новых объектов в этой области космоса прекратились до 1891 года. В 1891 году немецкий ученый Макс Вольф, используя метод астрофотографии, в одиночку обнаружил между Марсом и Юпитером 248 мелких астероидов. После чего, открытия новых объектов в этой области неба посыпались одно за другим.

Общее описание

Согласно предположениям ученых, в Галактике имеется около полумиллиона сравнительно крупных астероидов со средним диаметром порядка 1,5 км. Самые последние исследования свидетельствуют, что состав этих тел очень схож с метеоритной структурой. Это позволяет выдвинуть версию о том, что астероиды, по всей вероятности, стали исходным материалом для формирования метеоритов. Число астероидных тел, вращающихся по эллипсоидам вокруг Солнца, очень велико. Примечательно, что максимальное их скопление наблюдается между орбитами двух ближайших к Светилу планет.

Это образование, расположившееся в пространстве между Юпитером и Марсом, принято называть астероидным поясом. В нем же расположилось самое крупное небесное тело этого класса – Церера. Его видимые размеры составляют примерно 970х940 км, так что форма с удаленного расстояния воспринимается скорее, как шар. Но встречаются и такие экземпляры, размеры которых сопоставимы с частицами звездной пыли.

Дополнительная информация: Особенности астероидов также состоят в том, что к ним относят объекты неправильной формы с диаметром не более 30 метров.

Несмотря на то, что их масса значительно меньше, чем у планет – они могут иметь небольшие по размеру спутники. Собственной атмосферы у этих образований нет, поскольку слабое гравитационное поле неспособно удержать ее.

Составное изображение (в масштабе) астероидов, снятых в высоком разрешении. На 2011 год это были, от большего к меньшему: (4) Веста, (21) Лютеция, (253) Матильда, (243) Ида и его спутник Дактиль, (433) Эрос, (951) Гаспра, (2867) Штейнс, (25143) Итокава

Клеопатра не привыкла гулять одна

Астероиды сами по себе достаточно небольшие по размеру тела, поэтому привычнее видеть их в качестве небольших спутников более крупных небесных тел.

Однако, астероид Клеопатра (открыт в 1880 г), имеющий крайне любопытную форму в виде кости (размером 217х941 км), выделяется наличием собственного спутника, а точнее даже двух: Алекселиоса и Клеозены, диаметр первого составляет около 5 км, второго — 3 км.

Необычной же формой, Клеопатра обязана своему происхождению – этот астероид на самом деле образовался из-за столкновения двух астероидов меньшего размера.

Орбита астероида Гектор

Взаимодействие с Землей

изображение падения на Землю

Подсчитано, что для
полного уничтожения человеческой цивилизации и глобальных изменений атмосферы и
климата, Земле надо столкнуться с астероидом диаметром всего 3 км.  Крупнейшим ударным кратером на планете
является южноафриканский кратер Вредефорт, чей диаметр составляет 300 км. Он
образовался 2 млрд. лет назад при столкновении Земли с малым небесным телом, не
превышающим 10 км.

Потенциально опасными для
нашей планеты считаются те объекты главного астероидного пояса, которые могут
приблизиться к ней на расстоянии менее 7,5 млн. км. Опасность астероида
оценивают по Туринской шкале от 0 до 10. Нулевая отметка означает крайне низкую
вероятность столкновения и отсутствие ущерба при попадании в атмосферу планеты.
Астероиды, имеющие 10 баллов, неизбежно столкнутся с Землей и вызовут
глобальную катастрофу, ведущую к гибели человечества.

По состоянию на июнь 2018 года все астероиды главного пояса имеют оценку не выше 0 по Туринской шкале. Ранее представляющими некоторую угрозу считались Апофис (4 балла) и  (144898) 2004 VD17 (2 балла), но и их показатели снизились до нуля.

В 21 веке наиболее близко
к Земле приближались:

• 2008 TS2₆ – пролетел над
  планетой на расстоянии 6 тыс. км 9 октября 2008;
• 2004 FU₁₆₂ – приблизился до
  6530 км 31 марта 2004 года;
• 2009 VA – 14 тыс. км 6 ноября 2009 года.

Некоторые астероиды Солнечной системы достигали атмосферы Земли, но они были настолько незначительных размеров, что разрывались, не достигая поверхности планеты, оставляя лишь мелкие обломки.

В феврале 2013 года
астероид размерами около 17 м и весом до 10*106 кг вошел в атмосферу
нашей планеты. Он разорвался на высоте 20 км над Челябинском и окрестностями.
По оценкам разных исследователей мощность взрыва составила от 100 килотонн до
1,5 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Сгорание объекта в земной атмосфере
сопровождалось сильной ударной волной, выбившей большое количество стекол в
близлежащих населенных пунктах. Также столкновение астероида с Землей
спровоцировало землетрясение магнитудой в 4 балла в юго-западных районах
Челябинска.

Падение астероида
Челябинск стало самым крупным происшествием такого рода после столкновения
Земли с Тунгусским метеоритом. Произошло это в 1908 году в районе правого
притока реки Енисей.  Мощность взрыва
составила около 40 мегатонн, что спровоцировало массовый вал деревьев в тайге
на площади более 2 тыс. кв. км.

НАСА финансирует
большинство действующих программ, связанных с космической безопасностью и
защитой Земли от астероидов Солнечной системы. Самые крупные проекты «LINEAR» и
«Pan-STARRS», использующие мощнейшие телескопы, отслеживают до десяти тысяч
малых тел ежегодно. Также обнаружения потенциально опасных космических объектов
ведется с околоземной орбиты благодаря малым спутникам, таким как канадский
«NEOSSat». На финансирование данных проектов у НАСА и других космических
агентств уходит сотни миллионов долларов.

Астероиды в прошлом
Земли

Что произойдет, если с Землей столкнется астероид диаметром больше 10 км? Первым катастрофическим событием будет гигантская ударная волна в атмосфере. Далее тело упадет на поверхность планеты, что закончится  либо невиданным землетрясением, либо цунами высотой в несколько сотен метров. Тепловая волна вызовет лесные пожары по всему земному шару, что спровоцирует выброс в атмосферу огромного количества сажи и копоти. Начнется резкое похолодание из-за того, что загрязненная атмосфера не сможет пропускать солнечные лучи в достаточном количестве. Климат на планете необратимо изменится, а многие живые организмы вымрут.

Одно из таких
столкновений произошло 65 млн. лет назад. На полуострове Юкатан в Мексиканском
заливе сохранилось свидетельство этой катастрофы – ударный кратер Чиксулуб
диаметром 180 км. Крупный космический объект размерами около 10 км привел к
полному вымиранию динозавров на нашей планете. Также падением крупного
астероида некоторые исследователи объясняют массовое пермское вымирание живых
организмов, случившееся 250 млн. лет назад.

Астероиды в Солнечной системе

Главный пояс астероидов (белый цвет) и троянские астероиды Юпитера (зелёный цвет)

пояса астероидовМарсаЮпитера

Самым крупным астероидом в Солнечной системе считалась Церера, имеющая размеры приблизительно 975×909 км, однако с 24 августа 2006 года она получила статус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида (2) Паллада и (4) Веста имеют диаметр ~500 км. (4) Веста является единственным объектом пояса астероидов, который можно наблюдать невооружённым глазом. Астероиды, движущиеся по другим орбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения вблизи Земли (например, (99942) Апофис).

Общая масса всех астероидов главного пояса оценивается в 3,0—3,6·1021 кг, что составляет всего около 4 % от массы Луны. Масса Цереры — 9,5·1020 кг, то есть около 32 % от общей, а вместе с тремя крупнейшими астероидами (4) Веста (9 %), (2) Паллада (7 %), (10) Гигея (3 %) — 51 %, то есть абсолютное большинство астероидов имеют ничтожную по астрономическим меркам массу.

Изучение астероидов

Изучение астероидов началось после открытия в 1781 году Уильямом Гершелем планеты Уран. Его среднее гелиоцентрическое расстояние оказалось соответствующим правилу Тициуса — Боде.

В конце XVIII века Франц Ксавер организовал группу из 24 астрономов. С 1789 года эта группа занималась поисками планеты, которая, согласно правилу Тициуса-Боде, должна была находиться на расстоянии около 2,8 астрономических единиц от Солнца — между орбитами Марса и Юпитера. Задача состояла в описании координат всех звёзд в области зодиакальных созвездий на определённый момент. В последующие ночи координаты проверялись, и выделялись объекты, которые смещались на большее расстояние. Предполагаемое смещение искомой планеты должно было составлять около 30 угловых секунд в час, что должно было быть легко замечено.

По иронии судьбы первый астероид, Церера, был обнаружен итальянцем Пиацци, не участвовавшим в этом проекте, случайно, в 1801 году, в первую же ночь столетия. Три других — (2) Паллада, (3) Юнона и (4) Веста были обнаружены в последующие несколько лет — последний, Веста, в 1807 году. Ещё через 8 лет бесплодных поисков большинство астрономов решило, что там больше ничего нет, и прекратило исследования.

Однако Карл Людвиг Хенке проявил настойчивость, и в 1830 году возобновил поиск новых астероидов. Пятнадцать лет спустя он обнаружил Астрею, первый новый астероид за 38 лет. Он также обнаружил Гебу менее чем через два года. После этого другие астрономы подключились к поискам, и далее обнаруживалось не менее одного нового астероида в год (за исключением 1945 года).

В 1891 году Макс Вольф впервые использовал для поиска астероидов метод астрофотографии, при котором на фотографиях с длинным периодом экспонирования астероиды оставляли короткие светлые линии. Этот метод значительно ускорил обнаружение новых астероидов по сравнению с ранее использовавшимися методами визуального наблюдения: Макс Вольф в одиночку обнаружил 248 астероидов, начиная с (323) Брюсия, тогда как до него было обнаружено немногим более 300. Сейчас, век спустя, 385 тысяч астероидов имеют официальный номер, а 18 тысяч из них — ещё и имя.

В 2010 г. две независимые группы астрономов из США, Испании и Бразилии заявили, что одновременно обнаружили водяной лёд на поверхности одного из самых крупных астероидов главного пояса — Фемиды. Это открытие позволяет понять происхождение воды на Земле. В начале своего существования Земля была слишком горяча, чтобы удержать достаточное количество воды. Это вещество должно было прибыть позднее. Предполагалось, что воду на Землю могли занести кометы, но изотопный состав земной воды и воды в кометах не совпадает. Поэтому можно предположить, что вода на Землю была занесена при её столкновении с астероидами. Исследователи также обнаружили на Фемиде сложные углеводороды, в том числе молекулы — предшественники жизни.

Как предотвратить столкновение астероида с Землей: распыление опасных объектов и эффект Ярковского

Первое, что нужно сделать человечеству — строить телескопы и обсерватории. Большой телескоп может увидеть космический объект задолго до его приближения к орбите Земли. Наземный телескоп должен быть оснащен очень большим сегментом зеркал диаметром в 39,3 м.

Существует несколько способов отражения астероидной атаки, но одним астрономам с ней не справиться — нужно мобилизовать силы для создания мощного технологического изобретения: например, лазерной пушкой, либо ракетной пушкой, которая была бы заряжена ядерными бомбами, превращающими космический объект в пыль.

Пока что расчеты показывают, что актуальный боевой арсенал землян не способен предотвратить столкновение крупного астероида с планетой. Космические объекты диаметром менее километра (500–900 м) можно было бы распылить. До 5 км — разбить на отдельные части, однако даже эти кусочки упадут и нанесут немалый ущерб. В любом случае, разрушать астероиды ученые не собираются, их хотят мягко «отворачивать» от Земли с помощью ракеты для атаки на астероиды (вроде SpaceX Starship) или отражателей солнечного света (Solar Sails) — это может поменять траекторию движения космических объектов. Для этого нужно заранее предвидеть, когда они подлетят близко к Земле.

К сожалению, наблюдая за космическим пространством в телескоп, нельзя точно определить, где находится цель: сквозь толстый слой воздуха она выглядит размытым сияющим пятном. Один из вариантов предотвратить столкновение астероида с Землей — отметить космический объект маркером (например, радиомаячком), который позволит заметить его и отслеживать движение. Радиоастрономы намного точнее наводят свои телескопы, чем оптические астрономы.

Радиоастрономия исследует электромагнитное излучение космических объектов.

Оптическая астрономия наблюдает за космическими объектами с помощью телескопов, способных принимать видимый свет.

Известно несколько тысяч астероидов — значит, надо запустить несколько тысяч ракет, которые подлетят к ним, закрепив радиомаячки. Несколько лет назад так уже сделали. Японское космическое агентство в 2014 году запустило к орбите астероида Ryugu космический аппарат Hayabusa-2, а через два года США запустили к орбите Bennu (1999 RQ36) автоматическую межпланетную станцию OSIRIS-Rex, которая села на астероид в 2019 году.

Bennu потенциально является одним из самых опасных космических объектов. Его диаметр — 560 м. Для сравнения высота Empire State Building — 443 м, а Эйфелевой башни — 324 м. Предположительно, Bennu приблизится к Земле в 2175–2199 годах, но его траекторию еще можно изменить с помощью ядерных зарядов. Вероятность столкновения астероида с Землей раньше, в 2023 году, составляет 0,04%.

Солнечные лучи — один из вариантов воздействия на астероид. Конечно, они оказывают слабое влияние на космические объекты, но даже такая сила в течение многих лет может постепенно увести астероид с опасной траектории. Самый сильный эффект солнечных лучей был открыт в 1900 году московским инженером и естествоиспытателем Иваном Яровским. Он выяснил, что тепловое излучение придает астроиду дополнительную силу ускорения. Представьте: солнечный свет нагревает дневную поверхность Земли, но в самом теплом состоянии поверхность Земли оказывается вечером. Остывая, планета отдает в космос инфракрасное излучение, которое работает как реактивный двигатель (в фантастических романах его называют фотонной ракетой). Эффект Ярковского влияет на тела диаметром до десяти метров. Получается, что если астероид темного цвета посыпать мелом, который отразит лучи и не позволит его поверхности нагреться, можно усилить впитываемость солнечного света и ослабить эффект Ярковского. Если посыпать угольной пылью, астероид впитает солнечный свет — давление уменьшится, но усилится эффект Ярковского.