Автоматическая межпланетная станция «Хаябуса-2» успешно завершила свою миссию, доставив на Землю большое количество грунта с поверхности астероида Рюгу. В 2021 году капсула с образцами, извлеченными из созданного на поверхности астероида кратера, будет вскрыта.
Полномасштабные исследования этих образцов планируется начать примерно летом будущего года. Ожидается, что их результаты помогут разгадать загадку происхождения жизни, а также формирования Солнечной системы.
На самом деле, у «Хаябуса-2», удивившем мир успешными исследованиями астероида, была скрытая миссия, о которой даже никто не подозревал — защита Земли. В книге «Большое приключение „Хаябуса-2"» команда телеканала NHK, которая 2195 дней следила за посадкой зонда на Рюгу, рассказывает об этой миссии.
Скрытая миссия — защитить Землю
Суть скрытой миссии «Хаябуса-2» заключается в защите Земли от метеоритов.
Мы практически не обращаем на это внимания, однако метеориты падают на Землю ежедневно. Большинство из них маленькие, однако некоторые небесные тела наносят серьезный вред. Из последних известен метеорит, который упал в Челябинской области в феврале 2013 года.
В новостях по телевидению транслировались видео с автомобильных видеорегистраторов и камер видеонаблюдения, которые запечатлели метеорит, пересекающий небо в виде огненного шара, а также окна, выбитые взрывной волной.
Я думаю, многие были шокированы этим событием. По оценкам НАСА, на скорости 18 километров в секунду в атмосферу вошел астероид диаметром 17 метров и весом десять тысяч тонн. Порядка 1500 человек пострадало от разбившихся окон.
Когда на Землю на громадной скорости падает астероид диаметром даже десять метров, удар получается очень мощным. Поскольку челябинский метеорит упал в поле, о прямом ущербе от столкновения не сообщалось, однако если бы это произошло в большом городе, он был бы весьма значительным.
За последние 100 лет на Землю упало девять метеоритов, сравнимых с челябинским или больше него. Если учесть падения в море, то таких метеоритов было 30.
Другими словами, каждые 3,3 года в Землю врезается астероид диаметром более десяти метров.
Кстати, наиболее вероятной считается теория, в соответствии с которой 66 миллионов лет назад динозавры вымерли именно из-за падения астероида диаметром примерно десять километров. Предполагается, что астероиды таких размеров врезаются в Землю один раз в период от нескольких десятков до нескольких сотен миллионов лет. Но терять бдительность нельзя. Столкновения метеоритов происходят нередко. И совершенно не известно, когда с этой опасностью может столкнуться человечество.
Защита Земли от подобных ударов небесных тел называется «Космическая стража» или «Планетарная защита». Менеджер программы «Хаябуса-2» Макото Ёсикава (Makoto Yoshikawa) — один из ученых, работающих в этой области. Кстати, он исследовал последствия падения челябинского метеорита.
Итак, почему же на «Хаябуса-2» возлагают надежды и в этой области?
В соответствии с программой «Космическая стража», астероиды и кометы, точка перигелия которых составляет 1,3 астрономических единицы или меньше, называют околоземными объектами.
Астероиды, которые в ближайшем будущем могут столкнуться с Землей, называют потенциально опасными астрономическими объектами. Эти объекты определяются как астероиды с минимальным расстоянием 0,05 астрономических единиц или менее между орбитой Земли и орбитой астероида, яркостью до 22 единиц и размером от 100 метров.
В настоящее время под наблюдением находится более 15 тысяч околоземных объектов и более 1700 потенциально опасных астрономических объектов. Астероид Рюгу относится ко второй группе. Другими словами, Рюгу может в будущем по некой причине столкнуться с Землей. Кстати, астероид Итокава, исследованный первым «Хаябуса», также относится к потенциально опасным астрономическим объектам.
Можно ли избежать столкновения с метеоритом?
Итак, какая же деятельность осуществляется по программе «Космическая стража»? Есть три основных этапа:
1. Обнаружение опасных небесных тел на ранней стадии;
2. Точное определение орбиты астероида и вычисление ее положения в будущем;
3. Обсуждение мер против столкновения в случае возникновения такой опасности;
Достижения «Хаябуса-2» можно уже использовать для «Космической стражи».
Зонд сел на Рюгу и провел подробное обследование. Аналогично можно приближаться к опасным астероидам и выяснять их размер, плотность, форму и внутреннюю структуру. Если будет такая информация, можно рассчитать внешнюю силу для изменения траектории метеорита.
Кроме того, если применить знания, полученные при исследовании Рюгу, можно выяснять такие же данные о физических характеристиках астероидов, даже не осуществляя высадки на них. Благодаря успехам «Хаябуса» и «Хаябуса-2» человечество получило на порядок больше информации об астероидах. Уход от столкновения с небесными телами — это уже не сон.
Изменить орбиту астероида, нанеся на него черную краску!
Успешный удар «Хаябуса-2» по астероиду металлической болванкой представляет огромную ценность для «Космической стражи». Это один из возможных способов изменения орбиты небесных тел.
Естественно, небольшая металлическая болванка не изменит траекторию таких больших астероидов, как «Рюгу», диаметр которых составляет около одного километра. Но если будет известен вес и структура тела, то можно будет понять, каким снарядом и в какое место необходимо выстрелить, чтобы изменилась его траектория.
Одновременно обсуждается и другой подход, не предполагающий применение ударного элемента. Например, использование силы притяжения, возникающей между двумя сближающимися телами. Можно попытаться изменить орбиту опасного астероида при помощи хорошо известного всемирного тяготения.
При приближении летательного аппарата к астероиду между ними возникает сила тяготения. Так зонд может утащить за собой астероид, и его траектория изменится. Между тем для этого необходима значительная сила, то есть необходимо будет запустить тяжелый летательный аппарат.
Для еще большего астероида потребуется еще более тяжелый зонд, однако возможности современных ракетоносителей ограничены. Возможно, в будущем можно будет собирать аппараты в космосе наподобие космической станции.
Также есть вариант использования солнечных лучей. Суть в том, чтобы с зонда покрасить астероид в черный цвет, который поглощает солнечные лучи. Так поглощенная энергия создаст тягу и тем самым изменит орбиту метеорита.
Более того, даже обсуждается следующий способ: захватить астероид сетью, выпущенной из межпланетной станции. Однако в случае больших небесных тел сделать это также будет непросто. Предполагается, что таким образом можно захватить только астероиды диаметром от семи до восьми метров. Некоторые идеи могут показаться странными, но специалисты достаточно серьезно подходят к защите нашей планеты.
Есть еще один фактор, который может защитить нас от метеоритов благодаря достижениям «Хаябуса-2», но он не имеет отношения к исследованию астероидов. Это — капсулы, доставляемые межпланетной станцией на Землю. Они входят в атмосферу на очень большой скорости. Поэтому капсулу можно рассматривать в качестве метеорита.
Вхождение капсулы в атмосферу дает ценную возможность провести эксперимент, который поможет определить траекторию падения метеорита. Если мы повысим точность расчета траектории, то можно будет заблаговременно эвакуировать людей. Это поможет снизить ущерб от возможного падения небесных тел.
Достижения «Хаябуса-2» можно широко использовать для «Космической стражи», подчеркивает Ёсикава.
Были идеи клонов «Хаябуса-2»
Мы рассказали о достижениях «Хаябуса-2», однако на самом деле с этим проектом связана еще одна загадочная идея. Она имеет непосредственное отношение к «Космической страже». Суть была в том, чтобы одновременно с «Хаябуса-2» запустить еще одну межпланетную станцию.
Первый зонд прибывает на Рюгу и проводит там научные исследования. А после этого прибывает второй зонд и врезается в астероид. Смысл в том, чтобы понять, изменится ли от этого удара орбита Рюгу.
Тем не менее финансирование получить не удалось, и реализация миссии сошла на нет. Однако, несмотря на это, «Хаябуса-2» все-таки продолжит вносить свой вклад в «Космическую стражу».
Как мы отметили выше, после отправки капсулы на Землю «Хаябуса-2» вновь отдалилась от нашей планеты и отправилась в сторону другого астероида — 1998KY26. В сравнении с Рюгу размеры этого астероида небольшие — диаметр всего 30 метров. По данным исследований, небесные тела диаметром 30 — 40 метров врезаются в Землю один раз в 100 — 200 лет.
В 1908 году на Землю упал Тунгусский метеорит. Поскольку это произошло в Сибири, обошлось без ущерба, однако на самом деле столкновение было очень мощным — деревья были повалены на площади две тысячи квадратных километров. Предполагается, что диаметр Тунгусского метеорита составлял примерно 60 метров.
Подобные астероиды диаметром несколько десятков метров появились не в результате слияния многочисленных пород, как это было в случае Итокава и Рюгу. Их физические свойства отличаются — велика вероятность, что они монолитные. Подобные небесные тела маленькие, исследовать их с Земли было сложно, поэтому практически нет никаких данных об их свойствах. «Хаябуса-2» станет первым аппаратом, который прольет свет на подобные метеориты.
Благодаря успехам японской межпланетной станции мы получили информацию о средствах защиты жизни от метеоритов. Возможно, технологии исследования космоса, приобретенные благодаря миссии «Хаябуса-2», в будущем встанут на защиту человечества.