Российские ученые: астероид Апофис может упасть на Землю в 2068 году

9 января 2013 года астероид Апофис (99942) прошел на расстоянии 14,5 миллиона километров от Земли. На фоне недавнего разочарования в «предсказаниях» майя и новогодней суеты это событие прошло практически незамеченным для широкой публики. И совершенно зря – ведь следующее сближение этого небесного тела с Землей в 2029 году представляет для человечества «серьезную» опасность. Нет, дело вовсе не в том, что астероид столкнется с Землей (а он, конечно, не столкнется), просто нас ожидает очередная истерия на тему о близком конце света – уже сейчас Апофис получил прозвище «Астероид Судного дня».

Апофис

Астероид, получивший название 99942 Апофис, был открыт астрономами Роем Такером, Дэвидом Толеном и Фабрицио Бернарди, работавшими в обсерватории Китт-Пик, в марте 2004 года. Свое название он получил в честь мифического противника бога Ра, хотя, как говорят, на самом деле Такер и Толен – просто фанаты сериала Stargate SG-1, в котором так зовут одного из главных отрицательных персонажей. Диаметр тела, по первоначальным оценкам, составлял 270 метров с погрешностью в 60 метров.

Апофис.

Кадр: фильм «Звездные врата»

Широкая общественность узнала об астероиде в декабре 2004 года. Тогда были проведены более точные вычисления траектории астероида, и оказалось, что этот астероид сблизится с Землей в 2013 и в 2029 году. При этом во время второго сближения будет существовать ненулевая (пусть и очень маленькая, около 0,027) вероятность того, что астероид столкнется с нашей планетой. Несмотря на то, что подобный апокалиптический сценарий в массовой культуре давно стал общим местом, на тот момент Апофис оказался самым опасным из известных человечеству астероидов. Так что внимание к себе он привлек.

Тогда же появились и первые расчеты возможных последствий падения астероида. Согласно данным Американского космического агентства, падение астероида должно было быть эквивалентно взрыву 510 мегатонн тротила. Для сравнения, мощность взрыва вулкана Кракатау в 1883 году составляла около 200 мегатонн. Тогда, помимо цунами, единственным ощутимым последствием этого события стала возможность в течение некоторого времени наблюдать красные зори, что было связано с присутствием пыли в верхних слоях атмосферы. В общем, до истребившего динозавров астероида далеко.

Красными точками отмечены возможные места падения Апофиса в 2029 году.

Изображение: Wikipedia.org

Но, несмотря на это, с тех пор Апофис прочно обосновался в новостях. На него обратили внимание даже отечественные космические специалисты. Так, в декабре 2009 года тогдашний глава Роскосмоса Анатолий Перминов заявил, что российские ученые озабочены разработкой системы, которая позволит, в случае надобности, спасти Землю от Апофиса. Впрочем, деталей он не раскрыл: «Математические расчеты… показывают, что можно сделать в установленные сроки космический аппарат со специальным предназначением, который позволит избежать этого столкновения».

Проверка фактов

Астероид Апофис действительно существует и действительно приближается к Земле.

Он был открыт еще в июне 2004 года и наделал тогда много шума. Согласно изначальным расчетам, вероятность его столкновения с Землей в 2029 году оценивалась в 2,7% — а это очень много, учитывая размеры и массу небесного тела.

По данным российских СМИ, диаметр Апофиса — 325 метров (в некоторых изданиях, впрочем, они превратились в 325 километров). Это не совсем точно: по мере приближения к Земле размеры астероида уточняются, и, по последним данным, его диаметр — 370 метров.

Так или иначе, в случае его столкновения с Землей последствия для жизни на нашей планете действительно будут катастрофическими и сравнимы со взрывом целого десятка самых мощных атомных бомб, созданных советскими учеными на пике гонки вооружений.

Правообладатель иллюстрации Yuri_Arcurs/Getty Images Image caption Примерно так может выглядеть столкновение с Землей очень крупного астероида

Правда и то, что Апофис будет приближаться к Земле не один, а несколько раз. Если быть точным, в общей сложности — 12, и ближе всего к нашей планете астероид пролетит трижды: в апреле 2029-го, марте 2036-го и апреле 2068-го — тогда-то нам и прочат неминуемый апокалипсис.

В первый раз он пройдет мимо нашей планеты на расстоянии всего около 31,2 тысячи километров — и это действительно в 12 раз меньше, чем расстояние от Земли до Луны, и даже чуть ближе, чем орбиты некоторых искусственных спутников связи.

На этом, впрочем, правдивые факты заканчиваются и начинаются спекуляции и преувеличения.

Методы борьбы

Перминов был далеко не единственным, кто задумался о методах борьбы с непрошеным небесным гостем. За восемь лет, прошедших после открытия Апофиса, было предложено множество способов предотвратить столкновение астероида с Землей.

Одним из самых известных методов (и, похоже, популярный среди российских ученых, которые даже разрабатывают систему «Капкан») является использование ядерного оружия. Предполагается, что взрыв ядерного устройства недалеко от небесного тела позволит, преимущественно за счет излучения (ударной волны в космосе нет), испарить часть поверхности астероида. Это вызовет не только уменьшение массы, но «реактивный» эффект, который столкнет тело с опасной орбиты. Вместо одного взрыва можно использовать серию небольших ядерных зарядов.

Температурная карта Апофиса.

Изображение: spaceinimages.esa.int

На похожем принципе основан метод, разработанный в июне 2012 года британскими астрономами Кристи Мэддоком и Масимилиано Васили. Они предложили создать на земной орбите группировку спутников, снабженных лазерными пушками. Из этих пушек планируется одновременно облучать потенциально опасные астероиды – испарение части поверхности будет создавать всю ту же реактивную тягу. До последнего времени считалось, что такой метод малоэффективен, так как потребует создания огромного лазера. Британские ученые показали, что использование множества небольших лазеров позволяет добиться нужного эффекта.

В сентябре 2008 года студентка Университета Квинсленда в Австралии Мэри Д’Суза (Mary D’Souza) выиграла конкурс на лучший проект по обезвреживанию астероида Апофиc, организованный Space Generation Advisory Council. Она предложила завернуть часть астероида в светоотражающую пленку DuPont. Это в силу так называемого (и довольно нетривиального) YORP-эффекта позволит изменить траекторию движения небесного тела.

Эффект Ярковского – О’Кифа – Радзиевского – Пэддэка (сокращенно YORP-эффект) заключается в изменении скорости вращения астероида из-за неравномерного нагрева поверхности Солнцем. Эффект связан с отражающей способностью поверхности астероида и с его формой

В 2012 году ученые из Массачусетского технологического института придумали свою версию метода Д’Сузы – они предложили покрыть часть астероида белой краской. Красить астероиды можно с помощью пейнтбольных шариков с пигментом, выстреливая их в направлении небесного тела облаками. При этом основной эффект, которого можно добиться в этом случае, – модификация альбедо (то есть отражающей способности).

Впрочем, пожалуй, наиболее реалистично выглядит идея гравитационного буксира. В этом случае предполагается послать к небесному телу аппарат, который своим гравитационным воздействием изменит траекторию астероида нужным образом. В 2009 году британцы предложили использовать аппарат массой около 10 тонн с траекторией на высоте до 48 метров от астероида. В том же году Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) предложила использовать спутник массой около тонны, который должен был двигаться вокруг астероида на расстоянии около 150 метров. Изменения в скорости типичного опасного астероида в этом случае составят около 0,22 микрона в секунду за сутки.

Астероид АПОФИС

(99942) Апо́фис (лат. Apophis) — астероид, сближающийся с Землёй, открытый в 2004 году в обсерватории Китт-Пик в Аризоне. Предварительное название 2004 MN4, имя собственное получил 19 июля 2005. Назван в честь древнеегипетского бога Апопа (в древнегреческом произношении — Άποφις, Апофис) — огромного змея, разрушителя, который живёт в темноте подземного мира и пытается уничтожить Солнце () в течение его ночного перехода. Выбор такого названия не случаен, так как по традиции малые планеты называют именами греческих, римских и египетских богов. В результате сближения с Землёй в 2029 г. астероид Апофис изменит свою орбитальную классификацию, поэтому имя древнеегипетского бога, произнесённое на греческий манер, весьма символично[4]. Существует версия и о том, что открывшие астероид учёные Д. Толен и Р. Такер назвали его в честь отрицательного персонажа из сериала «Звёздные врата SG-1» Апофиса, также взятого из древнеегипетской мифологии[5]. После январского прохождения астероида мимо Земли в 2013 году специалисты лаборатории реактивного движения NASA заявили, что возможность столкновения с Землёй в 2036 году исключается практически полностью[6].

Астероид относится к группе атонов, и сближается с орбитой Земли в точке, приблизительно соответствующей 13 апреля[7]. По новым данным, Апофис приблизится к Земле в 2029 году на расстояние 38 400 км от центра Земли[8] (по другим данным: 36 830 км[9], 37 540 км[10], 37 617 км[11]) от неё. После проведённых радарных наблюдений[12] возможность столкновения в 2029 году была исключена, однако ввиду неточности начальных данных существовала вероятность столкновения данного объекта с нашей планетой в 2036 и последующих годах[9][10]. Различные исследователи оценивали математическую вероятность столкновения как 2,2·10−5[7] и 2,5·10−5[10]. Также была теоретическая возможность столкновения и в последующих годах, однако она существенно ниже вероятности в 2036[9].

По Туринской шкале опасность в 2004 была оценена[13] в 4 (рекорд Гиннесса), однако сохранял уровень 1 до августа 2006[14], когда её понизили до 0.

Туринская шкала

В октябре 2009 года были опубликованы позиционные наблюдения астероида, сделанные на обсерваториях Мауна-Кеа и Китт-Пик на двухметровых телескопах в период с июня 2004 по январь 2008[15]. Спустя некоторое время, с учётом новых данных, учёными Лаборатории реактивного движения (подразделение NASA) был проведён пересчёт траектории движения небесного тела, который позволил существенно снизить уровень астероидной опасности Апофиса. Если раньше предполагалось, что вероятность столкновения объекта с Землёй составляет 1:45 000, то сейчас этот показатель снизился до 1:250 000[16].

После того, как астероид 9 января 2013 года сблизился с Землёй до расстояния в 14 млн 460 тыс. км (что составляет меньше десятой части расстояния до Солнца), оказалось, что объём и масса Апофиса на 75 % больше, нежели считалось раньше[17][18].

В 2013 году ученые НАСА опровергли возможность столкновения астероида с Землей[19].

Новые данные об астероиде Апофисе получены при помощи космической обсерватории «Гершель». Согласно предыдущим оценкам, диаметр Апофиса предположительно составлял 270 ± 60 метров. По уточнённым данным, он составляет 325 ± 15 метров. 20-процентный рост диаметра даёт более чем 70-процентный рост объёма и (при условии гомогенности) массы небесного тела. Апофис отражает только 23 % падающего на его поверхность света[20].

Первоначальная оценка НАСА для тротилового эквивалента взрыва при падении астероида составляла 1480 мегатонн (Мт), позже, после уточнения размеров, её снизили до 880, а потом до 506 Мт[7]. Для сравнения: энерговыделение при падении Тунгусского метеорита оценивается в 10-40 Мт[21]; взрыв вулкана Кракатау в 1883 г. был эквивалентен примерно 200 Мт; энергия взрыва термоядерной авиационной бомбы АН602 (она же «Царь-бомба») на ядерном полигоне «Сухой Нос» (73°51′ с. ш. 54°30′ в. д.) 30 октября 1961 г. по разным данным составляет от 57 до 58,6 мегатонн тротилового эквивалента; энергия взрыва ядерной бомбы «Малыш» над Хиросимой 6 августа 1945 года по разным оценкам составляет от 13 до 18 килотонн.

Эффект взрыва мог бы варьироваться в зависимости от состава астероида, а также места и угла удара. В любом случае взрыв причинил бы огромные разрушения на территории площадью в тысячи квадратных километров, но не создал бы долгосрочных глобальных эффектов, подобных «астероидной зиме».

Согласно проведённому моделированию[11] последствия падения астероида Апофис на Землю могли быть следующими (исходя из диаметра 270 метров, плотности 3000 кг/м3, скорости входа в атмосферу 12,6 км/с):

• Энергия столкновения с Землёй — 1717 мегатонн.
• Высота разрушения — 49,5 км.
• Диаметр окончательного кратера — 5,97 км.

• В случае падения в моря или крупные озера, такие как Онтарио, Мичиган, Байкал или Ладожское, не обошлось бы без разрушительного цунами. Все населённые пункты, расположенные на расстоянии 3—300 км, в зависимости от рельефа области падения, были бы уничтожены полностью.
• Следует отметить, что в связи с уточнёнными данными по размеру, который оказался несколько больше, последствия удара могли быть более разрушительными.

• Согласно предложениям учёных, для уточнения траектории и состава астероида необходимо отправить к нему автоматическую межпланетную станцию (АМС), которая произведёт необходимые исследования и установит на нём радиомаяк для более точного измерения его координат[22][23].
• В 2008 американское «Планетное общество» (Planetary Society) провело международный конкурс проектов по отправке на Апофис небольшой АМС для траекторных измерений астероида, в котором приняли участие 37 институтских и прочих инициативных коллективов из 20 стран мира.
• Европа (ЕКА) рассматривает Апофис как одну из целей проекта АМС «Don Quijote (англ.)русск.».
• Роскосмос и ИКИ РАН имеют проекты по отправке на Апофис АМС со спускаемым аппаратом «Апофис-П» и по возврату грунта астероида «Апофис-грунт»[24][25][26][27].

• NASA практически полностью исключило возможность столкновения Апофиса в 2036 году с Землёй. Такой вывод был сделан на основании данных, собранных несколькими обсерваториями во время пролёта Апофиса на расстоянии в 14,46 миллиона километров от Земли 9 января 2013 года.
• Дон Йеоманс (руководитель подразделения лаборатории по исследованию объектов, сближающихся с Землей):
• Шансы, что столкновение произойдет, составляют теперь менее одного на миллион, что позволяет нам достаточно уверенно сказать, что мы практически исключаем столкновение (Апофиса) с Землей в 2036 году.
• По первоначальным (до прохождения астероида мимо нашей планеты) оценкам, вероятность столкновения Апофиса с Землёй в 2029 году составляла 2,7%.
• Также ранее учёные полагали, что после тесного сближения с Землёй в 2029 году орбита Апофиса может измениться, что приведёт к повышению риска столкновения его с нашей планетой в 2036 году во время следующего сближения. Теперь и эта вероятность практически полностью исключена.

Расположение возможных мест падения Апофиса,

если бы он столкнулся с Землёй в 2036 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. assuming radius of 0,135 km and mass of 2,1·1010 кг yields an escape velocity of 0,14 m/s or 0,52 km/h.
2. (99942) Апофис. The Near-Earth Asteroids Data Base at E.A.R.N. Архивировано из первоисточника 25 февраля 2012. Проверено 15 октября 2009.
3. Отражает только 23, а не 33 процента падающего на поверхность света
4. Башаков А. А., Питьев Н. П., Соколов Л. Л. Особенности движения астероида 99942 Апофис. Астрономический вестник том 42, № 1, Январь-Февраль 2008, С. 1. (англ.)
5. Астероид Апофис на astronomy.com. Архивировано из первоисточника 27 августа 2011. Проверено 16 февраля 2008.
6. NASA Rules Out Earth Impact in 2036 for Asteroid Apophis
7. ↑ 1 2 3 99942 Apophis (2004 MN4) Earth Impact Risk Summary. NASA. Архивировано из первоисточника 25 февраля 2012. Проверено 21 октября 2008.
8. Постоянно обновляемые данные о расчете сближений Апофиса, на основе поступающих астрометрических наблюдений
9. ↑ 1 2 3 Башаков А. А., Питьев Н. П., Соколов Л. Л. Особенности движения астероида 99942 Апофис. Астрономический вестник том 42, № 1, Январь-Февраль 2008, С. 20-29.
10. ↑ 1 2 3 Смирнов Е. А. Современные методы численного интегрирования уравнений движения астероидов, сближающихся с Землёй. Конф. «Околоземная астрономия», 2007.
11. ↑ 1 2 В. В. Ивашкин, К. A. Стихно Анализ проблемы коррекции орбиты астероида APOPHIS. Проверено 16 февраля 2008.
12. Radar Observations Refine the Future Motion of Asteroid 2004 MN4
13. Near-Earth Asteroid 2004 MN4 Reaches Highest Score To Date On Hazard Scale (англ.)
14. 99942 Apophis (2004 MN4) Impact Risk. National Aeronautics and Space Administration. Архивировано из первоисточника 5 августа 2006. (англ.)
15. MPEC 2009-T16 : DAILY ORBIT UPDATE (2009 OCT. 7 UT)
16. NASA Refines Asteroid Apophis’ Path Toward Earth
17. Herschel intercepts asteroid Apophis. European Space Agency (09.01.2013). Архивировано из первоисточника 11 января 2013. (англ.)
18. Пролетевший мимо Земли астероид Апофис оказался существенно больше, Взгляд.ру (09.01.2013). Проверено 9 января 2013.
19. Ученые НАСА исключили риск столкновения астероида Апофис с Землей в 2036 году
20. Астрономы определили размеры пролетевшего мимо Земли астероида. Lenta.ru (09.01.2013). Архивировано из первоисточника 11 января 2013.
21. Sandia supercomputers offer new explanation of Tunguska disaster. Sandia National Laboratories (17 декабря 2007). — The asteroid that caused the extensive damage was much smaller than we had thought, says Sandia principal investigator Mark Boslough of the impact that occurred June 30, 1908.. Архивировано из первоисточника 25 февраля 2012. Проверено 29 января 2008..
22. Поль В. Г., Симонов А. В., Суханов К. Г. О миссии разведки астероида Апофис. Конф. «Околоземная астрономия», 2007
23. P.Weiss, W.Leung, T.C., Ng, Houyi Asteroid Apophis Tracking and Sampling System, Planetary Society Apophis Mission Design Competition, 2008
24. Исследования астероида Апофис
25. Ученые РФ выбрали приоритеты: Луна, Марс и Апофис будут первыми
26. Инновационные проекты России в космической области: исследования Солнечной системы
27. Российские ученые хотят «подарить» Апофису спутник
28. Студентка предложила завернуть астероид в плёнку
29. РИА Новости. Роскосмос рассмотрит проект спасения Земли падения астероида

Российские ученые: астероид Апофис может упасть на Землю в 2068 году

В 2068 году на Землю может упасть астероид Апофис, говорится в докладе, подготовленном учеными кафедры небесной механики Петербургского госуниверситета. Доклад собираются представить на Королёвских чтениях, которые будут проходить в конце января в МГТУ им. Н.Э. Баумана. В этой работе также отмечается, что в 2029 году объект сильно сблизится с Землей — нашу планету с астероидом будут разделять всего несколько десятков тысяч километров.

Астероид 2004 MN4 был впервые открыт американскими учеными из обсерватории Китт-Пик в 2004 году. Через год он получил имя Апофис, в честь злого древнеегипетского бога Апопа (в древнегреческом произношении — Άποφις, Апофис), согласно мифологии, живущего в темном подземном царстве.

Практически сразу после его открытия ученые стали делать прогнозы о вероятности столкновения объекта с Землей. Так в 2004 году ученые предположили, что вероятность падения Апофиса на Землю в 2029 году будет составлять 1 к 45. Некоторое время спустя радарные наблюдения исключили возможность столкновения в 2029 году, однако ввиду неточности начальных данных существовала вероятность столкновения данного объекта с нашей планетой в 2036 и последующих годах.

Обновленные данные об Апофисе были получены при помощи космической обсерватории «Гершель». И если согласно предыдущим оценкам диаметр объекта составлял около 270 метров, то согласно новым данным, диаметр Апофиса равен 325 ± 15 метров.

Российские специалисты подготовили новый доклад об этом объекте и собираются представить его в ходе Королевских чтений по космонавтике, которые будут проходить в конце января.

В ходе нового исследования российскими учеными было установлено, что в 2068 году Апофис действительно может упасть на Землю. По крайней мере, именно это сближение специалисты называют наиболее опасным из ожидающих планету в обозримом будущем.

В докладе российских ученых сообщается, что в 2029 году астероид максимально сблизиться с Землей — расстояние составит всего около 38 0000 километров, что примерно в 10 раз меньше расстояния от Земли до Луны.

«Это сближение вызывает значительное рассеяние возможных траекторий, среди них имеются траектории, содержащие сближение в 2051 году. Соответствующие резонансные возвраты содержат множество (порядка сотни) возможных на сегодня соударений Апофиса с Землей, наиболее опасное — в 2068 году», — цитирует РИА Новости один из тезисов доклада.

Рандеву нашей планеты с малым небесным телом также ожидается в 2044 году, когда Апофис сблизится с Землей на 16 миллионов километров. В 2051 это расстояние составит уже 760 тысяч. А в 2060-м – 5 миллионов километров.

По мнению ученых, Апофис может изменить орбиту так, что в 2068 году траектория его движения пересечется с орбитой нашей планеты, что может привести к столкновению. Для такого сценария в момент сближения с нашей планетой в 2029 году астероид «должен пройти через «замочную скважину» — очень узкую область пространства. К аналогичным прогнозам приходили и ранее, однако на тот момент речь шла о возможном столкновении астероида с Землей в 2036 году, в ходе последующего изучения объекта этот риск исключили.