Реальна ли астероидная угроза? Интервью с научным руководителем Института астрономии РАН Борисом Шустовым

Насколько велика астероидная опасность? Могут ли космические объекты быть угрозой для космонавтики? Возможно ли изменить орбиту астероида, который потенциально опасен для Земли? Об этом ― в интервью с научным руководителем Института астрономии РАН членом-корреспондентом РАН Борисом Михайловичем Шустовым.

― Достаточно регулярно в СМИ появляются заголовки «К Земле приближается огромный астероид» или «Астероид пройдет в опасной близости…». Несколько лет назад, когда очередной астероид пролетал относительно близко от Земли, я обратился к вам за комментарием и вы ответили, что это «абсолютно обыденное событие». Так насколько астероидная опасность велика и реальна?

― Подобные материалы в СМИ появляются до нескольких раз в месяц, я это проверяю по профессиональной привычке. А яркие заголовки ставят, чтобы немного припугнуть читателей, ― считается, что такие материалы притягивают их внимание.

В последние годы проблему астероидной опасности в России стали рассматривать не как исключительно научный вопрос, а уже на государственном уровне. Сейчас прорабатывается проект «Млечный Путь». Ожидается, что в этом году будет представлен аванпроект. Цель «Млечного Пути» ― создание системы информационного обеспечения безопасности космической деятельности в околоземном пространстве. В проект включены четыре темы: космический мусор, космическая погода, помеховая обстановка и впервые ― астероидно-кометная опасность. В России эта проблема, хоть и с некоторым опозданием, но признана на достаточно высоком уровне, и это обнадеживает. В США, Японии и странах Европы государственное внимание к этой теме в виде соответствующих программ и финансирования проявилось уже достаточно давно (в США ― с 1995 г.). 

Теперь и в России в проекте «Млечный Путь» предусмотрено создание подсистемы предупреждения об опасных сближениях с астероидами.

― Допустим, астрономы заранее обнаружат космическое тело опасных размеров, которое гарантированно столкнется с Землей. Астероиды каких размеров считаются опасными и сможет ли человечество что-то с ними сделать, чтобы избежать угрозы? 

― Опасными считаются столкновения с телами размером от десятков метров. Челябинский метеорит, упавший 15 февраля 2013 г., ― это остаток астероида размером 17–18 м. Это небольшое по астрономическим понятиям тело несло энергию, сравнимую с энергией 20 атомных бомб, подобных упавшей на Хиросиму. Столкновения с телами 10 м и более достаточно редки ― по статистике, такие события происходят раз в 20–40 лет. За время, прошедшее с падения астероида в Челябинске, было несколько столкновений с более или менее крупными объектами, но энергетикой раз в 20 меньше.

Гораздо чаще, практически каждый месяц в земную атмосферу входят космические объекты меньшего размера, около 1 м. Например, таким был астероид, пролетевший над городом Ленском в Якутии в декабре 2024 г. Шуму то событие наделало много, но только потому, что возникла редкая ситуация, когда астрономы обнаружили космическое тело за пределами атмосферы почти за сутки до падения. Обычно объекты такого размера засекают, когда они приближаются к Земле и случайно попадают в поле зрения какого-то телескопа, ― на дальних подступах заметить их невозможно. Но метровые тела нам не опасны: они рассыпаются в атмосфере на более мелкие фрагменты и сгорают почти полностью. До поверхности могут долетать только совсем небольшие кусочки.

После обнаружения астероида размером около 1 м никаких действий предпринимать не надо, да и невозможно. Во-первых, делать что-то поздно, а во-вторых, он сам сгорит в атмосфере. Если заранее замечено более крупное тело размерами в десятки метров на орбите возможного сближения, надо определить, столкнется ли оно с Землей.

― Насколько эффективно получается прогнозировать точку падения метеорита на Землю в случае столкновения?

― Орбиту более или менее крупных тел, которые мы видим далеко и можем наблюдать долгое время, возможно определить довольно точно. Хорошим результатом считается определение точки входа космического тела в атмосферу с погрешностью меньше 100 км. Затем начинается не астрономия, а геофизика: тело может войти в атмосферу под разными углами, почти вертикально или полого. От этого меняется траектория падения, характер энерговыделения, время сгорания… Рассчитать точную точку падения можно, только имея хорошие сведения об астероиде: размер, массу, скорость и траекторию входа в атмосферу.

Поэтому мы стремимся исследовать потенциально опасные космические тела как можно полнее и точнее. Исходя из полученных данных, можно оценивать возможные риски и принимать решения о мерах безопасности: в частности, имеет ли смысл эвакуировать людей или, например, закрывать опасные производства.

― А можем ли мы отклонить астероид?

― Этот вопрос сейчас активно изучается в практическом плане. Конечно, если мы заметили тело в последний момент, то все, что мы сможем, — это оповестить население.

Если астероид действительно опасный и находится на относительно малом расстоянии, когда остается около недели или нескольких дней до столкновения, то отклонять его поздно, но возможно принять некоторые меры по его разрушению. Разрушить астероид можно только с помощью мощного оружия, наиболее вероятно ― ядерного. Это скользкий и темный вопрос, поскольку натыкается на массу ограничений, в том числе на международный договор, который запрещает размещать ядерное оружие в космическом пространстве. Тема астероидной опасности обсуждается на уровне ООН, и понятно, что если сложится действительно опасная ситуация, кому-то придется принимать решение. Но кому ― это вопрос.

Есть другой, более «интеллигентный» вариант борьбы с потенциально опасными астероидами ― их отклонение. Это возможно, если менять орбиту космического тела загодя: за год, два, а лучше за десять лет до возможного столкновения. За это время изначально малое отклонение приведет к накоплению эффекта и угрожающее тело пролетит мимо Земли. Чтобы отклонить космический объект, надо придать ему новый импульс. В 2022 г. прошел эксперимент DART (Double Asteroid Redirection Test) ― испытания перенаправления двойного астероида. Американский аппарат ударил в спутник астероида Дидим. Основное тело было примерно километрового размера, а его спутник Диморф ― около 150 м. Он вращается вокруг основного астероида по круговой орбите, и период обращения очень хорошо измеряется. Ученые решили ударить в Диморф и посмотреть, как изменится его период обращения.

Аппарат врезался в спутник астероида на скорости 6 км в секунду. В результате было выброшено множество фрагментов астероида, а орбита изменилась. При этом изменилась она значительно сильнее, чем ожидали ученые. Так выяснилось, что подобным кинетическим способом возможно эффективно менять орбиту небольших астероидов.

И это только один из способов отклонения: сегодня теоретически моделируются и другие варианты. Это может быть ядерный взрыв, который приведет к выбросу вещества и придаст сильный импульс. Разрабатываются и лазерные технологии: выведение на орбиту мощного лазера, с помощью которого возможно испарить часть поверхности астероида, что создаст реактивный эффект, и т.д.

― Могут ли быть опасными для Земли межзвездные объекты?

― Пока мы наблюдали только два таких объекта: астероид Оумуамуа в 2017 г. и комету Борисова в 2019 г. Статья об открытии этой кометы вызвала много обсуждений, и, естественно, возник вопрос: мы увидели только два межзвездных объекта, но сколько их всего и где они находятся? На самом деле их достаточно много, но все равно они составляют только малую долю процента от огромного количества тел, которые летают в пределах Солнечной системы. По оценкам, в каждый данный момент в пределах орбиты Плутона находится несколько десятков межзвездных тел размером от 100 м. Они относительно небольшие и находятся очень далеко, поэтому их не видно.

Сегодня мы способны достаточно точно прогнозировать на большом интервале времени параметры движения и вероятность столкновения с Землей только крупных тел размером более 1 км. Эти астероиды когда-то покинули Главный пояс астероидов из-за динамических возмущений и, двигаясь по существенно вытянутым орбитам, могут сближаться с Землей. Их так и называют: астероиды, сближающиеся с Землей (АСЗ).

Для более мелких АСЗ, например декаметровых, которых насчитывается несколько десятков миллионов, полной информации нет. В лучшем случае мы знаем параметры движения лишь для нескольких тысяч таких АСЗ. Современные телескопы способны обнаруживать их только случайно, а более мощные и эффективные системы обнаружения и мониторинга АСЗ, которые позволят заранее их выявлять и наблюдать, только разрабатываются. Пока наш уровень знаний о телах малого размера близок к нулю.

― Говоря «наш уровень знаний», вы имеете в виду не только российскую, но и мировую науку?

― Да, пока это проблема всего человечества. Но Россия, к сожалению, в этой области отстает от других стран: доля обнаружения потенциально опасных тел в нашей стране не превышает 0,1%. Большую часть известных астероидов, сближающихся с Землей, открыли в США, Европе, Китае.

Такое отставание было одним из аргументов в пользу создания отечественной системы информационного обеспечения безопасности космической деятельности. Пока у нас этим занимаются только астрономы-энтузиасты. В США, Европе, Китае и Японии эта работа ведется на уровне государственных программ.

― Насколько астероиды, сближающиеся с Землей, опасны для пилотируемой и беспилотной космонавтики?

― Мне задавали этот вопрос в «Роскосмосе»: если астероиды представляют редкую опасность даже для населения Земли, то какова вероятность их столкновений со спутником? Действительно, вероятность столкновения метрового или более крупного тела с космическим аппаратом исчезающе мала. Но наблюдать такие тела в ближнем космосе нужно обязательно.

Дело в том, что астероиды ― не одиночки. Как правило, они образуются в результате столкновения и разрушения более крупных тел. После такого столкновения вылетает целое облако, в котором одно-два крупных тела и многочисленный хвост более мелких. Эту мелочевку мы увидеть никак не можем, но для космических аппаратов опасность представляют даже сантиметровые объекты ― метеороиды, так что, наблюдая движение астероидов, мы можем попытаться прогнозировать изменение метеорной обстановки. Понимая, что если поблизости пролетит астероид, то возможно, что его может сопровождать облако мелких обломков, каждый из которых способен критически повредить космический аппарат.

Теперь на эти вопросы обратили внимание, и, возможно, это позволит нам создать госстандарт по метеорному веществу в околоземном пространстве с учетом непрерывно меняющейся динамики населения метеороидов. Действующий сейчас стандарт 1985 г. описывает среднестатистическую обстановку, то есть средний поток метеороидов определенного размера в околоземном пространстве. Но этот поток может меняться, как показывают наблюдения, в сотни и даже в тысячи раз. А принятие решений о серьезных космических операциях, например о выходе в открытый космос, должно учитывать реальную метеорную обстановку.

Поэтому изучение астероидов важно не только для безопасности населения Земли. Обязательно нужно принимать во внимание и облако космической шрапнели, сопровождающее такие объекты.

― Что делает Институт астрономии РАН для противодействия астероидной опасности?

― Мы одно из ведущих научных учреждений, занимающихся этой тематикой. Недавно я и мой коллега из МГУ им. М.В. Ломоносова М.Е. Прохоров для более полного информирования и населения, и специалистов, и ответственных лиц выпустили книгу «Опасности и угрозы из космоса», в которой анализируются угрозы, которые мы обсуждаем: космический мусор, астероиды, проблема темного неба, космическая погода. Мы специально писали книгу в достаточно простом стиле.

Одна из работ, выполняемых в ИНАСАН, посвященная противодействию астероидной опасности, касается обнаружения астероидов, которые приближаются к Земле со стороны дневного неба. То же челябинское тело астрономы не увидели заранее именно из-за того, что все оптические инструменты на дневном небе слепы и заметить его заранее было невозможно. Мы предложили метод, который позволяет выявлять такие астероиды.

Это проект СОДА (Система обнаружения дневных астероидов). Аппарат нужно поместить в точку Лагранжа L1 между Землей и Солнцем ― примерно в 1,5 млн км от Земли и около 148 млн км от Солнца. Тело, находящееся в окрестности этой точки, будет под воздействием динамических эффектов все время пребывать между Солнцем и Землей. Телескоп, находящийся в этой области и направленный под некоторым углом к направлению на Землю, просматривает околоземное пространство, и в его поле зрения попадают все объекты, подлетающие со стороны Солнца. Чтобы видеть все тела размером от 10 м, достаточно даже небольшого телескопа с диаметром зеркала 25–30 см. Сейчас проект СОДА разрабатывается в рамках аванпроекта «Млечный Путь».

Еще один проект посвящен наблюдению малых и сверхмалых тел на геостационарной орбите. С помощью двухметрового телескопа Терскольской обсерватории ИНАСАН мы можем наблюдать на геостационарной орбите объекты от 7 см. Это могут быть обломки после аварий и пикоспутники типа CubeSat, выполняющие там различные функции. Контроль над обстановкой на геостационарной орбите ― еще один вклад нашего института в обеспечение безопасности космической деятельности.

И, конечно, вопросам астероидной опасности посвящено множество теоретических работ нашего института.

― Резюмируя: проблема астероидной опасности существует, ей уделяют внимание, но катастрофы ожидать не стоит?

― Проблема существует, и ее реальность подтверждена челябинским событием 2013 г. Хорошо, что на нее обратили внимание на государственном уровне и идет работа над проектом «Млечный Путь». Надо готовиться к возможным событиям в будущем.

Хотелось бы обратиться к представителям СМИ: я понимаю, что вам хочется чего-то «жареного», но все-таки надо консультироваться с учеными. Я знаю, что астрономы всегда готовы прояснить реальную ситуацию. Например, по поводу метрового астероида, упавшего недавно в Якутии, мне и моим коллегам звонили из МЧС с вопросом: стоит ли поднимать тревогу? Я объяснил, что это рядовое событие, такие небольшие объекты не представляют угрозы и не нужно ничего предпринимать, разве что сообщить населению о событии ― болидном явлении, то есть входе в атмосферу космического гостя. Яркий болид ― это красиво, и, кстати, многие в Якутии смогли посмотреть.

Итак, надо изучать проблему астероидно-кометной опасности, создавать эффективные системы наблюдения и даже разрабатывать способы отклонения опасных астероидов. Но ни в коем случае не нужно ни пугать людей, ни пугаться самим.