Марк Мосевицкий - Распространненость жизни и уникальность разума?

Помимо мощного пояса астероидов, находящегося между орбитами Марса и Юпитера (возможно, обломки развалившейся некогда планеты), существует также локальный пояс из, примерно, 1000 астероидов, располагающийся близко к Земле (т. е. они сопровождают Землю в ее движении вокруг Солнца). Столкновение с этими астероидами наиболее вероятно (Rabinowitz et al., 2000).

В настоящее время зарегистрированы более 1000 астероидов, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли. К ним относится недавно обнаруженный астероид 2004/ED17, размер которого 500–700 м (масса около 1 млрд т). Его опасное сближение с Землей произойдет 4-го мая 2102 г. По предварительным расчетам вероятность столкновения 0.1 %. Это была бы катастрофа, эквивалентная последствиям взрыва всего ядерного оружия, накопленного на Земле. Астероид Апофис (диаметр 600 м) в следующий раз встретится с Землей 13 апреля 2029 г. Он либо врежется в Землю, либо станет ее спутником. Настораживающие прогнозы сделаны и относительно других проходивших вблизи Земли тел. Это астероиды Дионисий (диаметр 1 км), Тутатис (две глыбы диаметром 2 и 3 км), Торо (диаметр 7.6 км), астероиды группы Атон и др. Еще есть время для уточнения орбит этих тел и, если опасения подтвердятся, для принятия решения о необходимых мерах по предотвращению столкновения или смягчения его последствий.

Предложено много схем расположения несущих телескопы станций, как составляющих ближний эскорт Земли, так и удаленных на сотни миллионов километров, в том числе расположенных на других планетах и их спутниках. Естественно, для обработки информации, поступающей с многочисленных наблюдающих космос телескопов, необходимо использовать мощные вычислительные комплексы. После создания сети станций наблюдения и обрабатывающих информацию комплексов даже небольшие, но опасные для обитателей Земли тела (поперечником 70-100 м) будут обнаруживаться на расстояниях в сотни миллионов километров. Наиболее очевидным и радикальным средством защиты является термоядерный заряд, доставленный к летящему к Земле телу или даже внедренный в его толщу с тем, чтобы взрыв перевел тело на другую орбиту или разрушил его. При условии достаточной удаленности тела от Земли может быть использован один из мягких также широко обсуждавшихся методов, рассчитанных на длительное воздействие. Предлагалось закрепление на движущемся к Земле теле плазменного двигателя на атомной энергии, который может ускорить или замедлить движение тела, либо, создавая тягу перпендикулярно направлению движения, сместить его с орбиты. При достаточно длительной работе установки любое из этих действий не позволит телу встретиться с Землей. Можно также развернуть на теле “солнечный парус” – пластиковую пленку площадью в сотни квадратных километров, улавливающую движущееся от Солнца корпускулярное излучение (солнечный ветер). Еще один способ изменить движение тела – окрасить его в черный цвет с одной стороны. Будучи обращена к Солнцу, зачерненная сторона поглощает больше тепла и сильнее разогревается. Соответственно, на этой стороне усиливается испарение воды и углекислоты, а тело, благодаря отдаче, приобретает импульс в обратном току газов направлении. При заблаговременном обнаружении опасного для Земли тела низкая эффективность этих способов может быть компенсирована длительностью воздействия. Недавно был предложен бесконтактный способ отклонения астероида. С этой целью предлагается сблизить с потенциально опасным астероидом массивный корабль. Двигатели должны удерживать корабль от падения на астероид. Благодаря гравитационному взаимодействию астероид будет притягиваться к кораблю, постепенно меняя свою орбиту. Согласно расчетам, для того, чтобы обезопасить Землю от столкновения с астероидом поперечником 200 м, корабль массой 20 тонн должен удерживаться вблизи его поверхности около 20 лет (Lu and Love, 2005).

Однако ситуация может оказаться непредсказуемой. Даже астероид, двигавшийся по не внушавшей опасения орбите, может претерпеть столкновение с другим телом и перейти на орбиту, которая направит его к Земле. Несмотря на то, что расстояния между телами в поясе астероидов, в среднем, составляют сотни тысяч и миллионы километров, такие столкновения происходят, о чем свидетельствуют ударные кратеры, четко различимые на фотографиях крупных астероидов. В некоторых случаях соударения столь сильны, что столкнувшиеся тела раскалываются, образуя семейства (Michel et al., 2003; Nesvorny et al., 2002, 2006). Настораживают довольно часто появляющиеся сообщения об уже состоявшихся опасных сближениях Земли с не известными до того телами.

Эти же соображения относятся и к кометам. Огромное количество комет, исчисляемое многими миллиардами, находится на периферии Солнечной системы, образуя пояса, именуемые поясом Койпера и облаком Оорта. Претерпевая столкновения, кометы меняют орбиты и могут направиться во внутренние области Солнечной системы, в том числе и на сближение с Землей. Наиболее опасны массовые вторжения комет, вызванные сильными гравитационными возмущениями в кометных поясах. Эти возмущения могут быть вызваны ближайшими планетами Ураном и Плутоном, орбиты которых частично перекрываются с кометными поясами, а также воздействием ближайших звезд, которым нельзя пренебречь из-за большой удаленности кометных поясов от Солнца. Именно такое событие могло иметь место около 37 млн лет тому назад (Farley, 1998). Осадочные породы того времени обогащены гелием-3 космического происхождения. Усиленное выпадение космического материала, как пыли, так и крупных тел (обнаружены большие ударные кратеры, относящиеся к тому периоду), продолжалось около 2.5 млн лет. Относительно кратковременное “запыление” внутренней области Солнечной системы согласуется с гипотезой импульсного заполнения Солнечной системы материалом расположенных на периферии кометных поясов.

Внезапно изменившие орбиту астероиды и кометы представляют наибольшую опасность из-за возможности их неожиданного появления в окрестностях Земли. “Мягкие” способы, приводящие к постепенному уводу астероида от Земли, в таких случаях уже недостаточны, и хотя наиболее кардинальный способ – термоядерный взрыв – в этой ситуации (вблизи Земли) нежелателен, он может оказаться, по крайней мере в наше время, единственным воздействием, способным отвратить опасность при сближении с Землей крупного тела. В случае небольших тел может быть использован удар достаточно тяжелой ракетой-болванкой. Оценив массу тела и задавшись скоростью подлета ракеты, можно использовать закон сохранения импульса для расчета необходимой массы болванки. Так, если масса тела 1 млн тонн (поперечник около 100 м), а встреча ракеты с телом состоится за 30 дней до его падения на Землю, то достаточно придать телу боковую скорость 2–4 м/с, чтобы оно к концу срока отклонилось от Земли на несколько тысяч километров. Для этого при скорости подлета к телу, равной 20 км/с, масса ракеты (ракет) должна быть 150–200 тонн. Это вполне реально.