>>

3. ПОЛЁТ МЕТЕОРОВ В ЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЕ

Метеоры появляются на высотах 130 км и ниже и обычно исчезают около высоты 75 км. Эти границы изменяются в зависимости от массы и скорости метеорных тел, проникающих в атмосферу. Визуальные определения высот метеоров из двух и более пунктов (так называемые корреспондирующие) относятся преимущественно к метеорам 0-3-й звёздной величины. С учётом влияния довольно значительных ошибок визуальные наблюдения дают следующие значения высот метеоров: высота появления H 1 = 130-100 км, высота исчезновения H 2 = 90 - 75 км, высота середины пути H 0 = 110 - 90 км (рис. 8).

Рис. 8. Высоты (H ) метеорных явлений. Пределы высот (слева): начало и конец пути болидов (Б ), метеоров по визуальным наблюдениям (М ) и по радиолокационным наблюдениям (РМ ), телескопических метеоров по визуальным наблюдениям (Т ); (М Т ) - область задержки метеоритов. Кривые распределения (справа): 1 - середина пути метеоров по радиолокационным наблюдениям, 2 - то же по фотографическим данным, 2а и 2б - начало и конец пути по фотографическим данным.

Гораздо более точные фотографические определения высот относятся, как правило, к более ярким метеорам, от -5-й до 2-й звёздной величины, или к наиболее ярким участкам их траекторий. По фотографическим наблюдениям в СССР высоты ярких метеоров заключаются в следующих пределах: H 1 = 110-68 км, H 2 = 100-55 км, Н 0 = 105-60 км. Радиолокационные наблюдения позволяют определить раздельно H 1 и H 2 только для наиболее ярких метеоров. По радиолокационным данным для этих объектов H 1 = 115-100 км, H 2 = 85-75 км. Надо заметить, что радиолокационное определение высоты метеоров относится только к той части метеорной траектории, вдоль которой образуется достаточно интенсивный ионизационный след. Поэтому для одного и того же метеора высота по фотографическим данным может заметно отличаться от высоты по радиолокационным данным.

Для более слабых метеоров при помощи радиолокатора удаётся определить статистически только среднюю их высоту. Распределение средних высот метеоров преимущественно 1-6-й звёздной величины, полученных радиолокационным методом, показано ниже:

Рассматривая фактический материал по определению высот метеоров, можно установить, что по всем данным огромное большинство этих объектов наблюдается в зоне высоты 110-80 км. В этой же зоне наблюдаются телескопические метеоры, которые по А.М. Бахареву имеют высоты H 1 = 100 км, H 2 = 70 км. Однако по телескопическим наблюдениям И.С. Астаповича и его сотрудников в Ашхабаде значительное количество телескопических метеоров наблюдается также ниже 75 км, преимущественно на высотах 60-40 км. Это, по-видимому, медленные и поэтому слабые метеоры, которые начинают светиться, лишь глубоко врезавшись в земную атмосферу.

Переходя к очень крупным объектам, мы находим, что болиды появляются на высотах H 1 = 135-90 км, имея высоту конечной точки пути H 2 = 80-20 км. Болиды, проникающие в атмосферу ниже 55 км, сопровождаются звуковыми эффектами, а достигающие высоты 25-20 км обычно предшествуют выпадению метеоритов.

Высоты метеоров зависят не только от их массы, но и от скорости их относительно Земли, или так называемой геоцентрической скорости. Чем больше скорость метеора, тем выше он начинает светиться, так как быстрый метеор даже в разреженной атмосфере гораздо чаще сталкивается с частицами воздуха, чем медленный. Средняя высота метеоров зависит от их геоцентрической скорости следующим образом (рис. 9):

Геоцентрическая скорость (V g )	20	30	40	50	60	70 км/сек
Средняя высота (H 0 )	68	77	82	85	87	90 км

При одной и той же геоцентрической скорости метеоров их высоты зависят от массы метеорного тела. Чем больше масса метеора, тем ниже он проникает.

Видимая часть траектории метеора, т.е. длина его пути в атмосфере, определяется значениями высот его появления и исчезновения, а также наклоном траектории к горизонту. Чем круче наклон траектории к горизонту, тем короче видимая длина пути. Длина пути обычных метеоров не превышает, как правило, нескольких десятков километров, но для очень ярких метеоров и болидов она достигает сотен, а иногда и тысяч километров.

Рис. 10. Зенитное притяжение метеоров.

Метеоры светятся на коротком видимом отрезке своей траектории в земной атмосфере протяжением в несколько десятков километров, который они пролетают за несколько десятых долей секунды (реже за несколько секунд). На этом отрезке траектории метеора уже проявляется действие притяжения Земли и торможения в атмосфере. При подходе к Земле первоначальная скорость метеора под действием земного притяжения увеличивается, и путь искривляется так, что наблюдаемый радиант его смещается к зениту (зенит - точка над головой наблюдателя). Поэтому действие притяжения Земли на метеорные тела называется зенитным притяжением (рис. 10).

Чем медленнее метеор, тем больше влияние зенитного притяжения, как это можно видеть из следующей таблички, где V g обозначает начальную геоцентрическую скорость, V" g - ту же скорость, искажённую притяжением Земли, а Δz - максимальная величина зенитного притяжения:

V g	10	20	30	40	50	60	70 км/сек
V" g	15,0	22,9	32,0	41,5	51,2	61,0	70,9 км/сек
Δz	23 o	8 o	4 o	2 o	1 o	<1 o

Проникая в атмосферу Земли, метеорное тело испытывает, кроме того, торможение, сначала почти незаметное, но весьма значительное в конце пути. По советским и чехословацким фотографическим наблюдениям торможение может достигать на конечном отрезке траектории 30-100 км/сек 2 , в то же время вдоль большей части траектории торможение колеблется от 0 до 10 км/сек 2 . Медленные метеоры испытывают наибольшую относительную потерю скорости в атмосфере.

Кажущаяся геоцентрическая скорость метеоров, искажённая зенитным притяжением и торможением, соответствующим образом исправляется с учётом влияния этих факторов. Долгое время скорости метеоров были известны недостаточно точно, поскольку они определялись из малоточных визуальных наблюдений.

Фотографический способ определения скорости метеоров с применением обтюратора является наиболее точным. Все без исключения определения скорости метеоров, полученные фотографическим путём в СССР, Чехословакии и США, показывают, что метеорные тела должны двигаться вокруг Солнца по замкнутым эллиптическим путям (орбитам). Таким образом, оказывается, что подавляющая часть метеорной материи, если не вся она, принадлежит Солнечной системе. Этот результат прекрасно согласуется с данными радиолокационных определений, хотя фотографические результаты относятся в среднем к более ярким метеорам, т.е. к более крупным метеорным телам. Кривая распределения скоростей метеоров, найденная при помощи радиолокационных наблюдений (рис. 11), показывает, что геоцентрическая скорость метеоров заключается в основном в пределах от 15 до 70 км/сек (некоторое количество определений скорости, превосходящих 70 км/сек, обусловлено неизбежными ошибками наблюдений). Это ещё раз подтверждает вывод о том, что метеорные тела движутся вокруг Солнца по эллипсам.

Дело в том, что скорость движения Земли по орбите составляет 30 км/сек. Стало быть, встречные метеоры, имеющие геоцентрическую скорость 70 км/сек, движутся относительно Солнца со скоростью 40 км/сек. Но на расстоянии Земли параболическая скорость (т.е. скорость, необходимая, чтобы тело унеслось по параболе за пределы Солнечной системы) составляет 42 км/сек. Значит, все скорости метеоров не превышают параболической и, следовательно, их орбиты представляют собой замкнутые эллипсы.

Кинетическая энергия метеорных тел, вторгающихся в атмосферу с весьма большой начальной скоростью, очень велика. Взаимные столкновения молекул и атомов метеора и воздуха интенсивно ионизируют газы в большом объёме пространства вокруг летящего метеорного тела. Частицы, в изобилии вырванные из метеорного тела, образуют вокруг него ярко светящуюся оболочку из раскалённых паров. Свечение этих паров напоминает свечение электрической дуги. Атмосфера на высотах, где появляются метеоры, очень разрежена, поэтому процесс воссоединения оторванных от атомов электронов продолжается довольно долго, вызывая при этом свечение столба ионизованного газа, которое продолжается в течение нескольких секунд, а иногда и минут. Такова природа самосветящихся ионизационных следов, которые можно наблюдать на небе после многих метеоров. Спектр свечения следа также состоит из линий тех же элементов, что и спектр самого метеора, однако уже нейтральных, а не ионизованных. Кроме того, в следах также светятся атмосферные газы. На это указывают открытые в 1952-1953 гг. в спектрах метеорного следа линии кислорода и азота.

По спектрам метеоров видно, что метеорные частицы состоят либо из железа, имея плотность свыше 8 г/см 3 , либо являются каменными, что должно соответствовать плотности от 2 до 4 г/см 3 . Яркость и спектр метеоров позволяют оценить их размеры и массу. Видимый радиус светящейся оболочки метеоров 1-3-й звёздной величины оценивается примерно в 1-10 см. Однако радиус светящейся оболочки, определяемый разлётом светящихся частиц, намного превосходит радиус самого метеорного тела. Метеорные тела, влетающие в атмосферу со скоростью 40-50 км/сек и создающие явление метеоров нулевой звёздной величины, имеют радиус порядка 3 мм, а массу порядка 1 г. Яркость метеоров пропорциональна их массе, так что масса метеора некоторой звёздной величины в 2,5 раза меньше, чем для метеоров предыдущей величины. Кроме того, яркость метеоров пропорциональна кубу их скорости относительно Земли.

Вступая в атмосферу Земли с большой начальной скоростью, метеорные частицы встречаются на высотах 80 и больше км с весьма разреженной газовой средой. Плотность воздуха здесь в сотни миллионов раз меньше, чем у поверхности Земли. Поэтому в этой зоне взаимодействие метеорного тела с атмосферной средой выражается в бомбардировке тела отдельными молекулами и атомами. Это - молекулы и атомы кислорода и азота, поскольку химический состав атмосферы в метеорной зоне приблизительно такой же, как и на уровне моря. Атомы и молекулы атмосферных газов при упругих столкновениях либо отскакивают, либо проникают в кристаллическую решётку метеорного тела. Последнее быстро нагревается, расплавляется и испаряется. Скорость испарения частиц сначала незначительна, затем нарастает до максимума и вновь уменьшается к концу видимого пути метеора. Испаряющиеся атомы вылетают из метеора со скоростями в несколько километров в секунду и, обладая большой энергией, испытывают частые соударения с атомами воздуха, приводящие к нагреванию и ионизации. Раскалённое облачко испарившихся атомов образует светящуюся оболочку метеора. Часть атомов полностью теряет при столкновениях внешние электроны, в результате чего вокруг траектории метеора образуется столб ионизованного газа с большим числом свободных электронов и положительных ионов. Количество электронов в ионизованном следе составляет 10 10 -10 12 на 1 см пути. Начальная кинетическая энергия расходуется на нагревание, свечение и ионизацию примерно в отношении 10 6:10 4:1.

Чем глубже проникает метеор в атмосферу, тем плотнее становится его раскалённая оболочка. Уподобляясь очень быстро летящему снаряду, метеор образует головную ударную волну; эта волна сопровождает метеор при его движении в более низких слоях атмосферы, а в слоях ниже 55 км вызывает звуковые явления.

Следы, остающиеся после полёта метеоров, могут наблюдаться как при помощи радиолокаторов, так и визуально. Особенно успешно можно наблюдать ионизационные следы метеоров в светосильные бинокли или телескопы (так называемые кометоискатели).

Следы болидов, проникающих в более низкие и плотные слои атмосферы, напротив, в основном состоят из пылевых частиц и поэтому видны, как тёмные дымные облачка на фоне голубого неба. Если такой пылевой след освещается лучами зашедшего Солнца или Луны, он бывает виден, как серебристые полосы на фоне ночного неба (рис. 12). Такие следы могут наблюдаться часами, пока они не будут уничтожены воздушными течениями. Следы же менее ярких метеоров, образующиеся на высотах 75 км и более, содержат лишь очень малую долю пылевых частиц и видны исключительно вследствие самосвечения атомов ионизованного газа. Продолжительность видимости ионизационного следа невооружённым глазом составляет для болидов -6-й звёздной величины в среднем 120 сек., а для метеора 2-й звёздной величины 0,1 сек., в то время как длительность радиоэха для тех же объектов (при геоцентрической скорости 60 км/сек) равна 1000 и 0,5 сек. соответственно. Угасание ионизационных следов частично идёт за счёт присоединения свободных электронов к молекулам кислорода (О 2), содержащегося в верхних слоях атмосферы.

Наиболее хорошо изученными среди малых тел Солнечной системы являются астероиды - малые планеты. История их изучения насчитывает почти два столетия. Еще в 1766 г. был сформулирован эмпирический закон, определяющий среднее расстояние планеты от Солнца в зависимости от порядкового номера этой планеты. В честь астрономов, сформулировавших этот закон, он получил название: "закон Тициуса - Боде". a = 0.3*2k + 0.4 где число k = -* для Меркурия, k = 0 для Венеры, далее k = n - 2 для Земли и Марса, k = n - 1 для Юпитера, Сатурна и Урана (n - порядковый номер планеты от Солнца).

Сначала астрономы, сохраняя традиции древних, присваивали малым планетам имена богов, как греко-римских, так и других. К началу ХХ века на небе появились имена почти всех известных человечеству богов - греко-римских, славянских, китайских, скандинавских и даже богов народа Майя. Открытия продолжались, богов стало не хватать, и тогда на небе стали появляться названия стран, городов, рек и морей, имена и фамилии реальных живых или живших людей. Неизбежно стал вопрос об упорядочении процедуры этой астрономической канонизации имен. Вопрос этот тем более серьезен, что, в отличие от увековечения памяти на Земле (названия улиц, городов и т.п.), имя астероида не может быть изменено. Этим с момента своего создания (25 июля 1919 г.) занимается Международный астрономический союз (МАС).

Большие полуоси орбит основной части астероидов заключены в пределах от 2,06 до 4,09 а. е., а среднее значение составляет 2,77 а. е. Средний эксцентриситет орбит малых планет -- 0.14, средний наклон плоскости орбиты астероида к плоскости орбиты Земли -- 9.5 градусов. Скорость движения астероидов вокруг Солнца -- около 20 км/с, период обращения (астероидный год) -- от 3 до 9 лет. Период собственного вращения астероидов (т. е. продолжительность суток на астероиде) в среднем составляет 7 часов.

Ни один астероид главного пояса, вообще говоря, не проходит вблизи орбиты Земли. Однако в 1932 г. был открыт первый астероид, орбита которого имела перигелийное расстояние меньше радиуса орбиты Земли. В принципе, его орбита допускала возможность сближения астероида с Землей. Этот астероид вскоре был "утерян" и вновь открыт в 1973 г. Он получил номер 1862 и имя Аполлон. В 1936 г. на расстоянии 2 миллиона км от Земли пролетел астероид Адонис, а в 1937 г. - астероид Гермес пролетел на расстоянии 750 тысяч км от Земли. Гермес имеет диаметр почти 1.5 км, а открыт был всего за 3 месяца до его максимального сближения с Землей. После пролета Гермеса астрономы начали осознавать научную проблему астероидной опасности. К настоящему времени известно около 2000 астероидов, орбиты которых позволяют им приблизиться к Земле. Такие астероиды называют астероидами, сближающимися с Землей.

По своим физическим характеристикам астероиды разделяют на несколько групп, внутри которых объекты имеют сходные отражательные свойства поверхности. Такие группы называют таксономическими (таксонометрическими) классами или типами. В таблице приведены 8 основных основных таксономических типов: C, S, M, E, R, Q, V и А. Каждому классу астероидов соответствуют метеориты, имеющие сходные оптические свойства. Поэтому каждый таксонометрический класс можно характеризовать по аналогии с минералогическим составом соответствующих метеоритов.

Форму и размеры этих астероидов определяют с помощью радиолокации при их прохождениях вблизи Земли. Некоторые из них похожи на астероиды главного пояса, но основная их часть имеет менее правильную форму. Например, астероид Тоутатис состоит из двух, а может быть и больше, соприкасающихся друг с другом тел.

На основе регулярных наблюдений и вычислений орбит aстероидов можно сделать следующий вывод: пока нет известных астероидов, про которые можно сказать, что в ближайшие сто лет они подойдут близко к Земле. Ближайшим будет прохождение астероида Хатор в 2086 г. на расстоянии 883 тысячи км.

К настоящему времени целый ряд астероидов прошли на расстояниях существенно меньших, чем вышеприведенные. Они были открыты во время своих ближайших прохождений. Таким образом, пока основную опасность представляют еще не открытые астероиды.

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.

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

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.

Известно около 900 крупных (1 км или больше в диаметре) известных околоземных объектов. Мы показывали , 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?

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/км 2 . 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 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 , 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.

Окружающее нас космическое пространство постоянно находится в движении. Следом за движением галактических объектов, таких как галактики и скопления звезд, по четко определенной траектории двигаются и другие космические объекты, среди которых астроиды и кометы. За некоторыми из них человек наблюдает уже не одну тысячу лет. Вместе с постоянными объектами на нашем небосклоне, Луной и планетами, наш небосвод часто посещают кометы. Со времен своего появления человечество не раз могло наблюдать кометы, приписывая этим небесным телам самые разнообразные толкования и объяснения. Ученые долгое время не могли дать четких объяснений, наблюдая астрофизические явления, которые сопровождают полет столь стремительного и яркого небесного тела.

Характеристика комет и их отличие друг от друга

Несмотря на то, что кометы — явление для космоса достаточно распространенное, видеть летящую комету повезло далеко не всем. Все дело в том, что по космическим меркам полет этого космического тела — явление часто. Если сравнивать период обращения подобного тела, ориентируясь на земное время – это довольно большой промежуток времени.

Кометы – это небольшие по размерам небесные тела, двигающиеся в космическом пространстве по направлению к главной звезде солнечной системы, нашему Солнцу . Описания наблюдаемых с Земли полетов подобных объектов наводят на мысль, что все они являются частью солнечной системы, некогда участвующие в ее формировании. Другими словами, каждая комета – это остатки космического материала, используемого при образовании планет. Практически все известные кометы на сегодняшний день входят в состав нашей звездной системы. Аналогично планетам эти объекты подчиняются тем же законам физики. Однако их движение в космосе имеет свои отличия и особенности.

Основное отличие комет от других космических объектов заключается в форме их орбит. Если планеты двигаются в правильном направлении, по круговым орбитам и лежат в одной плоскости, то комета несется в пространстве совершенно иначе. Эта яркая звезда, внезапно появившаяся на небосклоне, может двигаться в правильном или в обратном направлении, по эксцентрической (вытянутой) орбите. Такое движение влияет на скорость кометы, которая является самой высокой среди показателей всех известных планет и космических объектов нашей Солнечной системы, уступая только нашему главному светилу.

Скорость движения кометы Галлея при прохождении рядом с Землей составляет 70 км/с.

Не совпадает и плоскость орбиты кометы с эклиптической плоскостью нашей системы. Каждая небесная гостья имеет свою орбиту и соответственно свой период обращения. Именно этот факт и лежит в основе классификации комет по периоду обращения. Существует два вида комет:

• короткопериодические с периодом обращения от двух, пяти лет до пары сотен лет;
• долгопериодические кометы, совершающие оборот по орбите с периодом от двух, трех сотен лет до миллиона лет.

К первым относятся небесные тела, которые достаточно быстро двигаются по своей орбите. Среди астрономов принято обозначать такие кометы префиксами Р/. В среднем период обращения короткопериодических комет составляет менее 200 лет. Это самый распространенный вид комет, встречаемый в нашем околоземном пространстве и пролетающий в поле зрения наших телескопов. Самая известная комета Галлея совершает свой бег вокруг Солнца за 76 лет. Другие кометы гораздо реже посещают нашу солнечную систему, и мы редко когда становимся свидетелями их появления. Их период обращения составляет сотни, тысячи и миллионы лет. Долгопериодические кометы обозначаются в астрономии префиксом С/.

Считается, что короткопериодические кометы стали заложницами силы притяжения крупных планет солнечной системы, сумевших вырвать этих небесных гостей из крепких объятий дальнего космоса в районе пояса Койпера. Долгопериодические кометы — это более крупные небесные тела, прилетающие к нам из дальних уголков облака Оорта. Именно эта область космоса является родиной всех комет, которые регулярно наведываются с визитом к своей звезде. Через миллионы лет с каждым последующим визитом в солнечную систему размеры долгопериодических комет уменьшаются. В результате такая комета может перейти в разряд короткопериодических, сократив срок своей космической жизни.

За время наблюдений за космосом зафиксированы все известные до сегодняшнего дня кометы. Рассчитаны траектории этих небесных тел, время их очередного появления в пределах солнечной системы и установлены приблизительные размеры. Одно из них даже продемонстрировало нам свою гибель.

Падение в июле 1994 году короткопериодической кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер стало ярчайшим событием в истории астрономических наблюдений за околоземным пространством. Комета вблизи Юпитера раскололась на фрагменты. Самый крупный из них имел размеры более двух километров. Падение небесной гостьи на Юпитер продолжалось в течение недели, с 17 по 22 июля 1994 года.

Теоретически возможно столкновение Земли с кометой, однако из того числа небесных тел, которые нам известны на сегодняшний день, ни одно из них во время своего путешествия не пересекается с траекторией полета нашей планеты. Сохраняется угроза появления на пути нашей Земли долгопериодической кометы, которая еще вне зоны досягаемости средств обнаружения. В такой ситуации столкновение Земли с кометой может обернуться катастрофой глобального масштаба.

Всего известно более 400 короткопериодических комет, которые регулярно посещают нас. Большое количество долгопериодических комет прилетает к нам из дальнего, открытого космоса, рождаясь в 20–100 тыс. а.е. от нашей звезды. Только в XX веке таких небесных тел зафиксировано более 200. Наблюдать такие удаленные космические объекты в телескоп было практически невозможно. Благодаря телескопу Хаббл появились снимки уголков космоса, на которых удалось обнаружить полет долгопериодической кометы. Этот далекий объект выглядит, как туманность, украшенная хвостом длиной в миллионы километров.

Состав кометы, ее строение и главные особенности

Главная часть этого небесного тела — ядро кометы. Именно в ядре сосредоточена основная масса кометы, которая варьируется от несколько сотен тысяч тонн до миллиона. По своему составу небесные красавицы — ледяные кометы, поэтому при близком рассмотрении являются грязными ледяными комками больших размеров. По своему составу ледяная комета представляет собой конгломерат твердых фрагментов различных размеров, скрепленных космическим льдом. Как правило, лед ядра кометы — это водяной лед с примесью аммиака и углекислоты. Твердые фрагменты состоят из метеорного вещества и могут иметь размеры, сравнимые с частицами пыли или, наоборот, иметь размеры в несколько километров.

В научном мире принято считать, что кометы являются космическими доставщиками воды и органических соединений в открытом космосе. Изучая спектр ядра небесной путешественницы и газовый состав ее хвоста, стала понятна ледяная природа этих комических объектов.

Интересны процессы, которые сопровождают полет кометы в космическом пространстве. Большую часть своего пути, находясь на огромном расстоянии от звезды нашей солнечной системы, эти небесные странницы не видны. Сильно вытянутые эллиптические орбиты способствуют этому. По мере приближения к Солнцу комета нагревается, в результате чего запускается процесс сублимации космического льда, составляющего основу ядра кометы. Говоря понятным языком, ледяная основа кометного ядра, минуя этап плавления, начинает активно испаряться. Вместо пыли и льда под воздействием солнечного ветра молекулы воды разрушаются и образуют вокруг ядра кометы кому. Это своеобразная корона небесной путешественницы, зона, состоящая из молекул водорода. Кома может иметь огромные размеры, растянувшись на сотни тысяч, миллионы километров.

По мере того как космический объект приближается к Солнцу, скорость кометы стремительно растет, начинают действовать не только центробежные силы и гравитация. Под воздействием притяжения Солнца и негравитационных процессов испаряющиеся частицы кометного вещества образуют хвост кометы. Чем ближе объект к Солнцу, тем интенсивнее, больше и ярче хвост кометы, состоящий из разреженной плазмы. Эта часть кометы наиболее заметна и видимая с Земли считается у астрономов одним из самых ярких астрофизических явлений.

Пролетая достаточно близко от Земли, комета позволяет детально рассмотреть всю ее структуру. За головой небесного тела обязательно тянется шлейф, состоящий из пыли, газа и метеорного вещества, которое чаще всего и попадает в дальнейшем на нашу планету в виде метеоров.

История комет, полет которых наблюдался с Земли

Рядом с нашей планетой постоянно пролетают различные космические объекты, озаряя своим присутствием небосвод. Своим появлением кометы часто вызывали у людей необоснованный страх и ужас. Древние оракулы и звездочеты связывали появление кометы с началом опасных жизненных периодов, с наступлением катаклизмов планетарного масштаба. Несмотря на то, что хвост кометы составляет всего миллионную часть массы небесного тела – это наиболее яркая часть космического объекта, дающая 0,99% света в видимом спектре.

Первой кометой, которую сумели обнаружить в телескоп, стала Большая комета 1680 года, более известная как комета Ньютона. Благодаря появлению этого объекта ученому удалось получить подтверждения своих теорий относительно законов Кеплера.

За время наблюдений за небесной сферой человечеству удалось создать список наиболее частых космических гостей, регулярно посещающих нашу солнечную систему. В этом списке на первом месте определенно стоит комета Галлея – знаменитость, которая озарила нас своим присутствием уже в тридцатый раз. Это небесное тело наблюдал еще Аристотель. Ближайшая комета получила свое название благодаря стараниям астронома Галлея в 1682 году, рассчитавшего ее орбиту и следующее появление на небе. Наша спутница с регулярностью 75-76 лет пролетает в зоне нашей видимости. Характерной особенностью нашей гостьи является то, что, несмотря на яркий след в ночном небе, ядро кометы имеет практически темную поверхность, напоминая собой обычный кусок каменного угля.

На втором месте по популярности и знаменитости находится комета Энке. Это небесное тело имеет один из самых коротких периодов обращения, который равняется 3,29 земных года. Благодаря этой гостье мы можем регулярно наблюдать на ночном небе метеорный поток Тауриды.

Другие наиболее знаменитые последние кометы, осчастливившие нас своим появлением, имеют также громадные периоды обращения. В 2011 году была открыта комета Лавджоя, сумевшая пролететь в непосредственной близости от Солнца и при этом остаться целой и невредимой. Эта комета относится к долгопериодическим, с периодом обращения 13 500 лет. С момента своего обнаружения эта небесная гостья будет пребывать в области солнечной системы до 2050 года, после чего на долгие 9000 лет покинет пределы ближнего космоса.

Самым ярким событием начала нового тысячелетия, в прямом и в переносном смысле, стала комета Макнота, открытая в 2006 году. Это небесное светило можно было наблюдать даже невооруженным глазом. Следующее посещение нашей солнечной системы этой яркой красавицей намечено через 90 тыс. лет.

Следующая комета, которая может посетить наш небосвод в ближайшее время, вероятно будет 185P/Петрю. Ее станет заметно, начиная с 27 января 2019 года. На ночном небе это светило будет соответствовать яркости 11 звездной величины.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Однако, в космосе все по-другому, некоторые явления просто необъяснимы и никаким законам не поддаются в принципе. Например, запущенный несколько лет назад спутник, или другие объекты будут вращаться по своей орбите и никогда не упадут. Почему так происходит, с какой скоростью летит ракета в космос ? Физики предполагают, что есть центробежная сила, которая нейтрализует действие гравитации.

Проделав небольшой эксперимент, мы можем сами, не выходя из дома, это понять и ощутить. Для этого нужно взять нитку и привязать к одному концу небольшой груз, далее нить раскрутить по окружности. Мы почувствуем, что чем выше скорость, тем траектория у груза будет четче, а нить больше натягивается, если ослабить силу, скорость вращения объекта уменьшится и риск того, что груз упадет, возрастает в несколько раз. Вот с такого небольшого опыта мы и начнем развивать нашу тему - скорость в космосе .

Становится понятно, что высокая скорость позволяет любому объекту преодолевать силу притяжения. Что касается космических объектов, любых у них у каждого своя скорость, она разная. Определяется четыре основных вида такой скорости и самая маленькая из них первая. Именно на такой скорости летит корабль на орбиту Земля.

Для того чтобы вылететь за ее пределы нужна вторая скорость в космосе . На третьей скорости полностью преодолевается тяготение и можно вылететь за пределы солнечной системы. Четвертая скорость ракеты в космосе позволит покинуть саму галактику, это примерно 550 км/с. Нам всегда было интересна скорость ракеты в космосе км ч, при выходе на орбиту она равняется 8 км/с, за ее пределы - 11 км/с, то есть, развивая свои возможности до 33 000 км/ч. Ракета наращивает постепенно скорость, полноценный разгон начинается с высоты 35 км. Скорость выхода в космос составляет 40000 км/ч.

Скорость в космосе: рекорд

Максимальная скорость в космосе - рекорд, установленный 46 лет назад, до сих пор держится, его совершили астронавты, принимавшие участие в миссии «Аполлон 10». Облетев Луну, обратно они возвращались, когда скорость космического корабля в космосе составляла 39 897 км/час. В ближайшем будущем планируется отправить в пространство невесомости корабль «Орион», который будет выводить космонавтов на низкую околоземную орбиту. Возможно, тогда удастся побить 46-летний рекорд. Скорость света в космосе - 1 млрд км/час. Интересно, сможем ли мы преодолеть такое расстояние со своей максимально доступной скоростью в 40 000 км/час. Вот какая скорость в космосе развивается у света, но мы это не ощущаем здесь.

Теоретически человек может перемещаться со скоростью несколько меньшей скорости света. Однако это повлечет за собой колоссальный вред, особенно для неподготовленного организма. Ведь для начала такую скорость нужно развить, приложить усилие, чтобы безопасно ее снизить. Потому как быстрое ускорение и замедление может стать смертельным для человека.

В древние времена считалось, что Земля неподвижна, никого не интересовал вопрос о скорости ее вращения по орбите, потому как таких понятий в принципе не существовало. Но и сейчас дать однозначный ответ на вопрос сложно, потому что величина неодинаковая в разных географических точках. Ближе к экватору скорость будет выше, в районе юга Европы она равняется 1200 км/час, вот такая средняя скорость Земли в космосе .