Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра - Борис Шустов

Конечно, визуальные наблюдения дают большие ошибки при оценке тех или иных параметров метеоров. Но при этом группы астрономов-любителей могут без изготовления сложного оборудования охватить наблюдениями огромные области неба практически во всех местах земного шара. Информация, полученная после обработки визуальных наблюдений, имеет огромное значение, так как позволяет построить и уточнить распределения частиц по массам в метеорных потоках и в спорадическом фоне, построить профиль активности метеорного потока и т. п.

В конце XIX в. в метеорной астрономии стали применяться фотографические методы наблюдений. Первая фотография метеора, принадлежащего метеорному дождю Андромедиды, была получена в 1885 г. в Праге. В 1894 г. на Йельской обсерватории начали проводить базисные (из двух пунктов) фотографические наблюдения метеоров. В 1900 г. там же для вычисления скорости метеоров перед фотографической камерой стали устанавливать обтюратор. Он позволяет периодически прерывать экспозицию, при этом след метеора становится пунктирным, и величина расстояния между штрихами дает возможность определить видимую скорость метеора. В 1904 г. профессор Московского университета С. Н. Блажко организовал систематическое фотографирование и спектрографирование метеоров. С 1936 г. для фотографирования метеоров начали применяться малые фотографические камеры с широкоугольными объективами, что позволяло несколькими такими камерами перекрывать все небо, видимое из одного пункта, и регистрировать все метеоры ярче -1m. В начале 1950-х гг. были изготовлены специальные светосильные камеры типа Супер-Шмидт и с их помощью были сфотографированы метеоры яркостью +3,5m, т. е. практически такие же, как и те, что видимы невооруженным глазом.

Фотографические методы наблюдений на порядок повысили точность определения всех параметров метеоров и показали, что основная часть метеоров движется вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Применение фотографических камер позволило во многих странах организовать так называемые фотографические метеорные патрули. Некоторые из них действуют до настоящего времени.

С 1947 г. на обсерватории в Онджейове в Чехии была начата программа базисного фотографирования малыми камерами со вторым пунктом, расположенным в 40 км от Онджейова на станции Прчице. На первом пункте находились 10 неподвижных камер с обтюраторами и объективами Тессар и 10 камер на параллактической монтировке для определения моментов времени пролета болида. На второй станции располагались 10 неподвижных камер с обтюраторами. После подготовительной работы программа была запущена в 1951 г., а спустя 8 лет, в апреле 1959 г. на 10 фотопластинках на обеих станциях было сфотографировано падение метеорита Пршибрам. Это событие послужило толчком для создания нескольких так называемых болидных сетей: с 1963 г. работает Европейская болидная сеть на основе чехословацкой сети (с 1968 г. к ней примкнули болидные станции ГДР и ФРГ), с 1964 г. — Прерийная болидная сеть в США [Мак-Кроски и др., 1978] и с 1971 г. — Канадская болидная сеть [Halliday et al., 1996]. Из всех этих сетей действующей до настоящего времени остается только Европейская болидная сеть, которая претерпела ряд модернизаций.

Первоначально Европейская болидная сеть представляла собой сеть станций, каждая из которых была оснащена камерой «all-sky», позволяющей на одном снимке получать фотографию всего неба. Каждая камера имела обтюратор для определения скорости болида. Расстояние между станциями Европейской сети составляет около 90 км, а вся сеть охватывает наблюдениями площадь порядка 1 млн км2. В последние годы на чешской части Европейской болидной сети были установлены камеры с объективом типа «рыбий глаз».

Каждая станция Прерийной болидной сети была оснащена четырьмя широкоугольными камерами, которые позволяли непрерывно обозревать практически все небо. Станции располагались на расстоянии 250 км друг от друга, что позволяло охватить наблюдениями 1,7 млн км2.

За время работы болидных сетей было зарегистрировано свыше тысячи болидов (см., напр., рис. 5.9), для которых удалось точно рассчитать параметры орбит и такие физические величины, как начальная и конечная массы, высоты возгорания и потухания и т. п. В целом ряде случаев наблюдения болидов позволили точно определить место падения метеорита, полет которого в атмосфере был заснят аппаратурой болидной сети.

Рис. 5.9. Снимок болида, полученный на болидной камере. ((C)1998 — Photo by Vic Winter & Jennifer Dudley/ ICSTARS Astronomy, http://www.icstars.com/HTML/Leo98/leo1.htm)

Болидные сети создали основу нашего современного знания об околоземной популяции малых тел Солнечной системы. Было установлено, что кроме метеорных потоков существуют также болидные потоки [Терентьева, 1990], некоторые из них имеют генетическую связь с известными метеорными потоками. На основании обработки данных о болидах и метеорах была создана [Ceplecha, 1976] классификация метеороидов, порождающих метеоры и болиды (табл. 5.2).

Для большинства метеорных потоков были вычислены распределения по массам и их изменения в зависимости от расстояния до радианта. Эти данные свидетельствуют о том, что некоторые метеорные потоки вполне могут содержать крупные тела (размером в несколько десятков метров), которые могли бы породить такое явление, как Тунгусский метеорит.

В связи с этим интересны исследования П. Дженнискенса, который обнаружил связь астероида 2003 EH1 с метеорным потоком Квадрантиды и предположил, что этот астероид является остатком родительской кометы. В 2005 г. Дженнискенс и Лиитинен [Jenniskens and Lyytinen, 2005] обнаружили такую же связь между астероидом 2003 WY25 и потоком Фенициды. В 2006 г. Дженнискенс и Голдмен высказали предположение, что старые метеорные потоки, помимо мелких метеороидов, могут также содержать и крупные тела — осколки разрушившихся родительских комет. И, наконец, в 2008 г. Дженнискенс и Ваубайлон [Jenniskens and Vaubaillon, 2008] нашли, что таким телом может быть вновь обнаруженный астероид 2008 ED69 и связан он с метеорным потоком каппа-Цигниды.

На основании этих данных можно утверждать, что существуют выделенные направления в околоземном пространстве, с которых можно в первую очередь ожидать появления крупных тел, сближающихся с Землей. Кроме, например, направлений на Солнце или на апекс, можно утверждать, что такими направлениями в периоды активности некоторых метеорных и болидных потоков являются направления на их радианты.

Способность метеорных следов отражать радиоволны широко используется при радиолокационных наблюдениях метеоров. Принципиальным отличием использования радиолокационного метода является то, что фиксируется не излучаемая метеороидом энергия, а отраженная или рассеянная метеорным следом электромагнитная энергия наземного передатчика. Этот метод дает возможность вести наблюдения в любое время суток и при любых погодных условиях. Кроме того, с помощью радиолокационных методов можно регистрировать метеоры до 12–13 звездной величины и очень точно измерять расстояние до метеора и его скорость. При дрейфе метеорного следа радиолокация позволяет измерить и скорость ветра на метеорных высотах.

В последние десятилетия для регистрации метеорных следов широко применяются телевизионные средства и системы с ПЗС-камерами. Например, для наблюдения метеоров в ИНАСАН используется уникальная камера FAVOR [Багров и др., 2000; 2003], установленная на станции «Архыз» (Северный Кавказ) (см. рис. 5.10 на вклейке). Она имеет проницающую силу по метеорам до 8,5–9,0m при поле зрения 18° × 22°. Камера FAVOR — широкоугольная высокоскоростная оптическая камера — разработана для поиска и исследования оптических транзиентов, связанных с гамма-всплесками. Однако ее характеристики позволяют эффективно обнаруживать движущиеся источники излучения как естественного, так и искусственного происхождения. На максимальной кадровой частоте 7,5 Гц обеспечивается проницающая сила около 12m в формате разложения 1380 × 1024 пикс. × 10 бит. Камера установлена на экваториальной монтировке. Угловой размер элемента разрешения составляет около 1′. Вся получаемая на максимальной кадровой частоте видеоинформация, в том числе и метеорные треки, непрерывно записывается на жесткий диск компьютера и параллельно анализируется в режиме реального времени. Питающая оптика представляет собой светосильный объектив (светосила 1:1,2) с апертурой 150 мм и фокусным расстоянием 180 мм. Конфигурация камеры позволяет записывать без предварительной обработки всю видеоинформацию на максимальной кадровой частоте в течение всей наблюдательной ночи (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Ряд снимков телевизионного метеора, полученные камерой FAVOR