Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра

В работе [Giorgini et al., 2008] эта проблема также обсуждается, но с применением иных подходов. Впрочем, результаты в целом оказываются сопоставимыми.

Можно поставить вопрос: какова вероятность того, что с учетом всех факторов столкновение с Апофисом в 2036 г. произойдет, и как вероятность столкновения будет эволюционировать с течением времени? Можно попробовать найти ответ на этот вопрос, если еще раз обратиться к рис. 7.5. Мы уже видели, что «замочная скважина» для столкновения в 2036 г. располагается на расстоянии 1444,7 км = 4,11σ_ζ от центра эллипса, что определяет малую вероятность столкновения. Но при этом не был принят во внимание эффект Ярковского. Он способен сдвинуть центр эллипса, а вместе с ним и весь эллипс рассеяния вдоль большой оси в ту или иную сторону. Направление смещения и его величина зависят от положения оси вращения астероида. Если наклон оси вращения к плоскости орбиты астероида меньше 90° (прямое вращение), то, как нетрудно видеть, реактивный эффект покидающих тело тепловых фотонов имеет составляющую, направленную по вектору орбитальной скорости тела (рис. 7.9).

^{Рис. 7.9. Эффект Ярковского в случае прямого вращения астероида; F — вектор реактивного ускорения, v — орбитальная скорость астероида}

Это приводит к увеличению большой полуоси орбиты астероида и уменьшению его среднего движения. Астероид будет двигаться по орбите с некоторым отставанием во времени и догонит плоскость цели 13 апреля 2029 г., несколько позже по сравнению с невозмущенным случаем. Из этого следует, что координата ζ центра эллипса окажется больше и астероид пройдет мимо Земли на несколько большем расстоянии от ее центра и от «замочной скважины» (положение последней в возмущенном случае останется практически тем же). В случае обратного осевого вращения астероида все будет обстоять с точностью до наоборот. Астероид пересечет плоскость цели в более ранний момент времени по сравнению с невозмущенным случаем, и весь эллипс как целое сместится в сторону меньших геоцентрических расстояний. По расчету [Giorgini et al., 2008] эффект Ярковского может привести к смещению астероида вдоль орбиты на величину от 325 км до 740 км в зависимости от принятых значений радиуса, плотности вещества и коэффициента теплопроводности. Можно рассчитать, что значение координаты ζ при этих смещениях вдоль орбиты изменится на величины того же порядка. При прямом направлении вращения это означает, что расстояние от центра эллипса до «замочной скважины» возрастет на указанные величины и что столкновение практически невозможно (вероятность столкновения меньше 10^-7). При обратном направлении вращения эффект Ярковского способен сдвинуть эллипс рассеяния так, что «замочная скважина» окажется в пределах 3a_ζ. Вероятность столкновения в этом случае остается малой, но заметно отличной от нуля.

7.8. Астероид 2008 ТС3

Данный объект называют астероидом, поскольку он был обнаружен по технологии наблюдения астероидов и получил первичное обозначение как астероид. На самом деле это тело оказалось малым по размеру и, строго говоря, должно называться не астероидом, а метеороидом (см. главу 5). Тем не менее, этот объект интересен тем, что его столкновение с Землей было заранее спрогнозировано и реально наблюдалось. Тем самым международная кооперация по обнаружению АСЗ прошла важное испытание в отношении оперативности и слаженности ее действий, а обсуждающиеся в этой главе методы прогноза столкновений прошли практическую проверку. Все события с момента открытия астероида и до момента его столкновения с Землей произошли очень быстро и заняли не более суток.

6 октября 2008 г. в 6 ч 39 мин Всемирного времени (UTC) Р. Ковальский на обсерватории Маунт Леммон (штат Аризона, США) обнаружил объект примерно 19^m, предварительно обозначенный им как STA9D69. Наблюдения выполнялись в рамках финансируемого НАСА обзора объектов, сближающихся с Землей (Catalina Sky Survey). Наблюдения немедленно были переданы в Международный планетный центр, где была вычислена предварительная орбита, показавшая, что объект с вероятностью 98 % находится на орбите, приводящей к столкновению с Землей в ближайшее время. Объект получил предварительное обозначение 2008 ТС3. Планетный центр немедленно разместил информацию об объекте на своем сайте и передал ее в Лабораторию реактивного движения НАСА (США). В течение часа после получения первых данных в ЛРД было вычислено, что объект войдет в атмосферу Земли 7 октября над северо-восточной Африкой.

Исходя из оценок звездной величины и расстояния до астероида его размер был определен в 2–5 м. Обычно объекты такого размера полностью разрушаются в атмосфере Земли. Поверхности Земли достигают только небольшие осколки, потерявшие высокую скорость. Вхождение астероида в атмосферу могло наблюдаться в течение нескольких десятков секунд как яркий болид. По имеющимся данным, вторжения тел таких размеров в атмосферу Земли происходят несколько раз в год. Следовательно, он не представлял особой угрозы для Земли. Однако оповещенные наблюдатели поторопились к телескопам, чтобы наблюдать этот необычный астероид до того, как он войдет в тень Земли и станет невидимым. В этих наблюдениях приняли участие и российские наблюдатели: астроном-любитель Т. Крячко, наблюдавший астероид на Кавказской астрономической станции обсерватории им. В. П. Энгельгардта Казанского государственного университета. На автоматизированном телескопе ГАО РАН (Пулково) ЗА-320М в ночь с 6 на 7 октября 2008 г. были проведены астрометрические и фотометрические наблюдения астероида 2008 ТС3. За 4 часа получено 270 наблюдений в интегральной полосе телескопа. Оценена абсолютная звездная величина астероида, его размер (4,8 ± 0,8 м) и масса (131 ± 5 т).

Новые наблюдения позволили уточнить первоначальную орбиту астероида. В течение последующих 11 часов было выпущено 24 электронных циркуляра, содержащих уточняемые параметры орбиты и эфемериды астероида. Оказалось, что большая полуось орбиты составляет 1,27 а.е., эксцентриситет — 0,29, а период обращения — 1,43 года, q = 0,91 а.е., Q = 1,63 а.е. Стив Чизли (ЛРД) сообщил, что астероид войдет в земную атмосферу примерно в 2 ч 45 мин 28 с UTC и достигнет максимального торможения на высоте примерно в 14 км в 2 ч 45 мин 54 с UTC с неопределенностью в ±15 с. Всего на 27 обсерваториях было получено 589 позиционных наблюдений; блеск астероида, зафиксированный в последних наблюдениях, составил примерно 13–14^m.

А. Харрис, М. Козубал, Р. Дантовиц и П. Правек из наблюдений и анализа кривой блеска определили, что астероид совершает сложное вращение вокруг двух осей с периодами 97 с и 49 с.

Астероид вошел в атмосферу со скоростью примерно 12,4 км/с. Энергия взрыва оценивается примерно в одну килотонну в тротиловом эквиваленте. Это произошло над малонаселенным районом Земли (северный Судан), и, возможно, единственными непосредственными наблюдателями этого события были заранее предупрежденные о нем члены экипажа самолета авиалинии Эйр Франс — KLM, который находился от предполагаемого места входа астероида в плотные слои атмосферы на расстоянии примерно в 1400 км. Пилоты наблюдали короткую яркую вспышку примерно в предсказанное время. Изображение высотного следа в атмосфере было получено на севере Судана на рассвете 7 октября (см. рис. 7.10 на вклейке).

Инфразвуковой детектор, расположенный в Кении, зарегистрировал звуковую волну, исходящую из предполагаемого района падения. Она соответствовала энергии 1,1–2,1 килотонны в тротиловом эквиваленте. Cпутник Метеосат-8, выполнявший наблюдения этого события в визуальном и инфракрасном диапазонах, зафиксировал короткую вспышку в атмосфере над районом предполагаемого падения астероида (рис. 7.11).

Эта короткая драматическая история астероида 2008 ТС3 показала, что существующие службы слежения за ОСЗ в состоянии обнаружить объект на опасной для Земли траектории на его подлете к Земле, а вычислительные центры — оперативно обработать наблюдательную информацию и информировать заинтересованных лиц о предстоящих событиях.