Отто Байндер - Загадки астрономии

С астероидами связана и еще одна загадка, волнующая умы ученых.

Загадка 4. Какова форма астероидов?

Астероид Эрос обнаруживает значительные флуктуации блеска. Такие колебания блеска возможны и в случае сферического тела, если одна его половина светлая, другая темная и они видны попеременно вследствие осевого вращения. Но, поскольку почти все астероиды, за исключением самых больших, меняют свой блеск, наиболее вероятно, что среди них нет тел сферической формы.

Например, Эрос, по-видимому, имеет 25 км в длину и 10 км в ширину, напоминая по форме гигантскую картофелину, кувыркающуюся в космическом пространстве. При виде сбоку он благодаря большей отражающей поверхности увеличивает свой блеск. Когда же на Землю направлена его ось, блеск составляет лишь 1/ 3максимального.

Вероятно, другие астероиды имеют более сложные формы с выпуклостями, плоскими участками поверхности, зазубренными скальными выступами и рваными краями. Космонавты могут встретить малые планеты в виде тороидов («бубликов»), гантелей, шаров с шипами и даже подобий пирамид, кубов, ромбоидов и других причудливых геометрических фигур.

Наблюдения за Эросом привели к еще более важному открытию, которое в свою очередь поставило другую неожиданную проблему.

Загадка 5. Что заставило некоторые своенравные астероиды покинуть «проторенную дорожку» между Марсом и Юпитером?

В 1898 г. Витт, наблюдавший Эрос на обсерватории Урания в Берлине, утратил свое обычное спокойствие, как только астероид пересек орбиту Марса и продолжал двигаться так, как будто собирался врезаться в Землю. Но он не подошел ближе чем на 22 млн. км и вновь повернул назад, за орбиту Марса. Оказалось что перигелий (ближайшая к Солнцу точка его орбиты) удален от Солнца на 172 млн. км , в то время как афелий (самая далекая от Солнца точка) находится за Марсом, где покорно движутся по предназначенным им орбитам другие астероиды.

Было обнаружено, что и другие астероиды путешествуют среди планет по орбитам, перигелий которых находится недалеко от Земли: Альберт — 29 млн. км, Алинда и Бетулия — 24 млн. км и Амур — 16 млн. км. Сильную тревогу вызвало в 1932 г. быстрое прохождение Аполло на расстоянии лишь 10,5 млн. км от Земли. Затем в 1936 г. Адонис пролетел на расстоянии 2,4 млн. км. Но настоящую панику вызвал в 1937 г. Гермес, «просчитавшийся» лишь на 800 000 км . Хотя его диаметр около 1,5 км , тем не менее из-за своей массы, оцениваемой в 3 млн. тонн, он способен при столкновении с Землей вызвать ужасную катастрофу.

Почему они могут подходить так близко к Земле? Это происходит потому, что афелии этих малых планет находятся дальше, чем у Эроса, и они пересекают земную орбиту на пути к перигелию, который ближе к Солнцу, чем Земля. Некоторые из них подступают к Солнцу даже ближе, чем Венера (среднее расстояние от Солнца 108 млн. км ): Гермес — на 103 млн. км , Аполлон — приблизительно на 100 и Адонис — на 65 млн. км .

Перигелий Адониса, таким образом, находится недалеко от орбиты Меркурия, отстоящего от Солнца в среднем на 58 млн. км . Поскольку афелий Меркурия лежит в 69 млн. км от Солнца, Адонис пересек его орбиту.

Рис. 8. Астероиды с эксцентрическими орбитами, пересекающие орбиту Земли на пути к перигелию.

В 1950 г. был открыт астероид Икар. На глазах зачарованных астрономов, наблюдавших его и вычерчивающих его орбиту, крошечный космический странник (диаметром около 1 км ) вошел внутрь орбиты Меркурия, миновав его афелий, и все еще продолжал свое движение к Солнцу. Наконец, оставив позади и перигелий Меркурия (45 млн. км от Солнца), Икар установил своеобразный рекорд. Он подошел к Солнцу на 28 млн. км — ближе всех известных нам небесных тел, за исключением комет. Отсюда Икар и все другие астероиды с большим эксцентриситетом поворачивают назад, направляясь к своему афелию между Марсом и Юпитером, чтобы присоединиться к своим собратьям. Но по меньшей мере один из них, Гидальго, — мятежник, который пересекает орбиту Юпитера и достигает афелия почти за пределами орбиты далекого Сатурна. Эрос также совершает свое обращение в гордом одиночестве: его траектория на 65 % лежит в пределах орбиты Марса. Он обращается вокруг Солнца за 643 дня, то есть быстрее, чем за марсианский год — 687 дней.

Загадка 6. Может ли астероид столкнуться с Землей?

Гигантские кратеры были оставлены астероидами, движущимися вокруг Солнца внутри орбиты Марса, которые встретились с Землей в момент пересечения ее орбиты. Если бы астероид, образовавший кратер Чабб, упал в пределах Нью-Йорка, он выбил бы дымящуюся воронку диаметром 3 км , после чего ударная волна сравняла бы с землей все небоскребы.

Но, к счастью, орбиты капризных странников обладают эксцентричностью двоякого рода. Они не только представляют собой чрезвычайно вытянутые эллипсы, «нанизанные» на Солнце, но и имеют большие наклонения, (угол наклона плоскости орбиты к плоскости эклиптики). Поэтому вероятность встречи Земли и астероида очень мала, так же как и двух искусственных спутников, вращающихся вокруг Земли по экваториальной (в направлении восток-запад) и полярной (север-юг) орбитам, даже если они летают на одной и той же высоте. Подсчитано, что один только Гермес может в будущем подойти к Земле ближе, чем Луна, но и тогда расстояние до него составит не менее 350 000 км .

Однако такое поведение не является образцом для еще не открытых астероидов, которые одновременно с Землей могут оказаться в точке пересечения орбит. Периодически открываются новые астероиды с большим эксцентриситетом. Последним был Географос (1954) с перигелием на расстоянии 122 млн. км от Солнца — между орбитами Земли и Венеры. Телескопы, вынесенные за пределы земной атмосферы, например орбитальная астрономическая обсерватория, смогут в условиях прекрасной видимости зарегистрировать десятки или даже сотни не известных ранее астероидов.

Среди них может оказаться Гипотезус — не открытый пока астероид с перигелием на расстоянии 150 млн. км от Солнца. Его орбита не пересекала бы, а лишь касалась орбиты Земли. При нулевом наклонений орбиты такой астероид на одном из своих витков вступил бы в состязание с Землей — кто быстрее достигнет точки пересечения орбит? Гонка закончилась бы вничью — столкновением.

Рис. 9. Орбита неоткрытого астероида Гипотезус, который при помощи реактивных двигателей будущего можно будет перевести на околоземную орбиту и использовать для решения многих практических задач космонавтики.