Книги о Земле и небе
Астероидно-кометная опасность без сенсаций
-АСТЕРОИДНО-КОМЕТНАЯ
Pf ОПАСНОСТЬ: вчера,сегодня, завтра
Появление коллективной монографии "Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра" (М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010) под редакцией члена-корреспондента РАН Б.М. Шустова и доктора физико-математических наук Л.В. Рыхловой, охватившей многие аспекты проблемы астероидно-кометной опасности, стало, несомненно, положительным явлением в области астрономии.
Монография посвящена одной из глобальных проблем, стоящих перед
© Черепащук А.М.
человечеством, - угрозе столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы. Впервые в одной монографии собраны материалы, в которых содержится рассмотрение комплекса аспектов этой проблемы. Авторы книги - известные ученые из институтов РАН и вузов, ведущие специалисты промышленных организаций. Многие из них -члены "Экспертной рабочей группы по астероидно-кометной опасности", созданной в 2007 г. при Совете РАН по космосу. Участие в создании монографии специалистов разных отраслей науки - астрономов, физиков, геофизиков, геологов - позволило осветить новые стороны проблемы, которые отчетливо проявились лишь в последние 15-20 лет. Это стало следствием результатов современных исследований Солнечной системы с помощью космических аппаратов и наземных средств наблюдения в сочетании с бурным развитием компьютерных технологий.
В книге 11 глав и 6 приложений. В главе 1, Что такое астероидно-кометная опасность?", вводится понятие ас-тероидно-кометной опасности, то есть возможности падения некоторых малых тел Солнечной системы на Землю. В зависимости от размера и свойств малые тела принято подразделять на межпланетную пыль, метеороиды, астероиды и кометы. Земная атмосфера хорошо защищает Землю от ударов тел размером до нескольких метров. Опасность представляют астероиды и кометы, а также их крупные фрагменты размером не менее нескольких десятков метров. Такие тела способны достичь поверхности Земли или
95
нижних слоев атмосферы и причинить сильные разрушения. Кратко описаны основные астрономические и геофизические задачи, связанные с астеро-идно-кометной опасностью, состояние современных знаний о "населенности" Солнечной системы малыми телами, о том, какие из них могут стать опасными космическими телами и как оценить вероятность их столкновения или тесного сближения с Землей. Если иметь достоверные данные, то можно заблаговременно предсказать дату столкновения и принять необходимые меры по его предотвращению или минимизации последствий. Геофизики изучают процессы прохождения небесными телами земной атмосферы и последствий ударов о поверхность Земли. В заключительном параграфе главы 1 книги дано описание современного состояния исследований по проблеме астероидно-кометной опасности.
Глава 2, "Малые тела Солнечной системы", содержит классификацию малых тел, описание происхождения и Ф различий между ними, их эволюцион-
ной связи и миграции в Солнечной системе. Здесь же приведены многочисленные свидетельства столкновений малых тел с планетами, их спутниками и между собой (кратеры на Земле, Луне, планетах и астероидах).
В главе 3, "Астероиды", авторы излагают сведения об астероидах. Рассказывается об истории открытия первых астероидов, описан принцип их нумерации и обозначения, возможности поиска и наблюдений. Особое внимание уделено характеристикам астероидов в Главном поясе астероидов и сближающихся с Землей (отдельный параграф посвящен неустойчивости их движения). Исследование динамики тел в Главном поясе и механизма переноса вещества в область планет земной группы составляет содержание одного из параграфов главы. Рассмотрена роль эффекта Ярковского в процессах транспортировки вещества из пояса астероидов в резонансные зоны. Суточная и сезонная составляющие эффекта Ярковского связаны с
96
неравномерностью утреннего/вечернего и летнего/зимнего нагрева полушарий вращающегося тела солнечными лучами. Возникает эффект, аналогичный эффекту истечения газов из ядра кометы при нагревании его солнечными лучами, что приводит к изменению скорости орбитального движения тела. Особенности действия этого эффекта позволяют объяснить равномерный характер притока вещества на Землю. Приведены основные сведения о звездных величинах и альбедо астероидов, о методах определения диаметров, масс и плотностей астероидов, периодах их вращения и показателях цвета. Набор этих сведений позволяет классифицировать астероиды, судить об их физических свойствах и минералогическом составе.
Изучению комет как опасности для Земли посвящена глава 4, "Кометы". Первый параграф посвящен истории открытий и наблюдений комет, рассматриваются их отличительные особенности. Во втором - описаны существующие и разрабатываемые модели ^ кометных ядер, результаты исследований химического состава газовых оболочек комет с помощью спектроскопических наблюдений, сценарии эволюции кометных ядер. Основное содержание третьего параграфа - изучение влияния на движение комет негравитационных эффектов (реактивное давление, связанное с испарением вещества с поверхности ядра кометы). Здесь же подробно рассказывается о космических экспедициях к ядрам комет, осуществленных за последние 20 лет: исследования комет Галлея, Бо-релли, Вильда 2, Темпеля 1. В следующем параграфе рассмотрено распределение кометных орбит по афелийным расстояниям, ведь на движение всех короткопериодических комет оказывает возмущающее действие Юпитер.
Самым интригующим остается вопрос
->■
Марс, Меркурий, Юпитер и спутник Сатурна Мимас с импактными образованиями на их поверхности. Фото NASA.
об источниках "околоземных" комет с разными орбитальными параметрами и о тех динамических процессах, которые приводят кометы в околоземное пространство. Авторы подробно рассматривают концепцию облака Оорта (103-105 а.е.) - как источника долгопе-риодических комет, и пояса Койпера (30-45 а.е.), как основного источника короткопериодических комет семейства Юпитера. Обсуждены и более поздние исследования, появившиеся после открытия объектов, находящихся в транснептуновой зоне на расстоянии нескольких сотен астрономических единиц от Солнца. В конце главы речь идет о "царапающих Солнце" кометах. Впервые комета, проходящая очень близко к Солнцу, была открыта еще в XVII в., а с запуском в 1995 г. космической солнечной обсерватории "ЭОНО" "околосолнечные" кометы стали открываться регулярно.
Исследование проблем малых тел продолжено в главе 5, "Метеороиды". Метеороиды - множество мелких твердых тел различных размеров. Попадая в атмосферу Земли с огромными скоростями, они создают в атмосфере светящийся след. Метеорит - это ме-теороид, долетевший до поверхности Земли. Распределение наблюдаемых метеорных потоков по небесной сфере, методы изучения метеоров, свойства метеорных потоков и метеорных роев составляют содержание этой главы. Интересен параграф о наблюдениях крупных тел в метеорных и бо-лидных потоках прямыми методами с поверхности Земли, обзор структурных характеристик метеорных потоков. Достаточно распространенный процесс в Солнечной системе - возникновение метеороидных роев вследствие полной или частичной дезинтеграции комет-ных ядер, усиливающейся при приближении к Солнцу. Современные теоретические исследования в сочетании с компьютерным моделированием и привлечением большого объема наблюдательных данных позволяют получить не только качественные, но и количественные характеристики дезинтег-
98
рации конкретных объектов. В конце главы приводятся результаты моделирования метеороидных комплексов, образованных в 1900-2000 гг. кометами Галлея, Джакобини-Циннера, Пон-са-Виннеке, Темпеля-Туттля и Григга-Шьеллерупа.
В главе 6, "Обнаружение и мониторинг опасных небесных тел", изложены сведения о существующих современных специализированных средствах (программы и используемые инструменты) наблюдений за астероидами, сближающимися с Землей. Здесь рассмотрены условия наблюдений и требования к перспективным наблюдательным системам. Трудности наблюдений астероидов связаны с тем, что все малые тела Солнечной системы - несамосветящиеся, они видны лишь благодаря рассеиванию падающего на них солнечного света. Каталогизация орбит опасных небесных тел (размер >140 м) возможна, если обнаруживать их на расстоянии более 1 а.е. телескопами с полем зрения в несколько квадратных градусов, временем экспозиции ф не более 1 мин и проницающей способностью телескопа не хуже 23-24т. При этом необходимо проводить обзор всего неба не менее 3-4 раз в месяц, а каждую ночь участки неба надо стараться сканировать не менее четырех раз. Все эти требования возникают из-за необходимости обнаружения опасных объектов на больших расстояниях, чтобы иметь запас времени для принятия адекватных мер при возможной угрозе столкновения их с Землей.
Во многих странах мира ведутся разработки перспективных наземных средств для поиска предельно слабых объектов с максимальным охватом неба. В этой главе описаны два проекта США: Большой обзорный телескоп ЬЭЭТ и Панорамный обзорный телескоп с системой быстрого отклика Рап-ЭТАВВЭ. В России тоже разрабатываются обзорные телескопы большого диаметра. Инструмент для обнаружения и сопровождения малых тел строится в Институте солнечно-земной физики СО РАН на базе телеско-
па АЗТ-33. Важно, что в настоящее время оптические наблюдения дополняются радиолокационными, которые могут независимо от времени суток и метеоусловий выполнять задачу уточнения орбит, определения размеров, скорости собственного вращения, формы и состава астероидов. В конце главы рассматриваются перспективные проекты систем космического базирования для обнаружения объектов, сближающихся с Землей. Завершается глава описанием российских информационных программных систем: "ЭПОС" Пулковской обсерватории (ГАО РАН), "КЛАСТЕР" ИНАСАН, каталог АСЗ ИПА РАН и банк данных АСЗ Самарского государственного университета.
В главе 7, «Определение и уточнение орбит небесных тел и прогноз столкновений", рассмотрены основы небесно-механических методов определения предварительной орбиты и ее последующих уточнений. Отдельный параграф отведен
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.