Астроном: в Голливуде все астероиды падают на США, но Россия чаще в зоне риска

«Наша цель — научиться искать астероиды, сближающиеся с Землей»

— Леонид, в мировом сообществе астрономов вас знают как первооткрывателя шести комет и множества астероидов. Сколько их сейчас на вашем счету, и как вам удается так часто находить эти объекты?

— На данный момент у меня официально зарегистрировано 388 открытых астероидов. Но это число не окончательное, потому что процесс признания занимает около 10 лет — от момента обнаружения до официальной записи в базу данных. Почему так много? Это, скорее, попутные открытия. С детства я мечтал открыть комету и именно этим занимался. Но в 2010 году в Институте прикладной математики имени Келдыша появилась идея поискового обзора для околоземных астероидов. Мы создали такую систему в рамках международной научной сети оптических телескопов ISON (International Scientific Optical Network). Наблюдая околоземные объекты, мы неизбежно находили и обычные астероиды.

Сейчас я на втором месте среди российских и советских ученых по количеству открытых астероидов. Лидирует покойный Николай Степанович Черных (1931-2004). В его активе 537 открытых объектов, но он работал в команде, в которую входили несколько человек, преимущественно женщины. Их группа занималась уточнением орбит малых небесных тел, и попутно они открыли более тысячи астероидов.

— Как именно вы пришли к теме астероидно-кометной опасности? Это было связано с поиском комет?

— Да, вначале моей целью были кометы. Однако стоит понимать, что само по себе открытие кометы редко имеет большую научную ценность. Исключение — действительно редкие случаи, например, когда наш соотечественник Геннадий Борисов в 2019 году впервые обнаружил межзвездную комету. Это открытие подтвердило давние теоретические прогнозы о том, что некоторые кометы образовались за пределами нашей звездной системы, и расширило представления о Солнечной системе, а также механизмах «обмена» подобными телами между различными планетными системами.

Если же говорить о типичных кометах, единичные открытия сами по себе не дают новых знаний. Но если накапливать статистику, можно исследовать динамику движения комет, их происхождение — из облака Оорта или пояса Койпера — и эволюцию.

Что касается астероидов, наша цель в ISON была научиться искать астероиды, сближающиеся с Землей (АСЗ). Дело в том, что с 1998 года этим систематически занимается только одна страна — США. Мы хотели, чтобы и российские астрономы внесли вклад в эту область. Мы разработали методику поиска на базе двух небольших телескопов, чтобы показать, что это возможно, и надеемся, что государство заинтересуется этим направлением. Ведь накопленный нами опыт можно быстро масштабировать, применив его на больших телескопах.

— Как за последние десятилетия изменились подходы к изучению астероидной опасности? Какие технологии сделали этот процесс более эффективным?

— Если говорить о технологиях, то речь в первую очередь идет о западных разработках, потому что в нашей стране эта сфера, к сожалению, практически не развивается. Вообще путь к осознанию астероидно-кометной угрозы был долгим и непростым. Первый АСЗ был открыт еще в 1898 году, но десятилетиями новые объекты находили случайно. Их никто целенаправленно не искал, и считалось, что раз обнаружен только один «нестандартный» астероид, особой угрозы нет.

Дело в том, что АСЗ движутся по небу быстрее, чем объекты главного пояса. А до этого все поисковые программы были настроены на обнаружение слабых, но медленно движущихся объектов. Прорыв произошел в начале 1980-х, когда начали использовать цифровые астрономические детекторы вместо фотопластинок.

— Почему цифровые детекторы так важны для поиска околоземных астероидов?

— Они позволяют очень быстро обрабатывать информацию, практически в реальном времени, и применять компьютерные программы для поиска движущихся объектов. Раньше астрономам приходилось вручную анализировать изображения с помощью устройств вроде блинк-компаратора — прибора для поиска изменяющихся объектов (переменных звезд, малых объектов и т.п.). В нем визуально сравниваются два изображения участка звездного времени, полученные в разное время одним и тем же инструментом.

Ключевым моментом стало принятие в 1998 году американской программы «Космическая стража» (Spaceguard). Если посмотреть на график открытий околоземных астероидов, можно увидеть, что именно с этого момента их число резко увеличилось. Мы научились их искать, разработали методы автоматического обнаружения, и тут выяснилось, что их не 60, не 100, не 1000 — их гораздо больше.

— Какие проекты сейчас играют ключевую роль в поиске астероидов?

— Сначала для этой задачи переоборудовали старые телескопы, но сейчас уже создаются специализированные инструменты. Например, автоматическая система Pan-STARRS — два телескопа с диаметром зеркала 1,8 метра, полностью заточенные под поиск околоземных объектов вплоть до 23-й звездной величины.

Но самое ожидаемое событие в этой области — запуск в эксплуатацию телескопа имени Симони в обсерватории Веры Рубин в Чили. Это инструмент нового поколения с диаметром зеркала 8,4 метра, который начнет работу в этом году.

Мы как минимум вдвое, а возможно, и втрое увеличим объем наших знаний об этих телах.

Кроме того, предполагается, что этот телескоп будет находить примерно один межзвездный объект в год. Сейчас за все время наблюдений мы знаем только два таких объекта: астероид 1I/Оумуамуа (2017) и комету Борисова (2019). Новый телескоп позволит увеличить это число в разы.

— Для чего мы изучаем межзвездные объекты?

— Это в первую очередь фундаментальные исследования. Мы пока не можем отправить экспедиции в другие звездные системы, но если фрагменты этих далеких миров сами прилетают в Солнечную систему, логично их изучать.

Сейчас разрабатываются космические аппараты, которые будут находиться на околоземной орбите и перехватывать такие объекты. Высадиться на них из-за огромной скорости не получится, но можно будет получить спектральные данные, изображения и другую важную информацию. Это позволит изучать химический состав и природу межзвездных тел, а значит, косвенно узнать больше о других планетных системах.

«Критерии потенциально опасного астероида должны быть пересмотрены»

— Какие астероиды считаются потенциально опасными? Вы говорили, что существующее определение устарело.

— Да, есть научный термин «потенциально опасный астероид», который имеет четкое определение. Такой объект должен удовлетворять двум критериям.

Когда этот термин вводили, считалось, что астероиды менее 100–140 метров не представляют серьезной угрозы, потому что при входе в атмосферу они сгорят, а оставшиеся фрагменты не причинят значительного ущерба: вероятность того, что один из них упадет на населенный пункт, а тем более на голову человеку, оценивалась как ничтожно малая. Но в 2013 году Челябинский метеорит полностью изменил эту точку зрения.

— Чем именно он был опасен? Ведь сам фрагмент, который упал в озеро Чебаркуль, оказался не таким большим.

— Верно, основной обломок весил всего около 500 кг. Но опасность была не в самом падении, а в воздушных взрывах.

1 / 2

После этого события стало ясно, что даже объекты размером 20 метров способны причинить значительный вред. Более того, оказалось, что при оценке риска мы не учитывали множество факторов.

— О каких именно факторах идет речь?

— Прежде всего, о размере. Мы не можем напрямую измерить диаметр большинства астероидов, потому что даже в самые мощные телескопы они выглядят как точечные источники света. Мы можем приблизительно оценить их размер по яркости и предполагаемому альбедо (отражательной способности). Но это лишь оценки.

Например, если альбедо, зависящее от свойств поверхности, колеблется в диапазоне 10–20%, то астероид может быть как 50-метровым, так и 100-метровым. А разница огромна, и энергия удара растет нелинейно от размера объекта

Еще один фактор — состав астероида. Мы почти ничего о нем не знаем, если не брали образцы. Если это металлический астероид, он выдержит нагрев при аэродинамическом спуске в атмосфере и долетит до поверхности, вызвав мощный удар. Если каменный — скорее разрушится в атмосфере, но с образованием воздушных взрывов.

— Челябинский метеорит оказался каменным, но взорвался на небольшой высоте. Почему?

— Да, он разрушился на высоте 20–30 км, хотя по расчетам должен был выше 60 км. Если бы разрушение произошло выше, ущерба почти бы не было. Оказалось, что это связано с углом входа в атмосферу. Он вошел под углом 16 градусов, то есть очень полого. Из-за этого нагрев и давление на него нарастали медленно, и он смог сохранить целостность дольше, чем ожидалось.

— То есть более мелкие астероиды тоже могут быть опасны?

— Безусловно. У нас есть примеры. Аризонский кратер (Бэрринджера) в США — диаметр более 1 км. Его оставил металлический астероид диаметром всего 50 метров. Тунгусское событие (1908 год) — объект 50–80 метров вызвал разрушения на 2000 км², что сопоставимо с площадью мегаполиса. Поэтому не стоит паниковать, но и недооценивать такие объекты нельзя. Критерии потенциально опасного астероида должны быть пересмотрены.

1 / 2

«От астероида 2024 YR4 может пострадать большой город»

— Что можно сказать о недавно обнаруженном астероиде 2024 YR4? Он опасен?

— Да, этот объект размером 40–80 метров вполне соизмерим с тем, что вызвал Тунгусское событие. Если он столкнется с Землей, последствия могут быть довольно серьезными. Он не создаст катастрофу мирового масштаба, не приведет к гибели человечества и не изменит орбиту Земли, но от него может пострадать большой город. Отмечу сразу, что жителям нашей страны он никоим образом не угрожает. Потенциальная зона падения 2024 YR4 включает восточную часть Тихого океана, северную часть Южной Америки, Атлантику, Африку, Аравийское море, Южную Азию и Индию. 

Пока мы уточняем его орбиту. Обычно при этом вероятность столкновения снижается, как это было, например, с Апофисом. В 2004 году он считался опасным, но позже угрозу исключили.

Примечание редакции: Интервью было записано на прошлой неделе, когда вероятность столкновения 2024 YR4 с Землей оценивалась в 3,1%. На этой неделе NASA сообщило, что вероятность снизилась до 0,28%, а затем Европейская Южная обсерватория изучила снимки Очень большого телескопа и пришла к выводу, что вероятность упала до 0,001%. Новые данные были получены после перерыва в полторы недели, когда астероид был невидим на фоне Луны — она мешала его обнаружению (объект слишком слабый) и даже крупные телескопы не могли его зафиксировать. 

Однако, по словам Еленина, неопределенность орбиты 2024 YR4 все еще высока, и вероятность может измениться. Астроном подчеркнул, что наблюдения будут продолжены. Более точные прогнозы можно будет сделать в апреле-мае этого года, а окончательные данные станут известны в декабре 2028 года. По словам собеседника, вероятность столкновения 2024 YR4 с Луной сейчас выше: она составляет около 1,5%.

— То есть угроза реальна?

— Пока говорить рано. У нас есть 7,5 лет до возможного столкновения. Если вероятность окажется высокой, возможно, это будет поводом для мирового сотрудничества в области планетарной защиты.

— Какие критерии используются для определения вероятности столкновения астероида с Землей? Насколько точны эти расчеты?

— Мы используем классические методы небесной механики, заложенные еще Карлом Фридрихом Гауссом. Они постоянно совершенствуются, но принцип остается прежним. Когда астрономы обнаруживают движущийся объект на снимках, его положение сверяют с каталогами известных астероидов. Если объект не зарегистрирован, его считают новым и начинают строить орбиту, используя астрометрические измерения — координаты на небесной сфере.

Проблема в том, что оптические наблюдения не позволяют сразу определить точное расстояние до объекта. Мы видим лишь его угловое движение по небу, но не знаем, насколько он удален. Из-за этого первые орбитальные расчеты могут быть очень неточными.

Чем дольше мы наблюдаем объект, тем больше у нас данных. Если за 10 лет мы видим астероид в разных точках орбиты, можно очень точно построить его траекторию. Но если у нас всего несколько точек на небольшой дуге, возможны разные варианты орбиты, что создает неопределенность.

— Можно ли ускорить процесс уточнения орбиты?

— Увы, нет. Расстояния, на которых перемещаются объекты, огромны, а физические ограничения никто не отменял. Мы можем только увеличивать период наблюдений — чем дольше мы следим за объектом, тем точнее определяется его орбита.

Из-за необычной траектории к наблюдениям 2024 YR4 подключат космический телескоп Джеймса Уэбба — самый мощный телескоп с зеркалом 6,5 метра.

— Если окажется, что астероид все же столкнется с Землей, что можно будет предпринять?

— У нас останется четыре года, но этого недостаточно, чтобы изменить его орбиту. Что можно сделать? Рассчитать точное место падения, чтобы заранее подготовиться, организовать эвакуацию из зоны поражения, остановить потенциально опасные производства на время удара. Это пассивные меры, но они помогут минимизировать ущерб.

«Хорошо, что мимо»: единой системы экстренного реагирования на астероидную угрозу нет

— Были ли в новейшей истории случаи столкновения с астероидом, который не попадал в поле зрения современных систем обнаружения?

— Да, такие случаи были. Сейчас у нас зарегистрировано 11 астероидов-импакторов — то есть объектов, которые были обнаружены еще в космосе, и в итоге вошли в атмосферу Земли.

Максимум, что можно сделать в такой ситуации, — это эвакуация из зоны предполагаемого падения или хотя бы предупреждение людей, чтобы они не выходили на улицу, не подходили к окнам и ушли вглубь помещений без стеклянных конструкций.

— Если бы в Челябинске знали о метеорите заранее, удалось бы избежать последствий?

— Да, примерно 90% травм можно было бы избежать. Люди увидели вспышку и, не зная, что происходит, бросились к окнам снимать. Именно в этот момент пришла ударная волна, выбившая стекла.

— Есть ли сейчас налаженная система экстренного реагирования на такие угрозы?

— К сожалению, нет четкого протокола. Даже если астрономы обнаружат объект, нет единого алгоритма, кому и куда сообщать. Кто принимает решения? Как быстро информация должна дойти до властей, служб экстренного реагирования, СМИ? Сейчас этот процесс не отлажен.

Времени ведь очень мало — буквально часы. Чем лучше будет работать система обнаружения, тем больше шансов на своевременную реакцию. Например, если мы научимся открывать объекты размером с Челябинский метеорит не за девять часов, а хотя бы за двое суток, это значительно расширит наши возможности, в том числе по эвакуации.

— Насколько сегодня развиты технологии обнаружения?

— Прогресс огромный. За 20 лет человечество сделало большой шаг вперед. Однако с объектами размером в десятки метров у нас все еще проблемы.

Поэтому, помимо совершенствования систем обнаружения, человечеству нужно всерьез задуматься о создании системы активного противодействия. Это должно быть совместной международной программой, в которой примут участие ведущие страны мира. Пока же у нас нет ни механизма быстрого реагирования, ни реальных средств защиты. 

«Ядерный взрыв может изменить орбиту астероида»

— Можно ли изменить орбиту летящего на нас космического тела, как это было сделано в программе DART?

— В 2022 году NASA провело первый натурный космический эксперимент по изменению орбиты астероида — миссию DART. Она была направлена на изучение возможности отклонения небесного тела путем кинетического удара. Целью стал двойной астероид Дидим, у которого есть спутник Диморф. Мы — здесь и дальше под словом «мы» я подразумеваю человечество — ударили по этому небольшому спутнику зондом массой 610 кг и зафиксировали изменение орбиты астероида.

Этот эксперимент нельзя назвать полноценной проверкой планетарной защиты. Для исследования выбрали именно двойную систему, потому что ее параметры легко отслеживать. Диморф двигался вокруг Дидима по такой орбите, что мы смогли зафиксировать изменение ее параметров. Но вся система Дидим-Диморф движется вокруг Солнца со средней скоростью 20 км/с. Если бы мы ударили таким же зондом по одиночному астероиду, то даже не смогли бы зафиксировать эффект. Изменение орбиты вокруг Солнца оказалось бы настолько ничтожным, что его не удалось бы заметить. Грубо говоря, это все равно что попытаться замедлить грузовой состав из 100 вагонов, ударив по нему комаром.

— Получается, кинетический удар недостаточно эффективен?

— На текущем уровне технологий да.

Чтобы изменить его траекторию, нужен зонд сопоставимой массы, а сейчас мы отправляем в дальний космос тонны или десятки тонн полезного груза.

— Можно ли использовать атомное оружие, чтобы уничтожить астероид или отклонить его орбиту?

— Ядерный взрыв действительно мог бы изменить орбиту астероида, поскольку его мощность на порядки превышает кинетический удар, однако и здесь есть технические сложности. Также есть политический аспект. Сейчас действует международный запрет на размещение оружия в космосе. И возникает вопрос: кто именно будет выводить противоастероидное оружие в космос? Если это сделает одна страна под предлогом защиты от астероидов, как можно будет гарантировать, что в будущем она не использует этот боезаряд для военных целей?

Системы защиты от астероидов не могут быть разработаны одной страной. Это должно быть международное сотрудничество, где доступ к технологиям и решениям будет открытым и прозрачным.

«Россия оказывается в зоне риска чаще многих стран»

— Россия сталкивалась с астероидной угрозой чаще других стран?

— У нас огромная территория, и это повышает вероятность падения небесных тел. За последние 100 с лишним лет над Россией зафиксировано шесть крупных метеоритных событий:

1. Тунгусское — взрыв над Восточной Сибирью в 1908 году;

2. Царевское — самый крупный каменный метеорит, упал в Царицынской (Волгоградской) области в 1922 году;

3. Сихотэ-Алиньское — метеорит упал в Уссурийской тайге в 1947 году;

4. Витимское — болид прошел над поселками Мама и Витимский в 2002 году;

5. Челябинское — метеорит, затронувший несколько регионов России и Казахстана, упал в районе Челябинска в 2013 году;

6. Астероид-импактор 2024 XA1 вошел в атмосферу над Якутией 3 декабря 2024 года.

Если смотреть голливудские фильмы, все астероиды падают на США. Но если рассматривать вероятность реальных столкновений, Россия оказывается в зоне риска чаще многих стран.

— Что можно сделать с учетом такой ситуации?

— Россия имеет уникальные географические преимущества для наблюдений. У нас огромная протяженность страны, и можно создать сеть наблюдательных пунктов от Камчатки до Калининграда. Это дало бы возможность вести непрерывный мониторинг неба, что было бы серьезным вкладом в мировую систему планетарной защиты.

— Нужно ли повышать осведомленность об астероидной угрозе? Может ли общество как-то повлиять на эту проблему?

— Осведомленность важна, но тут главное — правильная подача информации. К сожалению, многие используют эту тему для спекуляций и паники. Ученые не раздувают ажиотаж, потому что осознают реальные риски, но в медиа часто встречаются заголовки, которые искажают картину.

Например, когда открыли 2024 YR4, его размер оценивали в 40–80 метров, но я уже видел в новостях цифру 900 метров. Люди, не зная, кому верить, начинают распространять ложные слухи.

— Стоит ли вообще беспокоиться, если вероятность столкновения — всего несколько процентов?

— Люди часто рассуждают так: «Если вероятность 3%, значит, 97% шанс, что пролетит мимо», и ничего не предпринимают. Но главная ошибка — перекладывать ответственность на будущие поколения. После Челябинского метеорита многие говорили: «Такие события происходят раз в 100 лет. Следующий будет в 2113 году — пусть наши потомки разбираются». Но статистика так не работает. Мы не знаем, когда именно произойдет следующее столкновение, но знаем, что оно неизбежно.

— Значит, осведомленность нужна, но без паники?

— Именно. Паника бессмысленна, но страусиная позиция — тоже не выход. Люди должны понимать проблему, но не воспринимать ее как нечто угрожающее уже завтра. Если общество будет задавать вопросы и требовать решений, это заставит власти и ученых активнее заниматься планетарной защитой. Если же тема останется на периферии, мы будем откладывать решения до тех пор, пока не грянет гром.