Этот астероид является одним из наиболее вероятных столкновений с Землей. Вот что это значит для нашего будущего.
Новые сверхточные измерения показывают, что астероид Бенну имеет больше шансов столкнуться с нашей планетой в ближайшие 300 лет, сообщает НАСА.
Михаил Грешко
Опубликовано 11 августа 2021 г.
• 9 минут чтения
Поделиться твитом Электронная почта
В течение сотен миллионов лет груда щебня в форме вершины под названием Бенну вращалась вокруг Солнца в относительной изоляции. Астероид шириной около трети мили на экваторе не представляет непосредственной угрозы для нашей планеты. Но через сотни лет есть небольшой шанс, что Бенну врежется в Землю.
В новом исследовании, опубликованном в научном журнале ИкарУченые использовали данные космического корабля НАСА OSIRIS-REx, чтобы точно рассчитать орбиту Бенну и его будущую близость к нашей родной планете. Затем исследователи проанализировали опасность столкновения между настоящим моментом и 2300 годом. Исследование выявило вероятность столкновения в будущем в течение следующих трех столетий 1 к 1750, что немного выше, чем предполагалось ранее.
Почти все самые опасные столкновения с Бенну произойдут в конце 2100-х и начале 2200-х годов, а наиболее вероятное столкновение произойдет во второй половине дня 24 сентября 2182 года. .
Команда под руководством Давиде Фарноккья, инженера-навигатора из Лаборатории реактивного движения НАСА, достигла своей пересмотренной оценки, определив расстояние Бенну от Земли с точностью до семи футов в десятки раз в период между 2019 и 2020 годами. Этот уровень точности подобен измерению расстояния. между Эмпайр Стейт Билдинг и Эйфелевой башней с точностью до нескольких тысячных дюйма.
«Бенну, безусловно, является наиболее изученным астероидом в Солнечной системе», — говорит планетолог из Аризонского университета Данте Лауретта, главный исследователь OSIRIS-REx и старший автор исследования. «Мы знаем, где он будет через 100 лет в будущем, в пределах нескольких метров. Никакой другой объект в Солнечной системе не имеет такого уровня точности своего орбитального решения — даже Земля!»
Планетолог из Университета Аризоны Эми Майнцер, эксперт по астероидам, сближающимся с Землей, которая не участвовала в исследовании, похвалила расчеты команды «абсолютно в белых перчатках». «Если вы хотите иметь возможность предсказать, куда [астероид] пойдет в будущем, этот прогноз полностью определяется тем, насколько хорошо вы можете измерить, где он находится сегодня», — говорит она. «Эта команда провела чрезвычайно точное измерение».
Несмотря на немного более высокую вероятность удара, риски от Бенну не должны мешать спать по ночам. Вероятность того, что Бенну не столкнется с Землей в ближайшие три столетия, составляет более 99,9%, а удар Бенну не приведет к массовому вымиранию, подобному удару Чиксулуб, убившему динозавров 66 миллионов лет назад. Этот астероид был, вероятно, около шести миль в поперечнике; В среднем ширина Бенну составляет менее трети мили.
Даже в этом случае столкновение с Бенну было бы разрушительным для региона. Энергия удара составит более 1,1 миллиарда тонн тротила, что примерно в два миллиона раз превышает энергию прошлогоднего разрушительного взрыва в порту Бейрута, Ливан.
Точное определение астероида
С момента открытия Бенну в сентябре 1999 года астрономы тщательно отслеживали орбиту астероида с помощью наземных телескопов, в том числе культовой, но ныне затерянной обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Эти данные позволили астрономам достаточно точно предсказать будущее местоположение Бенну в следующем столетии.
Бенну классифицируется как «потенциально опасный астероид», то есть объект имеет ширину более 460 футов (140 метров) и теоретически может находиться на расстоянии 4,65 миллиона миль от Земли.Исследование 2014 года показало, что вероятность столкновения астероида с Землей между 2175 и 2199 годами составляет примерно 0,037%.
Но до сих пор моделирование сталкивалось с проблемами после сентября 2135 года. Предыдущие прогнозы показали, что Бенну пройдет на расстоянии от 75 000 до 330 000 миль от Земли в 2135 году, возможно, приблизив астероид к Земле, чем к Луне. Тогда у Бенну практически нет шансов столкнуться с Землей, но в зависимости от того, когда и где именно Бенну приблизится к Земле, гравитация нашей планеты может достаточно изменить орбиту астероида, чтобы направить его на будущий курс столкновения.
Компьютерное моделирование определило небольшие области космоса, через которые Бенну должен был пройти, чтобы произвести столкновение в будущем. Ключевой вопрос заключается в том, пройдет ли фактическая траектория Бенну в 2135 году через любую из этих «замочных скважин», ширина которых варьируется от нескольких сотен футов до нескольких миль. Чтобы ответить на этот вопрос, ученым необходимо с беспрецедентной точностью определить текущую траекторию Бенну и все, что может повлиять на его дальнейший путь.
OSIRIS-REx прибыл в Бенну в конце 2018 года в качестве первой и третьей для человечества попытки НАСА исследовать поверхность астероида. Космический корабль, который в октябре 2020 года взял пыльный образец гальки, в настоящее время возвращается на Землю, чтобы доставить драгоценный материал. Но прежде чем он взял свой образец, OSIRIS-REx провел почти два года на орбите и изучал усыпанный щебнем Бенну.
Поскольку космический корабль так долго следовал за астероидом, Фарноккиа и его коллеги смогли использовать данные OSIRIS-REx для точного определения местоположения астероида. Их подход напоминал школьную тригонометрическую задачу: если известно расстояние от OSIRIS-REx до Бенну и расстояние от OSIRIS-REx до Земли, то можно вычислить расстояние между Землей и Бенну.
Команда сосредоточилась на периодах, когда исследователи знали положение OSIRIS-REx относительно Бенну с точностью до метра (3,3 фута), основываясь на изображениях, которые космический корабль делал на поверхности астероида. Затем они измерили время обмена радиосигналами между OSIRIS-REx и Землей с точностью до 15 миллиардных долей секунды.
Объединение этих данных означало, что команда Фарноккья могла рассчитать расстояние между Землей и Бенну с точностью до нескольких футов на расстояниях от 52 миллионов до более чем 301 миллиона миль.
Команда также использовала данные OSIRIS-REx для ограничения ключевой негравитационной силы, действующей на Бенну, которая известна как эффект Ярковского. Поскольку солнечный свет нагревает поверхность Бенну, поверхность астероида повторно излучает энергию при охлаждении. Поскольку Бенну вращается, конечным результатом является небольшая тяга, действующая на астероид.
Команда Фарноччиа теперь может дать точную оценку того, как эффект Ярковского изменяет орбиту Бенну с течением времени. На брифинге для прессы НАСА 11 августа Фарноччиа отметил, что эта сила равна весу трех виноградин на Земле — и этого достаточно, чтобы заставить Бенну дрейфовать примерно на 934 фута в год.
Закрученная солнечная система
Новое исследование показывает, что в 2135 году Бенну приблизится к поверхности Земли примерно на 123 000 миль, плюс-минус 6 000 миль, что намного точнее, чем предыдущие оценки. Несмотря на то, что это открытие исключает многие ранее идентифицированные замочные скважины, некоторые замочные скважины — и будущие курсы столкновения — все еще попадают в пределы погрешности орбиты. Оттуда команда смогла пересмотреть свои оценки риска столкновения Бенну.
Сохраняющаяся неопределенность в отношении будущей траектории космического камня связана не с самим астероидом и даже не с данными OSIRIS-REx. Он исходит из остальной части Солнечной системы.
Когда Фарноччиа и его коллеги запускали свои симуляции, им приходилось учитывать множество факторов, в том числе то, как солнечный свет нагревает Бенну и как сотни других объектов Солнечной системы, даже таких далеких, как Плутон, гравитационно притягивают астероид. Проблема в том, что исследователям приходилось оценивать массы большинства объектов ключевой группы: 343 крупнейших тел в поясе астероидов.
«Меня удивляет, что другие астероиды вообще имеют какое-то влияние», — говорит Лауретта. Как только другие источники ошибок станут достаточно малы, «проявятся эти эффекты, и вы скажете: «Вау!»
Будущие миссии должны помочь уточнить эти оценки. Предстоящая миссия НАСА по исследованию околоземных объектов (NEO), запуск которой запланирован на 2026 год, представляет собой инфракрасный космический телескоп, предназначенный для поиска тепловых сигнатур астероидов, которые можно использовать для оценки их размеров. Ожидается, что телескоп обнаружит еще сотни тысяч астероидов, а также предоставит более точные данные об уже обнаруженных астероидах.
«Вы хотите знать как можно больше о как можно большем количестве объектов [насколько это возможно], чтобы у вас было разумное представление о том, что может произойти», — говорит Майнцер, главный исследователь NEO Surveyor.
Майнцер и Лауретта добавляют, что отправка большего количества космических аппаратов к большему количеству астероидов поможет, и сам OSIRIS-REx готов принять участие в акции. В сентябре 2023 года космический корабль пролетит мимо Земли, сбросит капсулу с образцами Бенну в пустыню Юта и продолжит свое путешествие по Солнечной системе. Пока что команда Лауретты нашла только одну подходящую цель для OSIRIS-REx: околоземный астероид Апофис, который приблизится к Земле в апреле 2029 года.
Земля в безопасности от Апофиса, по крайней мере, в следующем столетии. Но если оставить в стороне риски для нашей планеты, посещение таких миров, как Апофис, даст ученым совершенно новые перспективы и территории для исследования, а также более широкое понимание истории Солнечной системы.
У человечества также есть более века, чтобы продолжать отслеживать риск Бенну для Земли и, при необходимости, изменять этот риск. Космические агентства уже тестируют процедуры и технологии, необходимые для нейтрализации угрозы астероида. В 2022 году космический корабль НАСА DART врежется в спутник шириной примерно 560 футов, вращающийся вокруг околоземного астероида, с целью изменить орбиту спутника.
Если человечеству угрожает столкновение с астероидом в будущем, более крупные версии этих «кинетических ударников» могут быть использованы для вывода астероида на безопасную орбиту — при условии, что у нас есть уведомление по крайней мере за несколько лет до предсказанного столкновения. Для таких объектов, как Бенну, который был обнаружен почти за 200 лет до любого потенциального столкновения, Майнцер говорит, что у человечества есть «много-много-много вариантов».
