ПоделитьсяПервый в жизни телескоп Виктор Абрамович Шор увидел, когда ему было 10 лет, — прибор конструировали папа и старший брат будущего ученого-астронома. Сейчас его именем названа планета. Когда-то Виктор Абрамович предсказал, что на Марс упадет его спутник Фобос, а сейчас он работает ведущим научным сотрудником в Лаборатории малых тел Солнечной системы Института прикладной астрономии РАН и внимательно следит за планетой Апофис, которая, того и гляди, столкнется с Землей.
- Скажите, что нужно сделать, чтобы планету назвали вашим именем?
- Деятельность по наименованию малых планет традиционно поддерживается Международным астрономическим союзом (МАС). Первооткрыватель малой планеты вправе предложить название для нее, затем это предложение рассматривается Комитетом МАС по наименованию малых тел Солнечной системы, и если у членов комитета нет обоснованных возражений против этого названия, то оно публикуется в Циркулярах Центра малых планет, и с этого момента является обязательным для использования во всей астрономической литературе.
- Значит, это вы открыли планету?
- Нет, не я. Ее открыли в Крымской астрофизической обсерватории и предложили мое имя. Я сам никаких планет не открывал, я не наблюдатель, занимаюсь вычислением орбит, траекторий движения малых планет, построением теорий их движения и так далее.
- Как это происходит? То есть, грубо говоря, на какой именно информации эти теории основываются?
- Небесные тела движутся в соответствии с законами, открытыми еще Ньютоном, в частности в соответствии с законом всемирного тяготения. Согласно этому закону, все тела притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между их центрами. Если рассматривать только два тела (Солнце и планету, планету и спутник), то движение меньшего тела вокруг большего происходит по эллиптической орбите. В одном из фокусов эллипса находится главное тело. Такое движение осуществляется без расхода энергии и может происходить практически вечно (здесь я пренебрегаю приливным взаимодействием тел, близко расположенных друг к другу).
Притяжение со стороны третьих тел вызывает возмущения (отклонения) в движении тел от простого эллиптического движения. Построить теорию движения - это значит найти и уметь учесть все такие возмущения в движении планеты, спутника, кометы с возможно большей точностью. В XVIII - XIX веках эта задача решалась путем представления сложного движения в виде суммы большого числа тригонометрических членов (синусов и косинусов сложных угловых величин, зависящих от элементов орбит планет, спутников и т. д. Такими элементами орбиты являются, в частности, значения долготы планеты в начальную эпоху, определяющие положение тела на орбите в определенный момент (начальную эпоху). Вычислив в заданный момент времени значение долготы (оно меняется пропорционально времени, протекшему с момента начальной эпохи) и просуммировав значения нескольких сотен тригонометрических членов, можно было найти достаточно точное положение тела на орбите и вычислить его видимое положение на небе.
Вычисленное положение на небе, как правило, в точности не совпадает с наблюдаемым в заданный момент. Происходит это потому, что, во-первых, в точности неизвестны исходные элементы орбиты. Во-вторых, сами наблюдения обременены ошибками. И в-третьих, построенная теория движения не вполне точна (например, при ее построении авторы пренебрегли действием части сил или учли в разложениях недостаточное число тригонометрических членов). Совершенствование теории предполагает улучшение всех ее составляющих. Уточнение исходных элементов орбит производится на основе различий между наблюдаемыми положениями тел на небе и вычисляемыми значениями. Грубо говоря, поправки к исходным значениям элементов орбиты должны уменьшать рассогласование между наблюдениями и вычислениями.
- Правда, что вы вычислили, будто один из спутников Марса может упасть на эту планету?
- Было такое дело. Лет тридцать назад я занимался построением теории движения спутников Марса Фобоса и Деймоса, и, согласно моим вычислениям, больший по размеру спутник Марса Фобос, более близкий к Марсу, движется с ускорением. Период его обращения вокруг Марса все сокращается, а это означает, что радиус его орбиты постепенно уменьшается. Так следует из обработки наблюдений, которые были выполнены с Земли и с космического аппарата «Маринер 9». Вызвано ускорение тем, что в теле Марса под влиянием притяжения со стороны Фобоса возникают приливные горбы.
Приливные горбы - это что-то, похожее на приливы, вызываемые Луной в наших морях и океанах. При вращении Марса они отстают от движения Фобоса и своим притяжением они как бы тащат его назад. По законам небесной механики это приводит к ускорению движения Фобоса, подобно тому, как сопротивление атмосферы приводит к снижению высоты движения искусственного спутника Земли и сокращению периода его обращения. Процесс этот очень медленный, по моим расчетам, где-то через 30 миллионов лет он должен упасть на поверхность Марса. У нас есть достаточно времени, чтобы проверить эти расчеты…
- Сейчас кроме прочего вы занимаетесь проблемой астероидно-кометной опасности. Насколько она реальна?
- Опасность есть, и в этом нет никакого сомнения. На земной поверхности и на дне Мирового океана обнаружены сотни кратеров ударного происхождения размером от сотен метров до нескольких сотен километров. Такие кратеры могли образоваться в результате падения космических тел, размером от нескольких десятков метров до десятков километров. Известно, что падение тела с космической скоростью приводит к образованию кратера, который по диаметру в 15 - 20 раз больше, чем размеры упавшего тела. Так что если упавшее тело имеет диаметр 10 километров, то диаметр кратера может быть 200 километров и больше.
- И какова вероятность того, что что-то подобное случится?
- Все зависит от величины тела. Исследование этих процессов привело к пониманию, что чем крупнее тела, тем реже тела такого размера падают на Землю. Тела километрового размера сталкиваются с Землей в среднем один раз в несколько сотен тысяч лет- один раз в миллион лет. В результате столкновении Земли с телом километровых размеров в атмосферу выбрасывается колоссальное количество пыли и пепла, которые остаются в ней в течение недель и месяцев и в конечном счете ведут к временному изменению климата всей Земли, уменьшению освещенности в приземном слое, снижению температуры, гибели урожая, а затем через посредство пищевых цепочек к вымиранию многих видов живых существ.
Подобная глобальная катастрофа означала бы гибель современной цивилизации. Если говорить о падении тела размером 10 километров, то частота таких событий оценивается как одно событие в сто миллионов лет. А чем меньше размеры тела, тем частота таких событий больше. Скажем, тела диаметром в 50 метров падают на Землю раз в несколько сот лет – несколько тысяч лет.
- То есть это то, что мы вполне вероятно можем увидеть при своей жизни…
- Да, если человек собирается прожить достаточно долгую жизнь, то существует 10-процентная вероятность того, что он станет свидетелем падения такого тела на Землю. Это не значит, что человек этот обязательно погибнет. Во-первых, две трети поверхности Земли занимают океаны. Падение пятидесятиметрового тела в океан вызовет, конечно, большие волны, цунами, причем они распространятся на десятки и сотни километров, но если событие произойдет далеко от берега, то никакой катастрофы не будет. Кроме того, на Земле много малонаселенных мест – тайга, Антарктида, пустыни. Так что у нас довольно мало шансов пострадать. Наиболее близкий к нам по времени случай катастрофы, вызванной столкновением Земли с космическим телом, — падение в Восточной Сибири Тунгусского метеорита 30 июня 1908 года. Космическое тело, возможно ядро кометы, вошло в земную атмосферу, двигаясь по достаточно пологой траектории. Огненный след его движения в атмосфере наблюдали десятки, если не сотни местных жителей, а затем оно разрушилось на высоте в 8-10 километров над земной поверхностью. Разрушение тела сопровождалось колоссальным выделением энергии, по существу – взрывом. Взрывная волна повалила деревья на площади в 2 тысячи квадратных километров. Представляете, это 40 на 50 километров! Кора большей части деревьев, расположенных ближе к эпицентру взрыва, была обожжена. И даже местные жители, которые находились за десятки километров от эпицентра, вспоминали, что ощущение было такое, будто одежда может вспыхнуть на их теле. По счастью, событие произошло в безлюдном районе, так что человеческие жертвы отмечены не были.
- Известны более поздние случаи?
- Тела метровых размеров влетают в атмосферу Земли ежегодно. При этом они, как правило, разрушаются, а вспышки от их разрушения регистрируются космическими аппаратами. Иногда бывает, что их осколки долетают до Земли, и тогда, если их удается найти и распознать, их регистрируют как метеориты. Совсем недавно, в октябре 2008 года, оптическими станциями слежения было обнаружено небесное тело за 20 часов до его падения на Землю. Судя по его блеску, размеры тела составляли 4-5 метров. Немедленно была рассчитана его орбита, определено предположительное место падения на земную поверхность. Десятки обсерваторий, в том числе Пулковская, наблюдали быстрое приближение тела к Земле. Оно действительно вошло в плотные слои атмосферы над Африкой, на севере Судана. Вспышку, сопровождавшую разрушение тела, наблюдали пилоты одного из пассажирских самолетов. Специальная экспедиция, направленная в район падения тела, нашла его осколки.
- 28 января появилось сообщение о том, что на расстоянии 60 000 километров от Земли пролетел астероид. Вы знаете, что это было за тело?
- Речь идет о малой планете (астероиде) 2012 BX34 –такое у него предварительное обозначение. Размером он, судя по его блеску (звездной величине), всего 7,5 – 17 метров. Наблюдался он всего два дня, с 25 по 27 января этого года, но привлек к себе внимание очень малым расстоянием от Земли: он пролетел мимо Земли на расстоянии 66 000 км, это чуть больше десяти радиусов Земли. Как оказалось, его орбита почти целиком лежит внутри орбиты Земли и только в окрестности самой удаленной от Солнца точки своей орбиты он выходит за пределы земной орбиты. Такие тела трудно обнаружить и трудно наблюдать с помощью обычных оптических инструментов, поскольку почти всегда они находятся на небе на небольшом угловом расстоянии от Солнца. Можно почти с уверенностью сказать, что в будущем он еще не один раз сблизится с Землей.
- А планета Апофис — что она собой представляет? Она ведь довольно большая?
- Эта малая планета с номером 99942 . Она имеет такую орбиту, которая пролегает невдалеке от орбиты Земли. В апреле 2029 года, согласно весьма точным расчетам, которые выполнены в США, Италии и у нас в институте, Апофис приблизится к Земле на расстояние в 38 тысяч километров от ее центра; это в 10 раз ближе, чем Луна. Наши геостационарные спутники летают даже на чуть большей высоте. Ее размеры по оценкам – 270 метров. Скорость относительно Земли составляет около восьми километров в секунду. Если Апофис столкнется с Землей, то в момент столкновения скорость будет существенно большей. Тело подвергнется частичному разрушению в атмосфере, но полностью не сгорит. Тунгусский метеорит для сравнения был диаметром около 50 метров, примерно в 5,4 раза меньше. Значит, масса Апофиса в 160 раз больше, чем у Тунгусского метеорита. Когда Апофис приблизится в 2029 году, его можно будет наблюдать невооруженным глазом, как звездочку.
Вероятность того, что Апофис столкнется с Землей в 2029 году, равна нулю. Однако Земля своим притяжением изменит орбиту тела, причем величина этого изменения зависит от величины минимального расстояния, на котором Апофис в 2029-м пройдет мимо Земли. Подсчитано, что если Апофис пройдет в 2029 году мимо Земли на определенном расстоянии, через так называемую замочную скважину, то его орбита будет изменена таким образом, что через 7 лет он опять возвратится к Земле и в этом случае обязательно столкнется с ней. Вероятность прохождения Апофиса через замочную скважину очень мала, но на 100% исключить ее нельзя. Движение этого тела представляет интерес, и мы постоянно заняты уточнением его орбиты.
- Какой смысл в этих вычислениях? Что можно сделать, если Апофис все-таки “соберется” упасть на Землю?
- Существует такое понятие – время, остающееся до столкновения. Чем больше это время, тем проще организовать активное противодействие столкновения Земли с космическим телом. Если речь идет о нескольких десятках лет, то набор средств для изменения орбиты тела весьма широк. Если тело не очень велико, то легче всего изменить отражательную способность поверхности тела. Тогда силой давления солнечного света оно постепенно будет уведено со своей опасной орбиты. Образно говоря, нужно покрасить тело белой краской. Тогда давление света на него усилится. Технически сейчас такая возможность существует. Другой возможный способ, если тело небольшое по размеру, - это кинетический удар массивным телом: можно направить на него большую ракету. Она ударит тело, сообщит ему импульс, который изменит траекторию движения. За несколько десятков лет тело значительно отклонится от траектории столкновения с Землей. Если время до столкновения мало, то потребуются более радикальные меры воздействия на тело: фрагментация его на части, не представляющие серьезной угрозы для Земли, или отклонение его с опасного курса путем подрыва ядерных зарядов вблизи или на поверхности опасного тела.
- Похоже, что метеориты — это не только опасность. В последнее время ученые часто говорят о том, что именно они занесли на Землю органическую жизнь…
- Это большая тема, и о ней в двух словах не расскажешь. Да и не специалист я в этих вопросах, хотя, конечно, кое-что читал или слышал. Кометы содержат значительное количество водяного льда и органических соединений (например, метан). При столкновениях с Землей они передавали все это в земную атмосферу. Возможно, что большая часть земной гидросферы образовалась в результате этого. Метеориты, осколки астероидов, также приносили на Землю органическое вещество и соединения азота, столь необходимые для жизни. Пока мы в точности не знаем, как возникла жизнь на Земле или, возможно, была занесена на Землю из других частей Галактики. Но уже сегодня мы знаем, что обмен веществом между различными телами Солнечной системы происходит постоянно: на Земле были найдены метеориты, попавшие сюда с Марса, Луны, из пояса астероидов. В последнем номере “Астрономического вестника” опубликована статья авторитетного российского ученого Ксанфомалити (я, к сожалению, не успел еще ее прочитать) о загадочных явлениях, зафиксированных нашими автоматическими посадочными аппаратами на Венере, которые наводят на мысль о возможных живых существах на поверхности этой, казалось бы, не очень приспособленной для жизни планеты.
Мария Элькина, "Фонтанка.ру"
