«Жизнь — это космическая зараза»

Насколько реальна астероидная опасность и какие неприятности несут нам гости из космоса, рассказывает член-корреспондент РАН Борис Шустов, научный руководитель Института астрономии РАН. А повод для разговора — весенний День астрономии, который в нынешнем году выпал на 3 мая. Его, как и осенний, отмечают в ближайшую субботу к фазе первой четверти Луны.

Беседовала Наталия Лескова

— Не могу не начать с того, что к Земле летит астероид 2024 YR4, который в 2032 году, как говорят, может столкнуться с нашей планетой. Это правда?

— Правда в том, что это околоземный астероид диаметром от 40 до 80 м, то есть довольно крупный. Он был открыт 27 декабря 2024 года с помощью расположенного в Чили телескопа системы ATLAS. И действительно, еще совсем недавно шла речь о том, что в 2032 году высока вероятность его столкновения с нашей планетой.

— Насколько он опасен?

— По размерам он сопоставимый с Тунгусским (который врезался в Землю 30 июня 1908 года.— “Ъ”). Когда мы говорим о том, что может натворить столкновение с космическим телом, мы оцениваем его кинетическую энергию, которая вычисляется по формуле mv2/2, где m — масса, а v — скорость астероида. Скорости сближения астероидов с Землей не очень сильно отличаются, средняя — около 20 км/сек. Например, Челябинское тело (метеорит, достигший Земли 15 февраля 2013 года.—“Ъ”) прилетело со скоростью 18 км/сек. А вот размер варьируется очень сильно — от 1 м и до почти 500 км у самого крупного известного нам астероида Веста.

— Он тоже нам угрожает?

— Нет, мы его просто наблюдаем. А из тех, которые могут сблизиться с Землей, самый крупный — Ганимед, его размер — 32 км. Поскольку масса пропорциональна размеру в кубе, то мы имеем огромный размах по массе и говорим, что энергия, с которой астероид сталкивается с нашей планетой, в основном определяется его массой. Что может натворить такой астероид, как 2024 YR4?

Столкнувшееся с Землей в 1908 году 50-метровое Тунгусское тело могло уничтожить Москву, если бы упало в ее окрестностях.

Челябинское тело имело размер около 18 м. Москву или другой крупный город полностью уничтожить оно не могло, но при неблагоприятных условиях могло нанести очень серьезный ущерб.

— Что нас спасло?

— Повезло, что у него была пологая траектория, поэтому торможение и распад астероида — его взрыв, испарение и быстрое выделение энергии — произошли в верхних слоях атмосферы, на высоте 21 км. Вследствие этого и ударная волна, и тепловое излучение распределились по огромной площади, и плотность энергии разрушительного воздействия оказалась не очень большой.

— Однако астероид 2024 YR4 значительно больше Челябинского. Знаем ли мы, как он полетит?

— Как только его открыли, за ним начали наблюдать. Сработала международная кооперация. Первая оценка вероятности столкновения была на уровне 1%, а это уже много. Для понимания приведу сравнение из области проблемы космического мусора: если вероятность столкновения МКС с объектом размером от одного сантиметра превышает одну сотую процента, то принимаются меры, вплоть до изменения орбиты станции. А здесь вероятность куда выше, и тело уже не один сантиметр. Это весьма серьезно.

Когда начались интенсивные наблюдения этого астероида, оценка вероятности столкновения стала расти. И когда она превысила 3%, к проблеме возникло повышенное внимание. А потом вдруг, для большинства непонятно почему, вероятность начала падать, причем стремительно.

— Астероид изменил курс?

— Дело совсем не в этом. Когда мы наблюдаем небесное тело, то определяем его координаты и скорость в данный момент, причем с некоторыми ошибками. На основе этих данных мы можем спрогнозировать дальнейшее движение тела и определить область его нахождения через некоторое время. Это именно область, а не точка, поскольку начальные ошибки в положении и скорости не позволяют сделать абсолютно точный прогноз. Эту зону можно назвать областью неопределенности. В небесной механике ее называют эллипсоидом рассеяния. Она выглядит как длинный и тонкий огурец, ориентированный вдоль орбиты астероида. Вот где-то в этой области пространства астероид и будет находиться. Если Земля окажется в этот момент в области «огурца», то можно определить вероятность столкновения ее с астероидом. Упрощая, можно оценить эту вероятность как отношение размеров Земли и «огурца». Вот на рисунке схематично показаны область неопределенности, Земля и орбита Луны на различные даты. Указаны полученные астрономами вероятности столкновения с астероидом 2024 YR4 на эти даты.

Интересно отследить характер изменения вероятности столкновения со временем. Понятно, что астрономы продолжают наблюдения и стараются как можно точнее определить положение тела на момент возможного столкновения. Успешное уточнение означает, что область неопределенности сокращается, и, соответственно, отношение размеров Земли и области неопределенности растет. Так продолжается только до тех пор, пока Земля еще находится в области неопределенности. Если эта область сокращается настолько, что уже не охватывает Землю, вероятность столкновения резко падает. Становится очевидно, что космический объект пролетит мимо. Так и произошло в этом случае.

— То есть сегодня считается, что столкновения не будет?

— Вероятность такого события очень мала, по состоянию на середину весны, она не превышает 10-тысячной доли процента.

— Но ведь есть и другие астероиды, и какой-то из них может однажды упасть на Землю и причинить серьезный ущерб.

— Обязательно упадет. Это неизбежно. Так было в истории Земли уже многократно. Нет причин, чтобы этот естественный процесс прекратился. Необходимо изучать эту проблему, а также готовиться отражать такого рода опасности.

— А что мы можем сделать?

— Сейчас рассматриваются два пути парирования астероидно-кометной угрозы. Первый — отклонять угрожающего тела. Но это нужно делать заранее: если тело уже близко, просто не успеем. Технология отклонения работает на очень больших отрезках времени.

Если мы поняли, что, скажем, лет через 10–20 некий достаточно крупный астероид или комета столкнется с Землей, то можно попробовать немного изменить ему орбиту.

— Каким образом?

— Способов много, и один из них уже опробован. Вы наверняка слышали про эксперимент DART, когда ударом космического аппарата массой 600 кг на скорости 6 км в сек. удалось изменить орбиту астероида, причем гораздо более крупного — 160 м. Есть методы отклонения и более жесткие, типа мощного взрыва.

— Как в фильме «Армагеддон»?

— Нет, там они разрушали астероид, поскольку времени на отклонение уже не было, а здесь речь о придании импульса, чтобы тело ушло с опасной орбиты. Кстати, наши физики-ядерщики и ракетчики говорят, что современные средства позволяют разрушать не очень большие — размером до 100–200 м —астероиды. Если же тело крупнее — 300–500 м и больше,— то на современном уровне ничего сделать нельзя. Поэтому главное, что мы можем и должны сделать,— получить знания обо всех опасных телах. Пока мы владеем ими недостаточно.

— Что делать, если астероид подлетел слишком близко, и отклонить его уже нельзя? Молиться?

— Увы. К счастью, опасных крупных астероидов совсем немного, и частота их столкновений с Землей очень мала — раз в миллион лет и больше. А вот тела типа обсуждаемого 50-метрового космического гостя могут прилетать на Землю где-то раз в тысячу лет. Тела размером с Челябинское тело — раз в 50 лет. Вот это уже важно для практики. Если вернуться к методам отражения «астероидной атаки», то самое мощное средство — атомное оружие.

— Это же наверняка небезопасно?

— Сейчас это пока и невозможно. Законодательно запрещено использовать ядерное оружие в космосе. На эту тему идет масса политических дискуссий, и они волнуют даже те страны, которые космической деятельностью не занимаются.

— А почему их это волнует?

— Я был в ООН, где проводились такие обсуждения. Скажем, какая-нибудь африканская страна, которая не занимается космической деятельностью, говорит: вот вы, большие космические державы, увидите, что опасное тело, о котором мы даже не знаем, летит на вашу страну, возьмете и отклоните его, и оно упадет на нас. Более того, горячие головы беспокоятся, не могут ли астероиды быть использованы как оружие.

— На каком уровне находятся наши знания об астероидах?

— Текущий уровень наших знаний совершенно недостаточен. Если все километровые тела у мирового астрономического сообщества «на контроле», то об астероидах меньшего размера уровень полноты наших знаний тем ниже, чем меньше размер астероида. Например, полнота обнаружения потенциально опасных 140-метровых тел около 40%, 50-метровых —1%, а для тел размером с Челябинское — лишь крохотные доли процента.

Их прилет всегда неожиданность, мы их видим в последний момент, когда они уже совсем близко, да и то если они подлетают не со стороны дневного неба.

Конечно, чем мельче тело, тем последствия столкновения менее масштабны, поэтому для таких событий может быть достаточно мер гражданской обороны — в частности, организации оповещения населения. Но и это немаловажно.

— Значит, если тело крупное, на уровне наших технологий мы пока ничего сделать не можем?

— Пока нет. Например, мы понимаем, что, если летит тело размером 1000 м и более, уже неважно, где оно упадет,— плохо будет всем. Тут остается только прогнозировать, где это случится, и выбирать те места на планете, где еще можно выжить. Когда 65 млн лет назад в районе полуострова Юкатан упало 10-километровое тело, обитатели Земли сильно пострадали. Считается, что вымерло до 80% биоты. Но жизнь все же сохранилась — в пещерах, в океанских глубинах и так далее. То есть все равно нужно думать о том, что делать.

— Существует точка зрения, что астероиды могут быть разносчиками жизни во Вселенной. Как вы к этому относитесь?

— Слово «разносчики» обычно ассоциируют со словом «зараза». Похоже, что жизнь — это действительно космическая зараза. Эта точка зрения сейчас, когда получены знания об удивительной стойкости жизненных форм, особенно популярна. Я всегда привожу в пример эксперимент «Биориск», который провели наши коллеги из Института медико-биологических проблем (ИМБП РАН.— “Ъ”) на Международной космической станции (МКС.— “Ъ”). В открытом космосе сроком от месяца до нескольких лет экспонировались микроорганизмы и даже организмы более высокого уровня, например яйца ракообразных. Потом образцы живого возвращались в нормальные условия на МКС, и оказалось, что они прекрасно выжили, даже рачки появлялись. Таким образом, подтверждено, что жизнь в таких формах может сохраняться даже в чудовищных космических условиях.

— Если это так, как эти зародыши жизни распространяются в космосе?

— В середине прошлого века британские астрофизики Фред Хойл и Чандра Викрамасингх анализировали спектры межпланетной космической пыли и сравнивали с тем, что имели под рукой на Земле. И выяснилось, что эти спектры очень похожи на спектры обгоревших бактерий. Это была научная поддержка давней идеи панспермии, или распространения в космосе зародышей жизни. Другие ученые отнеслись к этому весьма скептически, но тем не менее сейчас все больше и больше свидетельств того, что жизнь может переноситься космическими телами. Один из экспериментов был проведен тем же ИМБП. На Землю с МКС был сброшен искусственный метеорит, внутрь которого поместили бактерии. Этот камень обгорел и оплавился снаружи, но простейшие формы жизни нормально достигли Земли.

А вот откуда берутся эти зародыши жизни — отдельный вопрос. Представьте, что при очень мощном столкновении с астероидом часть вещества с планеты, где есть жизнь, выбрасывается в космос. Например, с Земли вылетают какие-то крупные фрагменты, которые населены существами, обитающими под землей, в том числе и обитающими на больших глубинах микроорганизмами. Внутри крупного фрагмента эта жизнь может долго сохраняться. Организмы, которые населяют толщу Земли, не получают энергию от Солнца, они существуют за счет внутренних химических реакций. Вот вам и способ, как можно забросить жизнь в космос. Таким образом, нельзя рассматривать астероиды просто как «космических убийц». Они же могут быть источником главного чуда во Вселенной — жизни.