#будущее | Падение астероида

12 Сентября 2013 в 21:30, Илья Хель 3 825 просмотров 12

Метеорит

Астероиды падали, падают и будут падать на Землю. Крупные столкновения опасны, но редки, мелкие случаются часто. По сути, чем меньше размер астероидов, тем чаще они посещают нашу планету. Микрометеориты падают с такой частотой, что вы могли бы собрать коллекцию, если бы знали точно где.

Буквально в 1908 году (вчера по геологическим меркам) огромный взрыв прогремел в местности у реки Подкаменная Тунгуска. Если вы не знаете, Подкаменная Тунгуска это небольшая речушка примерно в 65 километрах от Ванавара в Сибири. Сила взрыва была такова, что ее можно сопоставить со взрывом водородной бомбы в 10 мегатонн. Такая энергия высвобождается при взрыве 10 миллионов тонн тротила. Да, это была не водородная бомба, а очевидно астероид в десятки метров диаметром, который врезался в атмосферу на сверхвысокой скорости и взорвался.

Я говорю «врезался в атмосферу», потому что когда астероиды приближаются к Земле, они делают это со скоростью примерно 32 000 км/ч. Столкновение с воздухом на такой скорости представляет собой что-то вроде взрыва. Представьте, что у вас есть 15-километровый путь, который можно преодолеть за 20 минут при разумных условиях движения. На скорости астероида это займет 2 секунды. Звучит прекрасно, пока вы не взвесите побочные эффекты. Вы когда-нибудь высовывали руку из окна автомобиля, несущегося с высокой скоростью? Воздух удивительно сильно толкает руку, даже хилый одноклассник в детстве толкал в грудь слабее. Физика подсказывает, что сопротивление воздуха резко возрастает при увеличении скорости. 32 000 километров это в 300 раз больше, чем 100 километров, а значит сопротивление, которое ваша рука испытает на скорости астероида, будет в 300 x 300 = 90 000 раз больше, чем при сотке километров в час. Если ваша рука весит полкило, она будет испытывать 40 000 кг сопротивления, если вы высунете ее из астероида.

40 000 килограмм — это потенциал полностью загруженного углем грузового поезда, и ваша рука будет размазана моментально. Вот почему сопротивление уничтожает большую часть метеоритов в воздухе, прежде чем они упадут на землю. Сопротивление превращает их энергию движения в тепло, поэтому метеориты взрываются. Тунгусское событие вполне могло уничтожить город. К счастью, взрыв случился в удаленной лесной зоне, повредив лишь несколько сотен квадратных километров. Даже учитывая мощность Тунгусского метеорита, взрыв был всего лишь пшиком по сравнению с тем, что могло произойти.

Крупные астероиды могут долгое время противостоять атмосфере, прежде чем врежутся в землю. В результате может возникнуть ударный кратер, который превратит в пыль и поднимет в атмосферу столько камня, что климат существенно изменится, возможно, на месяцы и по всему миру. Одно из таких столкновений, полагают, убило динозавров 65 миллионов лет назад, когда астероид Динолит врезался в землю возле города Чиксулуб на полуострове Юкатан в Мексике. Некоторые динозавры, стоит отдать им должное, выжили и дожили до сегодняшнего дня. Мы называем их птицами. А подгруппу этих динозавров мы называем колибри.

Не так давно и, к счастью, совсем маленький астероид упал 49 000 лет назад. Будучи 1,2 км в диаметре, он образовал «самый хорошо сохранившийся кратер от падения метеорита в мире». В Аризоне им владеет компания Barringer Crater, пожалуй, единственная легитимная кратерная компания в мире. Существует несколько других компаний, которые продадут вам кратеры и другие участки земли на Луне и других планетах, но в соответствии с установленными международной конвенцией законами, они ими фактически не владеют, а значит и продать не могут.

Такие фирмы продают лишь свидетельства о праве собственности на внеземные кратеры, а обладатели сертификатов могут попытаться реализовать это право. Эти фирмы законны только как фирмы, печатающие сертификаты, но никак не кратероторговцы.

Кратер, принадлежащий Barringer Crater, который, к слову, называется просто «метеоритный кратер», стал туристическим аттракционом, поскольку не содержал железа на миллиарды долларов, как верил и надеялся старик Берринджер, когда покупал его в 1903 году.

Самый большой ударный кратер на Земле, как известно, это кратер Вредефорт в Южной Африке. Кратер 270 км в поперечнике образовался, когда астероид «Археоастер» размером всего 5-10 км в диаметре, упал на Землю примерно 2 миллиарда лет назад, задолго до того, как первый динозаврик вышел из яичной скорлупы.

Погода устраняет ударные кратеры на Земле, так что они становятся неочевидными. Но вот Луна испещрена многочисленными кратерами, которые хорошо видны в телескоп, поскольку на этом спутнике Земли нет никаких атмосферных ветров и поверхностных вод. Логично будет заметить, что крупные тела чаще подвергаются «налету». Хотя бы потому, что занимают больше места, а значит обладают большим потенциалом к перехвату орбиты астероида.

К тому же, крупные тела обладают более сильной гравитацией, которая стремится засосать ближайшие астероиды, как вентиляция. Крупнейшим телом по соседству к нам является Солнце. Разумеется, на светило часто что-то падает. 1 и 2 июня 1998 года две кометы врезались в Солнце, спровоцировав выбросы корональной массы, своими размерами значительно превышающими Землю целиком. Крупнейшее тело Солнечной системы после Солнца — это Юпитер. В июле 1994 года комета Шумейкера-Леви 9 в виде двадцати кусков погрузилась в планету за пару дней. Падения оставили хорошо заметные в телескоп темные пятна, а также вспышки микроволн, рентгеновских лучей, ультрафиолетовых, инфракрасных и радиоволн.

Вдаваясь в детали

Давайте проясним несколько терминов, которые часто путают.

Метеороиды — (от греч. meteoron, рожденный воздухом) меньше, чем астероид, иногда достигают размеров булыжника, но часто меньше песчинки.

Микрометеороиды — также называют частицами космической пыли, крайне малые метеороиды.

Метеоры — метеороиды, которые вошли в атмосферу и сгорели в процессе полета. Именно это — «падающие звезды». Время загадывать желание.

Метеориты — куски «падающих звезд», упавших-таки на землю.

Микрометеориты — это микрометеороиды, которые упали на Землю. Микрометеороиды не сгорают целиком, потому что они настолько малы, что очень быстро остывают и теряют тепло. Ученые обнаружили высококачественные залежи микрометеоритов в полярном льду и снегу. Да вы и сами можете собрать микрометеориты с крыш и других источников, используя магнит, бумагу и микроскоп.

Астероиды — (буквально, «звездоподобный») это каменные или железные планетоиды, особенно с орбит внутри юпитерианской.

Кометы — во многом похожи на астероиды, только в них присутствует лед. Кометы сформировались далеко от Солнца, там, где холодно, и они содержат легкоплавкую субстанцию вроде льда. Они оставляют хвост, подлетая к Солнцу, поскольку оно поджаривает их и те теряют лед. Мы писали подробно об отличиях астероида от кометы.

Болиды — для астрономов это особенно яркие метеоры — файрболы! Для геологов болиды это астероиды или кометы, которые упали и оставили кратер.

Что мы можем сказать о столкновениях, которые не произошли, но однажды могут случиться? Событие в Подкаменной Тунгуске повалило около 80 миллионов деревьев — или бы уничтожило город. Болид, который создал «метеоритный кратер» в Аризоне был куда более разрушительным, чем Тунгусский метеорит, распылив себя железным дождем на местную область. К счастью, столкновения таких масштабов крайне редки. Но они случаются. Отец всех столкновений, кстати, не оставил кратера на сегодня. Когда Земля была юной, произошло гаргантюанское столкновение с огромным астероидом, полагают многие. Он вошел в нашу планету на огромной скорости, вырвав из нее огромный кусок и забросив его на орбиту. Так образовалась Луна.

Носит ли Земля какие-либо шрамы этого космического апокалипсиса детства? Возможно, необычные минералы, образовавшиеся в тот момент или токи расплавленной породы, сформировавшейся в то время и поныне присутствующей глубоко под поверхностью. Эти токи вполне могут объяснить современные факты вроде «горячих точек» внутри Земли, вроде той, что под Йеллоустоунским национальным парком, которые извергаются каждые несколько сотен тысяч лет (да, про это еще было в фильме «Послезавтра»), или сверхвулканов, от которых гибнут Помпеи. Мы пока не знаем.

«Апофис» — каменный привет из будущего

Озеро у Подкаменной Тунгуски

Событий, в результате которых рождаются луны, в нашей родной звездной системе не ожидается. Но программа околоземных объектов NASA (NEO) неуклонно получает подробную информацию о том, каких масштабов события ждут нас в будущем. Вот, например, 13 апреля 2029 года астероид Апофис подойдет к Земле на расстояние 45 000 километров. Если он врежется, он высвободит 510 мегатонн энергии. Это в 10 раз мощнее, чем «Царь-Бомба» — самая большая из термоядерных бомб, на испытания которых когда-либо замахивалось человечество, ну и русские, конечно же. И это в 50 раз мощнее, чем Тунгусский взрыв. Если Апофис прилетит в крупную населенную зону, больше не будет крупной населенной зоны.

Конечно, 45 000 километров — это вам не в магазин сходить. Случайное прохождение астероида на таком расстоянии, вероятно, не повредит людям с планеты Земля — но вдруг? Какова вероятность того, что этот случайный астероид все же приземлится? Вопрос, на самом деле, из разряда каковы шансы, что дротик дартса попадет в яблочко мишени.

Вот анализ.

Диаметр Земли — 12 743 км. Диаметр большого круга в 45 000 км от поверхности Земли это 45 000 км от круга, олицетворяющего поверхность Земли, плюс 6400 км до центра Земли, плюс 6400 км до другого конца Земли, плюс 45 000 км до другой грани большого круга. Это 100 000 км, или 8 диаметров Земли. Вспомним, площадь прямоугольника, круга или любой другой фигуры пропорциональной квадрату любой длины измерения формы.

Наша планета занимает 1/64 зоны диаметром 100 000 км большого круга, поэтому у астероида, который случайно движется сквозь этот круг, будет 1 из 64 шансов попасть в яблочко. Попадет ли Апофис в цель в 2029 году? Максимальный риск — 2,7 % (больше, чем 1 к 40). К счастью, он быстро упал со времен первоначальных расчетов. Новые измерения и вычисления показывают, что риски равны нулю. Более того, астероид пройдет в 35 400 км от Земли. Мы будет уклоняться от пули. Но мы можем ожидать, что каждый из 64 астероидов, которые пройдут в 45 000 км от нас, может попасть в яблочко.

Большую часть раз нам просто повезет. К примеру, дополнительные вычисления астрономов касательно времени после 2029 года показали, что Апофис будет везти с собой в корзинке один на миллион шанс попасть во время посещений бабушки Земли в 2036, 2068, 2076 и 2013 годах. Но не будет же нам постоянно везти? Столкновение с астероидом может произойти, а значит, произойдет. Даже один процент может означать региональное опустошение — и это слова NASA.

Туринская шкала опасности столкновения — это единственная метрика риска столкновения с астероидом, предназначенная для общего пользования (хотя Палермская техническая шкала опасности столкновения больше используется астрономами). Туринская шкала была названа в честь города Турин в Италии, собрана в 1995 году и представлена на конференции в 1999 году угадайте где. Все известные астероиды по этой шкале обладают статусом «0» (не представляет опасности), кроме астероида VK184 2007, у которого статус «1» (шанс столкновения крайне мал, нет повода для общественного беспокойства). Самый высокий балл — 10: «Столкновение неизбежно и способно вызвать климатическую катастрофу, которая поставит под угрозу будущее цивилизации, какой мы ее знаем».

Не только Апофис

Более важным, чем анализ вероятности воздействия конкретно Апофиса, будет лучшее понимание того, как противостоять любому астероиду. В конце концов, если у вас на заднем дворе мусор, вам не важно, какой он.

Карта

Известно около 900 крупных (1 км или больше в диаметре) известных околоземных объектов. Мы показывали красивую карту, на которой изображены все. 92 из них были открыты в 2000 году, но с тех пор наблюдается тенденция снижения количества новых открытий. Другими словами, мы обнаружили большинство из того, что есть, и продолжаем их исследовать для полной инвентаризации. Но: есть много других астероидов, диаметр которых меньше километра, но которые могут причинить ущерб. Вспомните, как Апофис, так и Тунгусский метеорит были меньше километра в поперечнике. Не стоит также забывать и о том, что нечто большое может приземлиться у вас на улице завтра, испортив настроение (на очень долгое время) и нарушив все метрики. Но астрономы бдят, а значит в скором будущем переживать не стоит.

Все это основано на конкретном предсказании орбиты тела опасных размеров, которые хранятся в базе данных. Столкновения с метеоритами размером с Тунгусский происходят раз в тысячу лет, в среднем. Крупные столкновения случаются реже, мелкие — чаще. Астероид, который отправил к праотцам динозавров, может упасть раз в 200 миллионов лет. События же эквивалентные килограмму тротила происходят три раза в день. Взрывы метеоритов до 1 мегатонны по большей части происходят в небе. «Падающие звезды» находятся в этой категории.

Что же нам делать?

Метеорит Хоба

Падение астероида прикончило динозавров. Падение еще одного может приговорить нас. Нужно что-то с этим делать, да? Но что? Ассоциация исследователей космоса, которая называет себя «международной профессиональной организацией астронавтов и космонавтов», утверждает, что затяжные дискуссии могут привести к бездействию, и эвакуация из зоны падения — наш единственный шанс. Эвакуация это хорошо, она может повредить разве что экономику, но спасти жизни. И уже есть конкурентоспособные стратегии. Всегда можно оценить экономические затраты, спланировать, реализовать и радоваться.

Проблемные астероиды нужно разобрать. Это означает обнаружение потенциально опасных объектов, слежку за ними, чтобы столкновение можно было предсказать за много лет до него. Это даст время на разработку эффективных действий. Такие проекты называются наблюдениями «Космической стражи» после того, как Артур Кларк выдал фантастический роман «Свидание с Рамой» 1973 года, а NASA запустило их 19 лет спустя в 1992 году. Позднее секция 321 NASA поставила задачу в 2005 году обнаружить и охарактеризовать 90 % околоземных объектов размером не менее 140 метров к 2020 году. Эта цель будет достигнута, судя по прогнозам, несколькими годами позже. Неважно — понимание того, как работать с опасными астероидами, важнее, чем достичь цели в срок. Но и осознание опасности астероида это только часть истории. Смягчение их угрозы это часть два. Некоторые методы нейтрализации угрозы астероида могут работать временно (веками или тысячелетиями, например).

Что сюда входит? Отталкивание тела в сторону, и это не хилый одноклассник, учитывая, что скалистый астероид 30 метров в диаметре может весить около 600 000 тонн, быть на расстоянии миллионов километров от нас и лететь на скорости 32 000 км/ч. Это примерно 10 км/с. Нельзя просто вызвать эвакуатор, чтобы оттащить астероид в сторону. Для этого разрабатываются разнообразные экзотические стратегии. Все они на сегодняшний день даже не расписаны на бумаге, но от некоторых уже несет романтикой за космическую версту.

  1. Приземлиться на астероид и установить множество зеркал, которые сосредоточат солнечный свет на определенной области. Достаточное количество зеркал сможет выпарить часть материала. Пары будут улетучиваться в космос, понемногу толкая астероид в противоположном направлении (в соответствии с третьим законом Ньютона).
  2. Как и выше, нагреть материал, но в этот раз используя мощный лазер (на солнечных батареях). Лазер не может быть на Земле, поскольку лучу понадобится преодолеть огромное расстояние, растеряв мощности; лазер придется перевезти.
  3. Высадить на астероид космический корабль, а затем использовать двигатели корабля, чтобы подтолкнуть астероид. Корабль должен быть перевернут вверх ногами, чтобы это сработало.
  4. Поглощение и отражение света вызывает небольшое количество силы. Например, когда Солнце находится прямо над головой, оно толкает квадратный километр земной поверхности с силой примерно 500 г/км2. Свет толкает идеально отражающую поверхность в два раза тяжелее, чем абсолютно черную (абсорбирующую). Кроме того, все тела излучают тепло, больше при высоких температурах и меньше — при низких. Это производит небольшую тягу — эффект Ярковского. По этим причинам раскрасить часть астероида черным, белым или серебряным цветом — значит заставить его сменить траекторию с течением времени. Слабые силы будут делать это долго, сильные — быстро. Взрывы, например, могут вызвать кратковременные и мощные силы.
  5. Столкнуть космический корабль с астероидом. На скорости 10 км/с столкновение вызовет мощный взрыв и, что более важно, изменит скорость астероида, а значит и его орбиту. Едва ли это поможет против астероида 1 км в диаметре и с плотностью, в два раза превышающую плотность воды, если столкнуть его со 100-тонным кораблем, поскольку это лишь оттянет момент на 35 км/год. Но для астероида 50 м в поперечнике, то есть размером с Тунгусский болид, ситуация будет другой: диаметр в 20 раз меньше, а значит и объем, и масса, а скорость изменится в 8000 раз, то есть это будет уже 18 000 км/мес. Учитывая то, что Земля всего 12 тысяч километров в диаметре, вероятно, такой ход спасет нашу планету.
  6. Взорвать что-нибудь рядом или под поверхностью астероида. Или врезать большой корабль в него с той же целью. Могут быть проблемы, если астероид развалится, вместо того, чтобы сменить орбиту.
  7. Ядерный взрыв сильнее и, по данным NASA, будет более эффективным. Кроме того, с учетом нынешних технологий, это даже возможно. Но взрывы могут просто развалить астероид, а не сдвинуть. Если развалить его недостаточно хорошо, то летящие осколки найдут себе новые опасные орбиты. Это нужно опробовать экспериментально, чтобы сработало потом. Если нам удастся провести эксперимент, мы вполне сможем в дальнейшем подорвать опасный астероид вроде Апофиса превентивно, если человечество будет недостаточно подковано, чтобы встретить лицом к лицу опасность. Заодно будет стимул избавиться от ядерного оружия, которое хранится у нас на Земле.
  8. Брюс Уиллис.

В то время как избавление от опасных астероидов выглядит правдоподобным, технология еще слишком сыра, чтобы давать стопроцентную уверенность. Известный астроном Карл Саган вообще боится, что мы отправим астероид на Землю, вместо того, чтобы отвести его. Нам нужно знать, когда и где состоится столкновение, как можно заранее. Имея 100 и больше лет в запасе, мы сможем эвакуировать зону падения метеорита, а также вовремя выработать методы, которые подтолкнут или уничтожат гостя. Даже крупные города можно переместить или рассредоточить за сотню лет. Если Сеул начал бы перемещение 50 лет назад, чтобы выйти из зоны обстрела северокорейской артиллерии, дело было бы наполовину сделано.

С другой стороны, если предупреждение будет сделано за пару дней или недель, понадобится срочная эвакуация. Некоторые города должны запастись планом заранее. Так как большая часть Земли покрыта водой, большинство астероидов упадет в глубокую воду. Как и землетрясения, падение вызовет цунами. Даже относительно небольшое цунами разрушило АЭС в Фукусиме в Японии, высвободив большое количество радиоактивных загрязнений.

Другая разрушительная катастрофа связана с цунами в Индийском океане в 2004 году — тогда погибло более 200 000 человек. Истории наводнений в разных народах (Ноев ковчег) напоминают нам о необходимости предвидеть катастрофу. Вселенной не стоит бояться ввиду скоротечности нашей жизни, но если мы хотим справиться с катастрофами космических масштабов, нужно действовать разумно и коллективно.

#будущее | Падение астероида

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

12 комментариев

  1. Z

    Ну Илья , Любишь ты зевак пугать , астероид который прикончил динозавров , имеет шкалу времени от миллиона до сотни миллионов лет , как говорят оптимисты на наш век хватит а дальше хоть трава не расти .

  2. samsusam

    Браво, приятно было почитать

  3. alexsobol

    Брюс Уиллис

  4. Guru

    Статья изобилует ... хм... бредом! 90 000 х 0,5 = 45 000 а не 40 000. "40 000 килограмм — это потенциал полностью загруженного углем грузового поезда" WTF? Потенциал, килограммы? Если имелся в виду эквивалент в массе, так один вагон угля весит порядка 50 тонн!
    "Такие фирмы продают лишь свидетельства о праве собственности на внеземные кратеры, а обладатели сертификатов могут попытаться реализовать это право. Эти фирмы законны только как фирмы, печатающие сертификаты, но никак не кратероторговцы" - это то зачем было тут писать, просто чтоб статью наверстать побольше???
    Огромное количество нелепостей и несуразностей... Илья, читайте хоть иногда то что постите.

  5. Guru

    Колибри - динозавры? Это то Вы где взяли?

  6. Atmosferik

    Согласен с Гуру! Добавлю про Тунгусское событие. На сегодняшний день нет доказательств, что это метеорит, т.к. Не нашли ни единого осколка на земле.

  7. oenilloc

    Позитивная веселая статья )

  8. Archer

    Илюша опять толкнулся травки )))

  9. adidas99

    Позитивная веселая статья )

  10. Баха

    Всё подозрения с Тесла сняты

  11. msonic777

    Если Человечество собьётся с пути - астероид не промахнётся )

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.