научная статья по теме КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ КОСМИЧЕСКИМ УГРОЗАМ: АСТРОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Астрономия

Текст научной статьи на тему «КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ КОСМИЧЕСКИМ УГРОЗАМ: АСТРОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ»

УДК 523.44+519.878

КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ КОСМИЧЕСКИМ УГРОЗАМ: АСТРОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

© 2013 г. Б. М. Шустов1, Л. В. Рыхлова1, Ю. П. Кулешов2, Ю. Н. Дубов2, К. С. Елкин3, С. С. Вениаминов4, Г. К. Боровин5, И. Е. Молотов5, С. А. Нароенков1, С. И. Барабанов1, В. В. Емельяненко1, А. В. Девяткин6, Ю. Д. Медведев7, В. А. Шор7, К. В. Холшевников8

Институт астрономии РАН 2ОАО "Корпорация "Комета"

3ФГУП ЦНИИМаш 4НИЦ РКО 4 ЦНИИ МО РФ 5Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН 6Главная астрономическая (Пулковская) обсерватория РАН 7Институт прикладной астрономии РАН 8Санкт-Петербургский государственный университет Поступила в редакцию 01.04.2013 г.

Перед фундаментальной наукой астрономией и, прежде всего, перед ее ветвью, ответственной за изучение Солнечной системы, природа и развитие человеческой цивилизации поставили важнейшую практическую задачу изучения космических угроз и поиска методов противодействия этим угрозам. Во исполнение совместного Решения Роскосмоса и Совета РАН по космосу от 23 июня 2010 г. Институтом астрономии РАН, совместно с другими научными и промышленными организациями, подготовлен проект Концепции программы федерального уровня, направленной на создание системы обнаружения и противодействия космическим угрозам. В данной работе рассматриваются основные идеи и астрономическое содержание разработанной Концепции.

Б01: 10.7868/80320930X13040221

ВВЕДЕНИЕ

Риски — неизбежная сторона жизни. Одно из главных условий выживания и успешного развития человечества — умение прогнозировать наиболее существенные риски и способность парировать угрозы, связанные с этими рисками. Это важнейшая задача науки и техники. Развитие человеческой цивилизации сопровождается пониманием мира, в котором мы живем, и самого человека. При этом выявляются новые, ранее неизвестные угрозы. К таким угрозам можно отнести космические угрозы. Наиболее серьезными космическими угрозами считаются следующие:

• Космический мусор — катастрофическое техногенное засорение ближнего космоса, представляющее угрозу сокращения или даже прекращения космической деятельности человечества.

• Астероидно-кометная опасность (АКО) — угроза столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы (астероидами и кометами) с причинением серьезного ущерба населению планеты вплоть до уничтожения цивилизации.

• Космическая погода — плохо прогнозируемые изменения активности Солнца, представляющие угрозу серьезных потерь, прежде всего в

сфере производственной деятельности (в энергетике, связи и др.).

Все эти угрозы вполне реальны, и в мире предпринимаются значительные усилия по противодействию им, хотя следует признать, что проблема космических угроз пока далека от решения. В первую очередь это относится к проблеме космического мусора.

Согласно (Вениаминов, Червонов, 2012), в настоящее время на низких околоземных орбитах находится более 10000 тонн техногенных объектов. Общее число объектов поперечником более 1 см оценивается в 600 тысяч. Из них каталогизировано и постоянно отслеживается наземными радиолокационными и оптическими средствами не более 5%. Лишь около 6% из этого списка — действующие космические аппараты (КА). Остальные объекты — космический мусор (КМ). Столкновение действующего космического аппарата с любым из этих объектов может повредить его или даже вывести из строя.

Наиболее засорены низкие околоземные орбиты, а также зона геостационарной орбиты (ГСО). По сообщению руководителя Роскосмоса В.А. Поповкина на заседании "круглого стола" в

Совете Федерации РФ 12 марта 2013 г., частота фатальных столкновений КА с объектами космического мусора быстро увеличивается и на начало 2013 г. составляет одно столкновение в полтора года. Главная проблема состоит в том, что подавляющая часть (более 95%) опасных фрагментов космического мусора остается необнаруженной. Поэтому возникает следующая проблема — проблема защиты КА. Эффективных мер защиты от опасных объектов космического мусора (размером более 1 см на низких орбитах и более 3 см на ГСО) практически нет.

Похожая ситуация в проблеме астероидно-ко-метной опасности (АКО). Количество тел, сравнимых или превышающих по размерам Тунгусское тело и являющихся потенциально опасными в смысле столкновения с Землей на разумном (сто—двести лет) временном интервале, оценивается не менее чем в 200—300 тысяч, а открыто их пока не более 2%! (Шустов, 2010). Это означает, что неожиданное появление опасных тел вблизи Земли — не исключение, а типичная ситуация, и на принятие мер по противодействию и уменьшению ущерба может быть очень мало времени.

Отметим, что если проблема космического мусора обсуждается уже не один десяток лет, то проблема АКО привлекает особое внимание лишь в последние полтора десятилетия. Вызвано это тем, что появление современных широкоугольных телескопов и специализированных программ наблюдений привело к резкому росту эффективности обнаружения опасных небесных тел и новая информация заставила по-иному взглянуть на проблему АКО. По тематике астероидно-комет-ной опасности опубликовано множество научных статей и книг. Наиболее содержательные современные отечественные монографии ("Угроза с неба: рок или случайность?", 1999; "Катастрофические воздействия космических тел", 2005; "Асте-роидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра", 2010) освещают различные аспекты этой проблемы. Мы лишь кратко напомним ее суть.

На Землю выпадает огромное количество тел естественного происхождения. Общая масса притока такого вещества оценивается во многие десятки тонн в сутки. Большую часть составляют очень мелкие тела, не представляющие никакой опасности. Нижнюю границу размеров опасного небесного тела (ОНТ) разумно определить в 50 м (примерные размеры Тунгусского тела). Средняя оценка энергии, выделяющейся при столкновении такого тела с Землей, сравнима с энергией взрыва очень мощного термоядерного устройства.

Крупные тела падают на Землю гораздо реже (для тел размером ~1 км частота столкновений оценивается как 1 раз примерно в миллион лет). Именно поэтому столкновения с телами размером 50—500 м, происходящие на временных масштабах существования биологического вида homo

sapiens (около 200000 лет), составляют главное содержание АКО. Например, метеороид, взорвавшийся над Челябинском 15 февраля 2013 г., не относится к числу опасных, поскольку его размер был оценен примерно в 17 м. Однако при более крутой траектории входа метеороида в атмосферу последствия взрыва могли быть гораздо более катастрофичными. И не последнюю роль в такой ситуации могла бы сыграть насыщенность города высокотехнологичными предприятиями.

Важнейшая особенность проблемы АКО состоит в том, что усредненный (на большом интервале времени — тысячелетия и более) уровень угрозы невелик, так как падения крупных тел случаются довольно редко. Но любое конкретное событие (столкновение) или даже значимый риск такого события становится важнейшим для всего человечества. Вполне рядовое с астрономической точки зрения Челябинское событие (Емельянен-ко и др., 2013) привлекло всеобщее внимание.

В России проблеме космических угроз уделяется все больше внимания не только в научно-технической среде, но и в структурах государственной власти. Для координации исследований в этом направлении при Совете РАН по космосу создана "Экспертная рабочая группа по космическим угрозам". Тематика работы группы включает вопросы, связанные с исследованием проблем космического мусора и АКО, которые в определенном смысле близки (по инструментальному и методическому подходам). Пока космическая погода не входит в список рабочих направлений группы (это предложение находится в процессе обсуждения), поэтому в дальнейшем в этой работе мы будем обсуждать только опасности от космического мусора и АКО.

В состав группы вошли эксперты — представители организаций и учреждений РАН, Роскосмо-са, МОН РФ, МЧС, Росатома, МО РФ и других заинтересованных ведомств и организаций (см. страницу группы по адресу http://www.inasan.ru/rus/ asteroid_hazard/). Состав группы открытый, новые члены включаются в ее состав по предложениям заинтересованных организаций после утверждения Советом РАН по космосу. Главные требования — профессионализм и конструктивный настрой.

Группа выполняет координационные функции по направлению, например, организует всероссийские совещания по различным аспектам проблемы космических угроз, предлагает и проводит координированные программы наблюдений (см., например, (Ибрагимов и др., 2013)) и т.д., а также проводит экспертизу различных проектов, направляемых в руководящие органы страны. И все же главная задача группы — выработка проекта (концепции) программы федерального уровня "Создание Российской системы противодействия космическим угрозам". Это работа с выраженным практическим значением. Мы считаем,

что такие вопросы необходимо обсуждать и в изданиях, предназначенных для публикации результатов фундаментальных исследований. Это очень существенно, что перед фундаментальной наукой астрономией и, прежде всего, перед ее направлением, связанным с исследованием Солнечной системы, природа и развитие человеческой цивилизации поставили важнейшую практическую задачу изучения обсуждаемых здесь космических угроз и поиска методов противодействия этим угрозам.

На состоявшемся 23 июня 2010 г. заседании Президиума Научно-технического совета Рос-космоса и Бюро Совета РАН по космосу работа Экспертной рабочей группы была одобрена. В постановительной части принятого совместного решения поручено: ...РАНсовместно с Роскосмосом

1. Продолжить работу по формированию концепции Федеральной целевой программы по борьбе с астероидно-кометной опасностью.

2. Принимая во внимание актуальность безотлагательного обеспечения координации работ в этой области, подготовить проект Комплексной целевой программы работ по созданию системы, обеспечивающей решение проблем астероидно-ко-метной опасности и космического мусора...

Во исполнение этого решения проект Концепции федеральной целевой программы "Создание российской системы противодействия космическим угрозам" был подготовлен и представлен в Роск

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.

Показать целиком