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

Работы, проводимые в ЦНИИМаш, направлены на обоснование возможности обнаружения и определения параметров орбит малых (порядка 50 м) ОНТ, которые могут приближаться к Земле с произвольных направлений. Воздействия от столкновений с такими телами, как уже отмечалось, по своим масштабам подобны взрыву Тунгусского тела. Вряд ли такие тела в ближайшем будущем будут легко обнаруживаться. В лучшем случае упреждение возможно за 20–30 дней, и будет слишком поздно принимать меры для увода такого тела с угрожающей орбиты. Защита населения возможна без предотвращения падения ОНТ на Землю. Достаточно краткосрочного (за 5–20 сут) предупреждения для проведения таких мероприятий, как повсеместный увод людей из прибрежных зон морей и океанов, приостановление деятельности опасных производств, укрытие городского населения в бомбоубежищах, а в случае высокоточного определения района падения — полная эвакуация населения из района падения. Поэтому информационное обеспечение защиты населения от малых ОНТ является одним из первоочередных этапов решения проблемы АКО. Очень важно здесь привлечение космических телескопов (КТ) обнаружения и высокоточного определения прогнозируемого пролетного расстояния от Земли. По-видимому, без использования КТ эта задача не решается.

К сожалению, даже с помощью КТ, находящихся на околоземной орбите или в точке Лагранжа L1 (системы Солнце — Земля), не представляется возможным обнаруживать ОНТ, приближающиеся к Земле со стороны Солнца.

Это ограничение может быть преодолено при использовании всего двух космических телескопов, размещаемых на орбите обращения Земли вокруг Солнца, поля зрения которых образуют замкнутую барьерную зону гарантированного обнаружения малого ОНТ, идущего с любого направления. Высокоточное определение параметров орбиты и пролетного расстояния обеспечивается за счет синхронно-базисных наблюдений, проводимых при реализуемом большом расстоянии между космическими телескопами (около 0,45 а.е.), сравнимым с удаленностью ОНТ от Земли во время прохода через барьерную зону. Это расстояние превышает возможную базу между наземными телескопами на 3 порядка.

Высокая эффективность космических телескопов при решении задачи оперативного предупреждения о падении малых (размером 50–150 м) ОНТ и их использование в составе международной системы информационного обеспечения решения проблемы AKО, обусловливает существенный вклад в предупреждение об опасных сближениях с Землей. Естественно, что КТ были бы весьма эффективны для высокоточного определения параметров орбиты астероида Апофис с целью заблаговременного принятия решения о целесообразности изменения траектории астероида в случае его прогнозируемого падения на Землю.

Отметим еще проект космического средства наблюдения (КСН) «Конус» (НПО им. С. А. Лавочкина) В этом проекте рассматриваются космические средства наблюдений астероидов, перигелии и афелии орбит которых лежат в диапазонах 0,1–1 а.е. и 1–6 а.е. соответственно, а наклоны орбит к плоскости эклиптики — от 0 до 90°.

Для обнаружения приближающихся к Земле астероидов наиболее целесообразным представляется размещение КА с телескопом на орбите, совпадающей с орбитой Земли, но с некоторым отставанием от нее или опережением. При этом можно обеспечить достаточно приемлемые фазовые углы в процессе наблюдений небесных тел, и, что очень важно, зона контроля будет иметь относительно небольшие угловые размеры. Например, с расстояния 15 млн км двухсуточная зона подлета будет видна под углом около 60°. Таким образом, почти на порядок уменьшается площадь небесной сферы, подлежащая контролю, по сравнению с наблюдениями с Земли, с которой необходимо контролировать всю небесную сферу.

Кроме того, в предлагаемом варианте размещения КА обеспечиваются достаточно неплохие условия наблюдения астероидов, приближающихся к Земле со стороны Солнца. Для контроля «мертвой зоны», возникающей из-за засветки Землей и Луной, можно будет использовать наземные средства или КА с телескопом, работающим на околоземной орбите. Базовыми КА для создания КСН «Конус» могут стать созданные в НПО им. С. А. Лавочкина и прошедшие натурную отработку КА типа «Око», «Аркон» и перспективные КА типа «Спектр», а также КА, разработанные в других организациях и странах.

6.5. Российские информационные системы для работы с орбитальными и физическими характеристиками малых тел Солнечной системы

Как уже отмечалось в этой и предыдущих главах, количество открываемых объектов, сближающихся с Землей, быстро растет. С введением в строй новых инструментов появляется возможность систематически обнаруживать гектометровые и даже декаметровые тела, оцениваемое число которых очень велико. Информационная система, цель которой собирать, каталогизировать, обеспечивать данные для дальнейшего мониторинга обнаруженных тел, и, конечно, предоставлять накопленные данные исследователям (а в общем — мировому сообществу), должна быть очень мощной. Пока основой такой системы является система, созданная в Центре малых планет (США). Ею пользуются исследователи всех стран. Однако мощностей ЦМП уже скоро будет недостаточно. Особую роль в этих условиях начинают играть региональные (национальные) центры.

Можно перечислить несколько информационных систем, разработанных в российских обсерваториях и представленных на астрономических конференциях за последние 2 года: 1) программная система ЭПОС Пулковской обсерватории, 2) каталог АСЗ ИПА РАН, 3) банк данных АСЗ Самарского государственного университета, 4) программный комплекс, разработанный в ИНАСАН. Приведем краткое описание и сравнение вышеперечисленных информационных систем.

ЭПОС (Эфемеридная программа для объектов Солнечной системы) является эффективным инструментом для исследования и эфемеридной поддержки наблюдений объектов Солнечной системы, в том числе и ОСЗ.

Программная система (ПС) ЭПОС включает следующие компоненты: — «Каталоги объектов». Программа хранит во встроенной базе данных элементы и другие характеристики малых тел Солнечной системы (более 300 тыс. астероидов и более 2000 комет, в основном данные, полученные из ЦМП, некоторая часть — из своих собственных наблюдений), позволяет просматривать, редактировать и экспортировать эти данные, получать их выборки в соответствии с различными условиями, а также импортировать самые последние данные из широко известных каталогов (B. Marsden, E. Bowell и т. д.).

— «Эфемериды». Программа вычисляет самые разнообразные по типу и точности эфемериды для наблюдений объектов Солнечной системы, а также для задач моделирования их движения. ПС вычисляет наблюдаемые и геометрические параметры, а также оскулирующие элементы орбит заданных объектов.

— «O-C: Сравнение наблюдений и вычислений». Программа сравнивает наблюденные положения и скорости объектов с вычисленными.

— «Кадр». Программа визуализирует видимое движение многих объектов на небесной сфере на фоне звезд, а также позволяет получить списки объектов Солнечной системы и звезд, видимых в заданный момент

времени в заданной площадке небесной сферы или в заданной ограниченной области пространства.

— «Треки». Программа визуализирует видимые пути (треки) многих объектов на небесной сфере на фоне звезд.

— «Орбиты». Программа визуализирует возмущенное движение одновременно многих объектов и групп объектов по их орбитам в пространстве.

— «Опасные объекты». С помощью этой программы можно получить список потенциально опасных объектов для Земли и других больших планет, а также список тесных сближений астероидов с заданной большой планетой в заданном интервале времени.

— «Что наблюдать». Программа позволяет получить список объектов Солнечной системы, которые можно наблюдать в заданную ночь в заданном месте Земли. При этом можно наложить ограничения на минимальные величины блеска, высоты объекта над горизонтом, элонгации и пр.

Таким образом, ПС ЭПОС позволяет пользователю получать как точные эфемериды для множества объектов, так и быструю иллюстрацию их движения в широком временном диапазоне, что несомненно полезно для поддержки существующих и развития новых наблюдательных программ и для обеспечения эфемеридными данными заинтересованных наблюдателей. ПС ЭПОС распространяется на CD-диске.

Каталог АСЗ ИПА РАН содержит данные об астероидах, имеющих перигелийные расстояния, меньшие 1,33 а.е. Исходные данные берутся из публикаций ЦМП. Данные каталога представлены в виде 5 отдельных таблиц: сведения о наблюдениях, орбитальные данные, физические характеристики, обстоятельства сближений, эфемериды. Обстоятельства сближений вычислены для нумерованных планет на интервале до 2050 г., а для ненумерованных — до 2020 г. К каждой таблице применимы следующие функции: исключение колонок, наложение разнообразных условий на колонки, сортировка. Существует возможность просматривать данные как в виде HTML-таблиц, так и в виде текста. Каталог АСЗ ИПА РАН можно использовать как справочное пособие об астероидах, сближающихся с Землей. Доступ к каталогу через интернет можно получить совершенно свободно по адресу http://www.ipa.nw.ru/PAGE/DEPFUND/LSBSS/hazard/ (подробнее об истории исследования малых планет в Санкт-Петербурге см. в разделе 3.3).