15 февраля 2013 года астрономы ждали, что рядом с Землей пролетит 30-метровый астероид 2012 DA14. Он и пролетел — в десятках тысяч километров от планеты, как сегодня, скорее всего, промчится двухметровый 2018 VP1. Но за несколько часов до этого случилось кое-что непредвиденное. В 9:20 утра жители Урала и Казахстана заметили яркую вспышку в небе. В атмосферу вошел 20-метровый болид и, взорвавшись через 13 секунд, повыбивал стекла в Челябинске и городах области.
Из-за взрыва никто не погиб, хотя со времен Тунгусского метеорита ничего крупнее на Землю не падало. Тем не менее около 1,5 тыс. жителей города и Челябинской области обратились за медицинской помощью, а экономический ущерб, по оценкам чиновников, превысил 1 млрд рублей. Но куда более сильное впечатление, чем статистика, произвели кадры с видеорегистраторов. Эти ролики напомнили, что Земля находится не в пустоте, а в окружении тысяч огромных объектов, которые способны разделить историю человечества на до и после, а то и вовсе всех нас прикончить.
Для астрономов Челябинский метеорит стал таким же сюрпризом, как и для обычных людей. Отчасти дело в том, что небесные тела такого размера не считаются опасными, а потому их ищут "одним глазком". Поиски ведут при помощи роботизированных телескопов в рамках проектов Catalina Sky Survey, Pan-STARRS и других государственных и частных программ. А главный "ответственный" за поиск потенциальных убийц человечества — орбитальный инфракрасный телескоп WISE, который находит даже невидимые с Земли астероиды. В 2010 и 2011 годах NASA опубликовало каталог околоземных объектов NEOWISE. Сегодня в нем почти 900 околоземных астероидов диаметром от 1 км и около 20 тыс. менее крупных объектов. Лишь две тысячи из них относятся к потенциально опасным.
Для оценки опасности астрономы разработали несколько шкал. Одна из них — Туринская, где учитывается вероятность столкновения и энергия удара. Ноль по этой шкале получают астероиды и кометы, которые наверняка или почти наверняка разминутся с Землей, а также мелкие объекты, сгорающие в атмосфере. Десятку получат небесные тела, которые точно врежутся и учинят планетарную катастрофу.
Двум астероидам — Апофису и Бенну — после обнаружения присваивали сравнительно высокие баллы. Открытый в 2004 году 350-метровый Апофис, названный в честь злодея из сериала "Звездные врата: SG-1", сначала получил рекордную на то время двойку, а затем и четверку по Туринской шкале. Столкновение с Землей могло произойти в 2036 году. Сегодня вероятность того, что Апофис встретится с Землей, оценивается в 0,00089%, это один шанс из 112 тыс. То же самое произошло с Бенну. Вероятность его падения на Землю сейчас составляет 0,037%.
До недавнего времени самым опасным околоземным объектом считался 500-метровый астероид 2009 FD: вероятность падения на Землю в 2185 году оценивалась примерно в 0,29%. Но год назад ученые просчитали, что под действием света и тепла Солнца его орбита сместится, так что столкновение с нашей планетой значительно менее вероятно. Пока самым опасным небесным телом следует считать 1,3-километровый астероид 1950 DA: с вероятностью 0,012% он врежется в Землю в 2880 году. Но прогнозы почти на тысячу лет не соответствуют критериям Туринской шкалы, так что формально первое место в рейтинге космических угроз остается за Бенну.
Что касается объектов размером с "Челябинск", то ученые не могут точно оценить, насколько часто они падают на Землю и велика ли реальная угроза. В 2011 году NASA сообщало на презентации первого каталога NEOWISE, что сегодня мы знаем лишь о 5 тыс. астероидов размером около ста метров, но всего их может быть несколько десятков тысяч. Число менее крупных объектов в пределах главного пояса астероидов может достигать миллиона. Время от времени их выбрасывает в сторону Земли из-за гравитации более крупных тел. Подобные события происходят крайне редко по меркам человека, но многие потенциально опасные околоземные объекты, в том числе Бенну, оказались на своих нынешних орбитах именно так и относительно недавно, лишь несколько миллионов лет назад.
Но даже если обнаружить объект заранее, определить его размеры и рассчитать орбиту, то этого мало для того, чтобы оценить ущерб от столкновения и придумать план спасения. Еще нужно знать состав и структуру небесного тела, а чтобы все это выяснить, хорошо бы слетать на место.
Добраться до астероидов, пока они не добрались до нас
В 2008 году первым аппаратом, который отправился к космическому булыжнику, стал японский зонд "Хаябуса". Целью "Хаябусы" был астероид Итокава. Из-за многочисленных поломок и фантастического невезения зонду удалось собрать лишь полторы тысячи пылинок, которые он все же доставил на Землю спустя два года. А зимой 2014 года к астероиду Рюгу (1999 JU3) отправился аппарат "Хаябуса-2".
Тем временем NASA подготовило свою собственную миссию, OSIRIS-REx, которая в 2016 году отправилась к Бенну, чтобы изучить структуру одного из самых опасных астероидов и получить пробы грунта. Первые наблюдения OSIRIS-REx показали, что поверхность "астероида Судного дня" усеяна крупными камнями, а породы содержат много воды. К удивлению ученых, недра Бенну оказались рыхлыми и пористыми. Из-за этого труднее оценить, что будет при его столкновении с Землей и как изменится его орбита, если попробовать ее скорректировать.
Теоретически сбить астероид с курса можно разными способами. Участники проекта DE-STAR предлагают запустить на низкую околоземную орбиту платформы с лазерными установками. Пучок энергии нагрел бы участок поверхности астероида или кометы до 3 тыс. °K, породы испарились бы или разлетелись в стороны, что изменило бы направление движения. Если же держать на орбите лазеры помощнее или отправлять платформы с лазерами прямо к астероидам и кометам, то потенциальных убийц человечества можно было бы разрушить целиком. Но до дела не дошло.
Российские чиновники в 2013 году говорили о термоядерных боезарядах и обещали создать систему раннего предупреждения под эгидой МЧС к 2020 году. Год назад представители ЦНИИмаш заявили о создании национального Центра по отслеживанию и сопровождению опасных астероидов и комет. Он призван координировать работу Роскосмоса, РАН, МЧС, а также МИД, связанную с "обеспечением безопасности космической деятельности в околоземном космическом пространстве".
В NASA и ESA продумывали что-то похожее. Они предлагали бомбить опасные небесные тела или просто направлять в них космические аппараты — взрыв или удар отклонили бы астероиды и кометы в сторону от Земли. Самым большим проектом такого рода была миссия ARM, о которой NASA рассказало вскоре после падения Челябинского метеорита: агентству как раз втрое увеличили бюджет на отслеживание и противодействие опасным околоземным объектам.
Ученые планировали запустить к астероиду межпланетную станцию, чтобы забрать образец грунта и, выстрелив в него металлической болванкой, посмотреть, изменится ли его траектория. В 2018 году финансирование ARM закончилось: в США решили, что пилотируемые полеты к Луне и Марсу важнее. Но еще осталась совместная миссия ESA и NASA под названием AIDA, которую готовят с 2012 года. По задумке, два аппарата, DART и Hera, отправятся к опасному околоземному двойному астероиду Дидим. Первый врежется в одну из половинок астероида на скорости около 6,5 км/сек., а второй будет наблюдать за последствиями этого столкновения.
DART должен полететь в следующем году, тогда он достигнет своей цели в октябре 2022 года, а Hera отправится изучать следы этого столкновения позже, в 2024 году, когда этому будет благоприятствовать конфигурация планет и положение Дидима на орбите. Она прибудет к астероиду ориентировочно в 2027 году, из-за чего многие участники миссии предлагают задержать запуск DART для того, чтобы Hera прибыла к астероиду до удара по его поверхности.
Пока DART и Hera не достигли своей цели, а OSIRIS-REx и "Хаябуса-2" не вернулись на Землю, ученые могут только гадать о том, из чего в точности состоят астероиды, как их отвести от Земли и что будет, если они все-таки столкнутся с нашей планетой. На последний вопрос ученые, пока у них нет нужных данных, пытаются ответить, изучая следы прошлых катастроф. Самый известный и изученный из них — кратер Чиксулуб на юге Мексике. Падение 10-километрового космического "булыжника" 65,5 млн лет назад оставило воронку диаметром 180 км и привело к катастрофическим последствиям: считается, что именно из-за падения метеорита вымерли динозавры и изрядная часть фауны мезозоя.
Кратер Вредефорт в ЮАР, очевидно оставленный метеоритом, еще больше: его диаметр составляет 300 км. "Камушек" упал на Землю около 2 млрд лет назад, когда на планете господствовали микробы. А семь лет назад ученые нашли на юге Австралии пока безымянный кратер диаметром 400 км, возникший в палеозое, около 300–420 млн лет назад. Другое дело, что следов от небольших — до нескольких сотен метров — астероидов нам известно не так много, так что последствия падения подобных тел на города и густонаселенные страны пока очень сложно оценить. Поверхность Земли непрерывно меняется под действием эрозии и тектонических процессов, поэтому часто ученые не могут прийти к согласию насчет того, являются ли открытые ими черты рельефа или геохимические аномалии следами падения астероидов или каких-либо земных процессов.
Примером служит так называемая Кловисовская комета. Так ученые называют объект размером с Тунгусский метеорит, который предположительно упал на Америку примерно 13 тыс. лет назад. Его падение должно было вызвать кошмарные пожары, резкое похолодание из-за пепла и аэрозолей, на что указывают следы на дне древних пересохших озер в Мексике. Катастрофа объяснила бы вымирание последних представителей ледниковой мегафауны и исчезновение культуры кловис, к которой принадлежали первые племена индейцев Америки и чье место заняли другие группы древних обитателей Нового Света.
Семь лет назад американские геологи заявили о том, что нашли место падения этого объекта. Он предположительно рухнул на территории провинции Квебек в Канаде, но сам кратер найти пока не удалось. Это породило споры о том, произошло ли это событие на самом деле и было ли оно связано с похолоданием, которое началось примерно в это же время. В 2020 году другие геологи усомнились в этой гипотезе, изучив отложения в осадочных породах возрастом 11–13 тыс. лет в пещере Холла на юге Техаса. Изотопный анализ показал, что похолодание и прочие события, ассоциируемые с падением Кловисовской кометы или астероида, скорее были обусловлены извержениями вулканов.
Вряд ли космические зонды поставят точку в этих дискуссиях, но и будущее нас беспокоит сильнее, чем прошлое.
Что делать? Этот вопрос часто задают руководителю NASA и российским чиновникам из космической отрасли. Как выражался Чарли Болден, глава NASA при администрации Барака Обамы, на сегодня у человечества нет никаких средств защиты от космических угроз, кроме как молитвы и удачи. Закрытие проекта ARM, других государственных и частных инициатив по изучению астероидов и добыче на них полезных ископаемых говорит о том, что интерес к проблеме спустя почти восемь лет после падения Челябинского метеорита несколько угас. Не добавляют оптимизма спад в экономике и возобновившаяся "лунная гонка".
Но есть надежда на то, что скоро на астероиды снова обратят внимание. И "Хаябуса-2", и OSIRIS-REx получили массу интересных данных, а образцы грунта, которые они должны доставить на Землю, позволят сделать новые открытия. В проблеме планетарной обороны появятся конкретные вопросы, а это сделает ее гораздо более понятной и насущной для чиновников, дипломатов и политиков.
