Космос - одне із елементів, які впливають земне життя. Розглянемо деякі небезпеки, що загрожують людині з космосу.
Астероїди.Це малі планети, діаметр яких коливається не більше 1 – 1000 км. Наразі відомо близько 300 космічних тіл, які можуть перетинати орбіту Землі. Зустріч нашої планети з такими небесними тілами є серйозною загрозою для всієї біосфери. На думку вчених, астероїд діаметром 5-10 км може за кілька годин випалити всю планету і знищити людство.
Імовірність зіткнення астероїдів із Землею дорівнює приблизно 10 -8 – 10 -5 . Тому в багатьох країнах ведуться роботи з проблем астероїдної небезпеки та техногенного засмічення космічного простору. На сьогоднішній день основним засобом боротьби з астероїдами та кометами, що зближуються із Землею, є ракетно-ядерна технологія. З урахуванням уточнення траєкторії та характеристик небезпечних космічних об'єктів (ОКО), а також запуску та підлітного часу засобів перехоплення необхідна дальність виявлення ОКО має становити 150 млн км від Землі.
Система планетарного захисту від астероїдів і комет, що розробляється, заснована на двох принципах: 1) зміні траєкторії ОКО; 2) руйнування його на кілька частин. На першому етапі розробки передбачається створити службу спостереження за ОКО з таким розрахунком, щоб виявляти об'єкт розміром близько 1 км за 1 – 2 роки до його підльоту Землі. На другому етапі необхідно розрахувати його траєкторію та проаналізувати можливість зіткнення із Землею. За високої ймовірності такої події має бути ухвалено рішення щодо знищення або зміни траєкторії цього небесного тіла. З цією метою передбачається використовувати міжконтинентальні балістичні ракети з ядерною боєголовкою. Сучасний рівень космічних технологій дозволяє створити такі системи перехоплення.
Спробу змоделювати можливу ситуацію було здійснено 4 липня 2005 р. У комету Темпеле діаметром 6 км, яка на той час знаходилася на відстані 130 млн. км від Землі, прицільно потрапив снаряд вагою 372 кг, випущений з американського космічного апарату Deep Impact-1. Стався вибух, еквівалентний 4,5 т вибухівки. Утворився кратер розміром із футбольне поле та глибиною з багатоповерховий будинок, при цьому траєкторія комети майже не змінилася. (Російська газета, 05.07.2005).
Тіла розміром менше 100 м можуть з'явитися в безпосередній близькості до Землі досить раптово. І тут уникнути зіткнення шляхом зміни траєкторії практично неможливо. Єдина можливість запобігти катастрофі – це зруйнувати тіла на кілька дрібних фрагментів.
Сонячна радіація.Величезний вплив на земне життя має сонячної радіації.
Сонце- центральне тіло Сонячної системи, розпечена плазмова куля. Джерело сонячної енергії - ядерне перетворення водню на гелій. У центральній області Сонця температура перевищує 10 млн. градусів Кельвіна (перерахунок градусів Цельсія: °С = K−273,15), відстань до Землі – 149,6 млн. км.
Інтенсивність сонячної активності характеризується числами Вольфа(відносне число сонячних плям), що змінюються з періодичністю 11 років. Встановлено кореляцію між 11-річним циклом сонячної активності та землетрусами, коливаннями рівня прісних водойм, урожаєм сільськогосподарських культур, розмноженням та міграцією комах, епідеміями грипу, тифу, холери, а також числом серцево-судинних захворювань.
Сонячний вітерце потік іонізованих частинок (в основному гелієво-водневої плазми), що витікає із сонячної корони зі швидкістю 300-1200 км / с в навколишній космічний простір. Досягаючи Землі, потоки сонячного вітру викликають магнітні бурі.
Випромінювання Сонця, що має електромагнітну та корпускулярну природу, називається сонячноїрадіацією.Електромагнітне випромінювання Сонця лежить у діапазоні від найжорсткішого гамма випромінювання, рентгена та ультрафіолету до метрових радіохвиль, але основна його частина лежить у видимій частині спектру. Корпускулярна сонячна радіація складається переважно з протонів. Найбільш активною у біологічному відношенні є ультрафіолетова (УФ) частина сонячного спектру. Коротші хвилі, небезпечні для людини, поглинаються озоном, киснем.
Останнім часом висвітлюється питання про підвищену частоту виникнення раку шкіри в осіб, які зазнають надмірного сонячного опромінення. Саме цим учені пояснюють велику частоту випадків раку шкіри у південних районах порівняно з північними.
Земний магнетизм (геомагнетизм). Магнітне поле Землі має виняткове значення для земних процесів: воно регулює сонячно-земні взаємодії, захищає поверхню Землі від часток високої енергії, що летять із космосу, впливає на живу та неживу природу. Магнітне поле використовується для орієнтування в навігації при розвідці корисних копалин.
МагнітосфераЗемлі - це область навколоземного простору, фізичні властивості якої визначаються магнітним полем Землі та її взаємодією з частинками космічного походження.
Магнітна буря- обурення магнітосфери, що супроводжується полярними сяйвами, іоносферними обуреннями, рентгенівським та низькочастотним випромінюванням.
У періоди магнітних бур збільшується кількість серцевих нападів, погіршується стан хворих на гіпертонію, виникають головні болі, безсоння, погане самопочуття. На думку фахівців, це пов'язано з утворенням агрегатів кров'яних тілець (у здорових людей меншою мірою), уповільненням капілярного кровотоку та настанням кисневого голодування тканин. Магнітні бурі також викликають порушення зв'язку, систем навігації космічних кораблів, виникнення вихрових індукційних струмів трансформатора хітрубопроводів і навіть руйнування енергетичних систем.
У СанПіН 2.2.4.1191-03 «Електромагнітні поля у виробничих умовах» вперше встановлено часові допустимі рівні ослаблення геомагнітного поля.
Радіаційні пояси землі.Внутрішні області земної магнітосфери, у яких магнітне полі Землі утримує заряджені частинки (протони, електрони, альфа-частинки), називається радіаційним поясом Землі. Виходу заряджених частинок із радіаційного поля Землі заважає особлива конфігурація силових ліній геомагнітного поля, що створює для заряджених частинок магнітну пастку. Захоплені в магнітну пастку Землі частинки здійснюють коливальний рух у площині, перпендикулярній силовим лініям.
Радіаційні пояси Землі є серйозною небезпекою при тривалих польотах в навколоземному просторі. Тривале перебування у внутрішньому поясі може призвести до променевого ураження живих організмів усередині космічного корабля.
Текст
Артем Лучко
Достеменно відомо, що понад 99% видів живих істот, що коли-небудь існували на нашій планеті, зникли. І навряд чи людина житиме вічно. Запитуючи про те, що загрожує нашому існуванню, ми малюємо в голові апокаліптичні картинки із сай-фай-фільмів про гігантський метеорит або нашестя інопланетних загарбників. Але є й менш кінематографічні, але цілком реальні сценарії, про які мало хто думає. Деякі з них вирішили перерахувати в цьому матеріалі.
Сонячні бурі
Найменші збої в роботі нашого гігантського термоядерного реактора - тобто Сонця, можуть призвести до того, що на нашій планеті може просто стати або занадто холодно, або занадто жарко для підтримки життя та необхідних інгредієнтів для нього: а саме придатної для дихання атмосфери та води рідкий стан. Сонце є досить постійною зіркою, в порівнянні з більшістю інших зірок нашої Галактики, проте потік його випромінювання все ж таки змінюється протягом відносно стабільного 11-річного циклу. Ці зміни становлять всього 0,1%, але навіть ця мізерно мала цифра досить серйозно впливає на клімат Землі.
Помірні бурі відбуваються регулярно по 100-150 разів на рік, проте сонячний супершторм може знищити значну частину енергосистеми у розвинених країнах. Найпотужнішою за історію вимірів стала буря 1859 року, також відома як «Подія Керрінгтона». Корональний викид був настільки потужним, що Північні сяйва спостерігалися у всьому світі, навіть над Карибами. Сонячний шторм спричинив порушення в роботі телеграфних ліній США. Але в середині XIX століття не було серйозної електричної інфраструктури, а от якби такий катаклізм стався в наші дні, він би вивів з ладу трансформатори високої напруги і залишив без електрики цілі країни, відкинувши нас на сто років тому.
Гамма-сплеск
Сонце не єдина зірка, яка загрожує нашій планеті. Масштабні космічні викиди енергії спостерігаються у віддалених галактиках, називаються вони гамма-сплесками. Це найяскравіші електромагнітні явища відбуваються під час спалаху наднової, коли масивна зірка, що швидко обертається, колапсує, перетворюючись або в нейтронну зірку, або в кваркову зірку, або в чорну дірку. При цьому за кілька секунд спалаху вивільняється стільки енергії, скільки Сонцем виділяється за 10 мільярдів років.
Джерела цих викидів знаходяться на відстанях у мільярди світлових років від Землі, а в нашій Галактиці гамма-сплеск трапляється приблизно 1 раз на мільйон років, але якщо він станеться досить близько від Землі, то його наслідки значно позначаться на всьому живому. За даними дослідження 2004 року, гамма-сплеск на відстані близько 3262 світлових років може знищити до половини озонового шару Землі, який є нашим головним захистом від ультрафіолетового випромінювання. При цьому промені від вибуху у поєднанні із звичайним сонячним випромінюванням, що проходить через ослаблений озоновий фільтр, можуть викликати масове вимирання людства.
Якщо гамма-сплеск відбудеться на відстані 10 світлових років (У таких межах від нас знаходиться близько 10 зірок)Це буде еквівалентно вибуху атомної бомби на кожному гектарі неба, і на половині планети все живе буде винищено миттєво, а на другій половині трохи пізніше за рахунок вторинних ефектів.
Супервулкани
Серйозна небезпека таїться і в надрах нашої планети. Відомо, що виверження про супервулканів, яких на Землі існує близько 20, можуть змінити на Землі клімат і призвести до найстрашніших наслідків. Добре одне – у середньому такі виверження відбуваються раз на 100 тисяч років.
Одну з найнебезпечніших підземних сил несе в собі Єллоустонська кальдера, яка має розміри близько 55 км на 72 км, і займає третину території знаменитого національного парку. Вчені встановили, що вулкан вивергався три рази, востаннє 640 тис. років тому. Імовірність нового гігантського виверження оцінюється вченими 0,00014% на рік.
Виверження Єллоустонського вулкана загрожує всьому людству. За словами вчених, у стратосферу буде викинуто величезну хмару, яка може зависнути на довгий час, перешкоджаючи проникненню на Землю сонячних променів. Скорочення потужності сонячної радіації вдвічі призведе до глобального неврожаю, а запасів продовольства, що є на землі, навряд чи вистачить на пару місяців. Середньорічна температура на Землі може знизитись на 12 градусів і повернутися на вихідні позиції лише через 2–3 роки.
Інші менші вулкани можуть загрожувати страшними наслідками іншого характеру. Наприклад, вулкан на острові Ла Пальма Канарського архіпелагу у разі виверження може спричинити гігантську океанську хвилю, яка здатна затопити Кариби та величезні території узбережжя США. Один зі схилів вулкана нестабільний, і якщо він почне вивергатися, в океан може обрушитися скеля масою в півтрильйона тонн. Вона викличе хвилю заввишки 650 метрів, якій не важко буде швидко перетнути Атлантику.
Глобальна пандемія
Населення нашої планети продовжує зростати, і вже понад 50 % людей є жителями міст. Перенаселеність призводить до зростання мутацій, а висока щільність населення - швидкого поширення захворювань. Зважаючи на все, ця тенденція тільки збережеться, і в майбутньому нам слід очікувати появи нових страшних епідемій, які здатні вбивати цілі міста.
При цьому антибіотики стають все марнішими, ніж не на жарт стурбована Всесвітня організація охорони здоров'я. Зростання стійкості до антибіотиків загрожує відкинути людство в епоху до винаходу пеніциліну, коли найдрібніша інфекція ставала смертельно небезпечною. «У зв'язку з відсутністю оперативних та узгоджених дій багатьох зацікавлених сторін наш світ вступає в епоху, коли антибіотики втрачають ефективність, і звичайні інфекції та невеликі травми, які можна було виліковувати протягом багатьох десятиліть, зараз можуть знову вбивати, – каже помічник генерального директора ВООЗ з безпеки охорони здоров'я доктор Кейджі Фукуда.
Загалом, не складно уявити, як спалахне нова епідемія чуми та лікарі не матимуть жодної можливості зупинити її. Всім відомо, що таке чорна смерть, що вирувала в середині XIV століття і знищила майже половину населення світу, на відновлення популяції після якої пішло аж 150 років. Інша страшна пандемія сталася у 1918-1919 роках, коли від іспанського грипу померли приблизно від 50 до 100 млн. осіб (або близько 5% населення). З нинішнім рівнем урбанізації та розвитком транспортної інфраструктури справи будуть лише гіршими.
У 2010 році команда фахівців епідеміологів побудувала комп'ютерну модель вірусу Ніпах, після чого простежили за тим, як він поширюватиметься і розвиватиметься. Звіт про результати комп'ютерної симуляції ліг основою фільму «Зараження». Тож фантазії про смертельний вірус невідомого походження, що стрімко поширюється по всьому світу, цілком можуть стати реальністю.
Виснаження ресурсів
Скільки ще залишилося нафти на надрах нашої планети, ніхто точно не знає. Але за оптимістичними прогнозами, до 2050 року вже буде викачано половину всього світового нафтового запасу. (відповідно до оприлюднених розвідувальних даних). «Перша і найнагальніша проблема, з якою ми зіткнемося на той момент, - це завершення епохи дешевого природного палива. Без перебільшення можна сказати, що саме запаси дешевої нафти та природного газу є основою сучасного забезпеченого життя», - пише літератор-фаталіст Джеймс Г. Кунстлер.
Нафтова криза матиме жахливі наслідки, до якого більшість населення світу не готова. І цей процес торкнеться не лише промислово розвинених країн. З часом, коли нафта буде дедалі рідкіснішим ресурсом, більш розвиненим країнам доведеться шукати її там, де ще залишиться - у своїх слабкіших сусідів. Настане новий етап експлуатації «бідних» країн «багатими» країнами: на Близькому Сході та в Африці будуть розв'язуватися нові збройні конфлікти.
Дефіцит нафти може спровокувати гостру нестачу та інших необхідних життєдіяльності людства ресурсів. Мільярди людей голодуватимуть через загальну залежність від викопного палива. У результаті це все може призвести до повернення до натурального господарства.
Можливо, якось людство злізе з нафтової голки та замінить бензин спиртом, який видобуватиметься з кукурудзи чи цукрової тростини. Однак немає жодного відомого способу, за допомогою якого ми можемо виробляти рідкісноземельні метали, а їх потенційних замінників або не існує в природі, або вони мають недостатні властивості. А без цих речовин у нас не було б ні смартфонів, ні комп'ютерів, ні електромобілів, ні будь-якої іншої електроніки, а, відповідно, і прогресу.
Згідно з підрахунками вчених Єльського університету США, джерела рідкісноземельних металів виснажуються з величезною швидкістю. На даний момент близько 95% всіх рідкісноземельних металів видобуває Китай, і зовсім недавно його уряд запровадив обмеження на експорт деяких елементів, а також подвоїв на них ціну для некитайських виробників.
Сіра слиз
З розвитком технологій людству варто побоюватися, що ці технології вийдуть з-під контролю і знищать своїх творців. Однією з гіпотетичних загроз є те, що футурологи називають сірим слизом. (Grey Goo)- молекулу, що самовідтворюється, нанотехнологію, яка не підпорядковується людині.
Вперше про можливість створення такої субстанції заговорив американський вчений Кім Ерік Дрекслер, якого називають «батьком нанотехнологій». Ідею створення нанороботів учений розглянув у книжці «Машини створення». В оригінальній ідеї передбачалося, що мікроскопічні машини можуть бути розроблені в лабораторії, але можуть отримати свої властивості і випадковим чином.
У 2010 році були вперше продемонстровані нанороботи на основі ДНК, які здатні відшукувати та знищувати ракові клітини, залишаючи здорові тканини неушкодженими. Крихітні капсули виділяють необхідні дози ліків при виявленні мети та цілеспрямовано знищують «ворога». Зрештою з'ясувалося, що ці нанороботи можуть існувати ще місяць після смерті «господаря».
Поки що, зрозуміло, нанокіборги розробляються виключно для блага людей, але теоретично вони можуть як бачити, і знищувати. Якщо через якісь причини наноботи потраплять у біосферу і почнуть нескінченно розмножуватися, використовуючи як матеріал для створення своїх копій все, до чого зможуть дістатися, фактично вони можуть почати поглинати все навколо, включаючи саму планету. При цьому гіпотетичну «сіру слиз» буде дуже складно знищити, оскільки буде достатньо одного реплікатора, що зберігся, щоб вона заново почала розмножуватися. Якщо ж такий робот потрапить у Світовий океан, знищити його буде просто неможливо.
Ядерний голокост
Поки у світі існує 7 країн, які мають ядерну зброю, ймовірність початку ядерної війни ніяк не може дорівнювати нулю, незважаючи на те, що вона може призвести до вимирання людства або до кінця сучасної цивілізації на Землі. Причини цієї загрози досить очевидні: ядерний вибух супроводжується руйнівною ударною хвилею, що стирає на шляху все навколо, світлом, що обпалює, випромінюванням і проникаючою радіацією, яка викликає незворотні зміни в матерії. Люди, які навіть не отримали значних поразок безпосередньо від вибуху, з великою ймовірністю можуть загинути від інфекційних захворювань та хімічних отруєнь. Велика можливість згоріти в пожежах або виявитися замурованим у завалах.
Ядерний вибух викликає обурення електромагнітного поля, яке виведе з ладу електричну та радіоелектронну апаратуру – тобто всі лінії зв'язку, трансформатори, напівпровідникові прилади, що призведе до втрати всіх сучасних технологій.
Незважаючи на всі ризики, яким зазнає цивілізація, аналітики припускають, що мільярди людей зможуть пережити глобальну термоядерну війну. Але після її закінчення може початися ядерна зима. Повсюдні вибухи та пожежі винесуть до стратосфери гігантську кількість диму та сажі. В результаті сонячні промені відбиватимуться від цих частинок, і температура на планеті повсюдно знизиться до арктичної, а населенню, що вижило, доведеться пристосовуватися до нових важких умов.
Невігластво та дурість
Найбільш недооціненою загрозою для будь-якого суспільства є невігластво (несвідоме чи усвідомлене)у поєднанні з пасивністю та лінню. Обидва типи невігластва вигодовуються засобами масової інформації – головними інструментами політиків та корпорацій.
Саме «культ невігластва» є причиною того, що у ХХІ столітті у світі існують релігійні фундаменталісти, расисти, люди, які поклоняються владі та демонізують усіх тих, хто цього не робить. Саме через повсюдне невігластво всюди зустрічаються люди, які заперечують глобальне потепління та експлуатують інших заради особистого надприбутку.
У «ситі роки» невігластво зростає, а важливість та необхідність освіти стають менш очевидними. Молоде покоління, користуючись вигодами системи, яка була збудована їхніми предками, поступово забуває, як і навіщо ця система була побудована. Зрештою, некомпетентні люди отримують владу за підтримки більшості, поставивши основи самої системи під загрозу.
Популізм та відсутність компетенції несуть реальну небезпеку для людства. Так, наприклад, дослідники із США (країни, яка зараз перебуває на піку процвітання внаслідок технічних досягнень та ефективної економічної політики у XIX та XX столітті)свідчать, що цей пік можна інтерпретувати як початок занепаду. Хоча б тому, що колишня кандидатка віце-президенти США Сара Пейлін не знайома з елементарними науковими теоріями.
На малюнку вище представлений графік, на якому синьому відзначено розвиток освіти, а червоним супутнє йому економічний розвиток з часів Стародавньої Греції до наших днів. Хоча малюнок є досить спекулятивним, такі песимістичні погляди дуже поширені серед футурологів.
Макс Тегмарк, професор фізики в Массачусетському технологічному інституті, також вважає, що людська дурість – найбільша проблема всього людства, а штучний інтелект – його найбільша екзистенційна небезпека. Люди з обмеженим інтелектуальним функціонуванням, ігноруючи потенційні катастрофічні наслідки, можуть припустити, що штучний інтелект розвинеться у щось здатне знищити людство.
П'ятнадцятого лютого виповнилося п'ять років від дня появи в небі над Челябінськом великого метеороїда, що спричинив переполох у місті та привернув до себе інтерес астрономів усього світу. Що сталося того дня? Чи може таке повторитися? Що людство робить і може зробити, щоб такі події, як мінімум, не відбувалися раптово, і щоб ми як максимум нам навчилися парирувати подібні погрози? З цими питаннями редакція N+1звернулася до астронома Леоніда Єленіна, співробітника Інституту прикладної математики РАН, для якого подія над Челябінською мала особливе значення.
П'ятнадцяте лютого 2013 року почалося для мене несподівано – о 7:30 ранку мені зателефонували з однієї із держструктур із запитанням: «Що сталося над Челябінськом?» Коли прийшло розуміння, що ж сталося, головним питанням стало інше: чому ми заздалегідь не виявили це тіло? Пікантності ситуації додавало і те, що в цей же день повз Землю, але на безпечній відстані від неї, повинен був пролетіти відомий навколоземний астероїд 2012 DA14, а за день до подій, виступаючи на прес-конференції, я запевнив присутніх, що жоден з відомих астероїдів у найближчому майбутньому нам не загрожує. Перший же побіжний аналіз даних з відеокамер показав, що болід не має жодного відношення до астероїду 2012 DA14, і стало зрозуміло, чому цей метеороїд підкрався до нас непоміченим... Але про все гаразд.
Для початку давайте розберемося, що це взагалі за об'єкти, звідки вони беруться, як їх виявляють і чому челябинський гість фізично не міг бути виявлений засобами контролю космічного простору.
Телескопи напоготові
Перший астероїд, що зближується із Землею (АСЗ), було виявлено 1898 року. Згодом він отримав номер 433 та ім'я - Ерос. Так, так, це той астероїд із серіалу "Простір" ("The Expanse"). На той час його орбіта здавалася унікальною, адже більшість астероїдів звертаються навколо Сонця в Головному поясі астероїдів між орбітами Марса і Юпітера.
Приблизно через 100 років в області фіксації зображень відбулася революція - фотопластинки пішли в історію, а на їх місце стали впроваджувати ПЗС-камери. Перехід від аналогової інформації до «цифри» справив революцію й у астрономії, зокрема у сфері позиційних спостережень малих тіл Сонячної системи, яких і ставляться астероїди і комети. Нова техніка дозволила швидко та з високою точністю визначати координати небесних об'єктів, розраховувати їх орбіти та автоматизувати процес виявлення нових об'єктів на отриманих кадрах, адже раніше цим займалися вручну на пристроях, які називають блінком-компараторами.
Поступово в астрономів з'явилося розуміння, що об'єкти, подібні до Ероса, досить поширені в Сонячній системі і що за теорією ймовірності вони можуть стикатися з планетами. Це був лише перший крок на шляху до розуміння проблеми астероїдно-кометної небезпеки (АКО).
У 1980 році вчені - батько і син Альвареси - сформулювали теорію зіткнення Землі з великим небесним тілом (діаметром 8-10 кілометрів) у минулому і пов'язали утворення гігантського кратера Чіксулуб у Мексиканській затоці з вимиранням динозаврів. Далі – більше. Так, 1983 року всього за 4,67 мільйона кілометрів від Землі пролетіла щойно відкрита комета C/1983 H1 (IRAS-Araki-Alcock). Розмір її ядра був порівнянний із тілом, що зіткнулося із Землею 65 мільйонів років тому.
Останньою краплею стало зіткнення комети P/1993 F2 (Shoemaker-Levy 9), а точніше ланцюжка її уламків, з Юпітером. Комета була виявлена в 1993 році, вже розірваною тяжінням планети-гіганта, і питання зіткнення з планетою було лише питанням часу. 7 липня 1994 року 21 фрагмент комети, кожен розміром до двох кілометрів, увійшов в атмосферу Юпітера. Загальне енерговиділення становило близько 6 мільйонів мегатонн, що у 750 разів найбільше ядерного потенціалу, накопиченого на Землі!
Малюнок 1. Кількість відкритих протягом останніх десятиліть астероїдів, що зближуються із Землею (АСЗ). Червоним кольором позначені об'єкти діаметром від кілометра і більше, помаранчевим – 140 метрів і більше, синім – решта.
Після всіх цих подій у США було прийнято державну програму пошуку небезпечних небесних тіл, що зближуються із Землею. 1998 року перший оглядовий телескоп заступив на чергування. Протягом кількох років на цю тему почали працювати ще кілька інструментів, і результат не забарився. На малюнку 1 зображено статистику відкриттів АСЗ з 1980 року, яка говорить сама за себе.
На даний момент на тематику АКО працюють кілька виділених інструментів з діаметром головних дзеркал до 1,8 метра. Багато телескопів, які розпочинали свою роботу 20 років тому, пройшли модернізацію - на них було встановлено нові ПЗЗ-камери колосальних розмірів. Наприклад, мозаїка ПЗС-чіпів телескопа Pan-STARRS має діаметр півметра. Назріває питання: ну зараз ми вже змогли завчасно відкрити челябінський метеороїд? Ні! І ось чому.
Траєкторія руху метеороїда над Челябінськом
Важко виявити
Всі навколоземні астероїди поділяються на три сімейства, залежно від їхньої орбіти. Всі вони мають афелії (найбільш віддалена від Сонця точка орбіти) поза орбітою Землі, тому їх вдається виявляти. Але вчені запитали себе: а чи немає таких же об'єктів, що обертаються навколо Сонця всередині орбіти Землі і небезпечно зближуються з нашою планетою поблизу своєї афелії?
Якщо орбіта небесного тіла знаходиться усередині земної орбіти, то спостерігати його досить складно, навіть якщо це планета. Не дарма Венеру називають "ранковою зіркою". Вона видно на нашому небі у сутінках, увечері чи вранці. Але це дуже яскравий об'єкт, а як виявити невеликі астероїди на ще не темному, сутінковому небі? Такий досвід було поставлено. Телескоп, встановлений високо в горах, наводили на області над горизонтом, коли Сонце вже занурювалося за нього. Проникнення телескопів (здатність виявляти тьмяні об'єкти) на світлому небі катастрофічно знижується, але навіть за таких умов вдалося відкрити кілька об'єктів, які віднесли до нового сімейства навколоземних астероїдів. Цей досвід показав, що якщо ми не бачимо якісь об'єкти, це не означає, що їх немає (ефект спостережної селекції).
Відразу відповім питанням про застосування радіотелескопів. Так, вони можуть працювати і вдень, але зараз їхня діаграма спрямованості (кут зору) дуже малий і не дозволяє здійснювати пошук об'єктів на великих відстанях. Зараз для локування астероїдів часто потрібна оптична підтримка – телескопи уточнюють орбіту небесного тіла і радіотелескоп наводиться за вже уточненими координатами.
Челябінський метеороїд не належав до цього сімейства внутрішніх АСЗ (сімейство Атири), але наближався до нас із боку Сонця, й у цьому була головна причина те, що він був виявлено. Інша причина пов'язана з його малим розміром. До входу до атмосфери його діаметр становив приблизно 17 метрів. Характерний час запобігання при виявленні об'єктів такого розміру - менше доби, коли вони дуже близько підходять до Землі та сучасні телескопи можуть їх детектувати.
До речі, челябінська подія досить сильно струсила уми вчених, які займаються проблематикою АКО. Раніше вважалося, що об'єкт менше 50–80 метрів у діаметрі не зможе завдати великої шкоди людям, оскільки згорить у атмосфері. Події над Челябінськом показали, що це не так. Всі руйнування були спричинені не зіткненням самого тіла із поверхнею Землі, а з повітряним вибухом на висоті приблизно 19 кілометрів. Нагадаю, що постраждало понад тисячу людей. Якби це сталося над густонаселеними районами Європи чи Японії, постраждалих було значно більше. Отже, зараз вчені розуміють, що пошук астероїдів декаметрового розміру (десятки метрів у поперечнику) є важливим завданням АКО.
Для такого пошуку стали залучати великі телескопи, що працюють за астрофізичними та космологічними завданнями. Наприклад, модернізований 4-метровий телескоп, який займається пошуком темної енергії - Dark Energy Camera (DECam). Через кілька років у Чилі має заробити оглядовий телескоп нового покоління – Large Synoptic Survey Telescope (LSST), з діаметром головного дзеркала 8,3 метри! Цей інструмент набагато розширить область виявлення невеликих навколоземних об'єктів. Але це не вирішить проблему внутрішніх АСЗ.
Малюнок 2. Лібраційні точки (крапки Лагранжа). Точки L1, L4, L5 особливо зручні для того, щоб, перемістившись до них, оцінювати загрозу Землі з боку астероїдів, що летять до неї.
Для її ефективного вирішення необхідно запускати пошукові телескопи в космос і не просто в космос, а подалі від Землі. Наприклад, лібраційні точки (точки Лагранжа) L1, L4, L5 (рисунок 2). У цьому випадку ми будемо дивитися на Землю ніби збоку, що дозволить виявляти небезпечні об'єкти, що наближаються до нашої планети з боку Сонця. За теоретичними розрахунками ще більшу ефективність виявлення дасть розміщення космічних апаратів на орбіті Венери або Меркурія.
Технічна реалізація таких проектів ускладнюватиметься необхідністю передачі великих обсягів даних на великі відстані. Для точки L1 це 1,5 мільйона кілометрів, для L4/L5 - 150 мільйонів кілометрів, а для орбіти Венери воно коливається від 38 до 261 мільйона кілометрів. Тут потрібно знайти баланс між двома підходами. Що краще, передавати «сирі» кадри на Землю і вже тут, на потужних комп'ютерах, вичавлювати з них максимум інформації – у нашому випадку детектувати навіть тьмяні об'єкти – чи передавати лише виміри, а всю спрощену обробку вести на борту? Швидше за все, буде застосовано симбіоз обох підходів. І це лише одне з багатьох складних технічних завдань, які доведеться вирішити вченим та інженерам.
Теоретичні опрацювання таких місій ведуться, зокрема й у Росії. Тільки після того, як ми зможемо масово виявляти внутрішні АСЗ і вивчати їхню популяцію, ми зможемо закрити одне з питань АКО щодо виявлення небезпечних об'єктів. Але це не все. Добре, запитаєте ви, ми виявили об'єкт, що летить на зіткненній траєкторії до Землі, а що далі?
Мікроскопічні дослідження челябінського метеориту
Ще важче «збити»
Якщо говорити реально, то поки що ми можемо лише розрахувати час і місце падіння. Тобто сповістити спеціальні служби та постаратися евакуювати населення з небезпечного району. Для цього потрібно збільшувати характерний час випередження з кількох годин до кількох діб. Якщо говорити про парирування загрози, то все не так просто. Якщо це екстрений випадок і небезпека загрожує нам у найближчому майбутньому, то вибір невеликий - це або суто кінетичний вплив (удар болванкою), або вибуховий, разом з кінетичним (заглиблюємо заряд і підриваємо його).
Начебто все красиво і навіть досить реалізовано. Малі тіла ми вже успішно бомбардували, заряд є, чергові носії-перехоплювачі можна створити, але є не дещо «але».
По-перше, цей підхід стосується лише порівняно невеликих об'єктів. Хороша новина полягає в тому, що переважна більшість великих АСЗ ми вже знаємо і реальної загрози, на горизонті кількох сотень років, вони не являють собою. Але залишаються ще невідомі комети, які, як бачимо, можуть наближатися до Землі.
По-друге, щоб потрапити в об'єкт, треба добре знати його орбіту, а для цього потрібно тривалий час спостереження (наглядова дуга). Якщо об'єкт виявлено за кілька діб до зіткнення, навіть якщо у нас перехоплювач стоїть під парами, то можемо і не потрапити.
І по-третє, описані вище методи не контрольовані - тобто, зруйнувавши один великий об'єкт, ми можемо отримати хмару осколків, які увійдуть в атмосферу, і далеко не всі згорять. І тут ще питання, що краще: один великий об'єкт чи рій його уламків. Або ми можемо кінетичною дією зрушити астероїд не так, як нам хотілося б, перемістивши його, наприклад, на орбіту з ще більшою ймовірністю зіткнення. Оскільки ми не пишемо сценарій нового блокбастера, то все може піти далеко не так, як задумано.
Якщо об'єкт небезпечний для нас у середньостроковій перспективі, на інтервалі десятків років, то можна використовувати методи м'якого і, що важливо, контрольованого впливу. Для непідготовленої людини вони можуть здатися досить дивними, але вони справді можуть спрацювати, якщо в нас є десятки років. Наприклад, ми можемо розмістити поблизу астероїда невеликий космічний апарат, який притягуватиме астероїд - так само як і астероїд притягуватиме до себе апарат, але, звичайно, з більшою силою, адже величезна брила набагато масивніша. У цьому випадку ми можемо дуже точно розрахувати вплив і передбачувано, дуже повільно, змінити орбіту небесного тіла.
Можна посадити космічний апарат на поверхню астероїда та міняти його орбіту двигунами малої тяги. Посадка на астероїд чи ядро комети давно не фантастика – це вже було реалізовано. Можна навіть пофарбувати астероїд! Так, пофарбувати одну сторону астероїда в білий колір, щоб вона відображала сонячне світло, а друга, незабарвлена сторона при цьому нагрівалася, випромінюючи теплову енергію, здатну надати астероїду додаткове прискорення (ефект Ярковського). Знаючи форму астероїда і параметри обертання навколо своєї осі, можна розрахувати, як саме необхідно його пофарбувати для досягнення необхідного результату.
Такий короткий огляд проблематики АКО, хоча, звичайно, ця тема набагато ширша і глибша. Є ті, хто каже, що ця проблема не заслуговує на увагу, адже ймовірність великого зіткнення дуже мала. Так, це так, і завдання справжніх вчених – не лякати, а попереджати. Нехай ймовірність і справді дуже мала, але й ціна бездіяльності – мільйони та мільярди життів, а може, і доля всієї цивілізації. У людства є все для того, щоб не піти сумним шляхом динозаврів (хоча для нас падіння небесного тіла в Мексиканській затоці виявилося щасливою подією - перші ссавці витягли тоді свій щасливий квиток).
Тому нам необхідно зробити все, щоб зберегти наш світ, і це стосується, звичайно, не лише астероїдно-кометної небезпеки. Всім добра і частіше дивіться на нічне небо - воно дуже красиве і таїть ще багато загадок, які нам доведеться розгадати!
Леонід Єленін
Доки існування позаземних цивілізацій не доведено, можна лише надати волю фантазії та голлівудським ділкам про те, як би виглядало інопланетне вторгнення на Землю. Однак за межами нашої планети є й інші небезпеки, які потенційно загрожують нашому існуванню. Деякі з них малоймовірні, інші за багатостраждальну історію Землі вже траплялися і цілком реальні.
Позаземні цивілізації загинули?
Влітку 1950 року в кафетерії Лос-Аламоської лабораторії італійський фізик та нобелівський лауреат Енріко Фермі (одна з провідних фігур американського проекту створення атомної бомби) вів неформальну бесіду з трьома іншими фізиками. Вислухавши докази своїх колег на користь існування в Галактиці безлічі високорозвинених цивілізацій, Фермі запитав: «Ну і де вони в такому разі?»
Як не дивно, це питання, яке отримало назву «парадоксу Фермі», має в наш час значно більшу популярність, ніж усі наукові досягнення великого італійця. У розгорнутому формулюванні цей парадокс звучить так: «Закони природи єдині всюди у Всесвіті, тому будь-яка високорозвинена цивілізація має ті ж науково-технічні та технологічні можливості, що й людство». Маючи космолети, здатні розвивати швидкість хоча б близько 10% швидкості світла, цивілізація могла б розселитися по всій Галактиці і колонізувати придатні для життя планети всього за кілька мільйонів років - мізерний термін за космічними мірками. Тому якби в Галактиці справді існували численні цивілізації, перші з них дісталися б сюди мільйонів (а то й мільярдів) років тому. Але у разі саме собою відсутність інопланетян Землі є переконливим доказом відсутності високорозвинених позаземних цивілізацій як таких.
Звісно, з часів розмови Фермі з колегами висунуто багато гіпотез, які пояснюють цей феномен. Одна з гіпотез полягає в тому, що цивілізації, що виникають, недовговічні - кожну з них врешті-решт знищує космічна катастрофа. Таке припущення наводить на сумні думки – може, людство чекає та сама доля? Які космічні катастрофи можуть загрожувати нашій цивілізації?
Пряме влучення
Найбільш очевидною загрозою є можливе падіння на землю астероїду чи комети. Нагадуванням про цю загрозу є гігантські кратери, що залишилися на поверхні нашої планети від зіткнень з астероїдами у минулому. Досить згадати 10-кілометровий астероїд Чиксулуба, що впав на Землю 65 млн років тому, - подія, на думку багатьох учених, поклала кінець ері динозаврів. Від цієї катастрофи залишився ударний кратер на півострові Юкатан, діаметром близько 180 км і глибиною до 17-20 км.
Ще більше за розмірами є кратер Вредефорт, розташований у Південній Африці. Кратер, що утворився два мільярди років тому, має діаметр 250 кілометрів. Можна тільки гадати, якою планетарною катастрофою стало зіткнення з астероїдом, що призвело до появи цього кратера (життя на Землі в ту епоху обмежувалося бактеріями, але якби на Землі існували складні організми, вони, ймовірно, були б повністю знищені).
На щастя, люди, на відміну від динозаврів, можуть хоча спробувати захистити себе від астероїдної загрози. При нинішньому розвитку техніки від астероїда, що раптово з'явився, людство захищатиметься ударами ракет з атомними або термоядерними зарядами. У майбутньому, безперечно, буде створено досконаліші механізми «астероїдної оборони».
Геомагнітні бурі
Проте технічний прогрес, який робить життя комфортним і здатний захистити від багатьох загроз, у деяких відносинах робить людство більш уразливим. Нагадуванням про це є подія, що сталася 28 серпня 1859 року. Того дня викинуті Сонцем хмари заряджених частинок, досягнувши Землі, викликали коливання електричного та магнітного поля жахливої сили. Полярне сяйво в ніч з 28-го на 29-е число охопило все небо від полюсів до екватора (його спостерігали навіть жителі тропічної Куби). Стрілки магнітних компасів крутилися як божевільні, телеграфні системи виходили з ладу одна за одною-лінії передач іскрили, телеграфний папір спалахував. Так на Землю прийшла найпотужніша за історію спостережень геомагнітна буря 1859 року, також відома як Подія Керрінгтона (названа так на честь астронома, що спостерігав того дня за Сонцем), або Сонячний супершторм.
Через два дні магнітне поле прийшло в норму, вогні на небі згасли, а пошкодження на телеграфних лініях незабаром були виправлені. Людство відбулося легким переляком - грубі механізми ХІХ століття були невразливі для геомагнітної бурі будь-якої потужності. Але важко навіть уявити наслідки такої сонячної активності для просунутої сучасної техніки, керованої електронікою. У наші дні сонячний супершторм, аналогічний до 1859 року, стане планетарною катастрофою. Електромагнітний удар з космосу просто випалить всю незахищену електроніку на планеті, так що людство, яке стало заручником власного технічного генія, чекає на важке випробування.
Вулиці будуть забиті легковиками, автобусами, вантажівками (всі вони керуються електронікою), причому машини, що вийшли з ладу, викличуть безліч аварій. Постраждалі в аваріях довго чекатимуть на допомогу лікарів - адже машини швидкої допомоги, а також пожежні та поліцейські машини теж не заводитимуться. Все, що харчувалося від акумуляторів або електромережі, перестане працювати. Все, що опиниться в небі, - гелікоптери та літаки - швидше за все, вийде з ладу і розіб'ється.
Як можна бачити, повторення подій 1859 року в сьогоднішньому світі означатиме повну аварію всієї технологічної бази людства в усьому світі - адже одночасно вийдуть з ладу як пристрої, керовані електронікою, так і живлять їх енергосистеми. На відновлення роботи промисловості та відтворення енергосистеми підуть місяці хаосу та голоду – чи вистачить у людства волі протриматися стільки часу без соціального вибуху та подальшої за ним анархії?
Страх та жах наднових
Втім, катаклізм на Сонці безпосередньо загрожує лише техніці, що керується електронікою. Набагато страшнішою (хоча й значно менш імовірною) загрозою є вибух наднової зірки в космічних околицях Сонячної системи. Такий катаклізм здатний випалити живе на поверхні нашої планети. Випромінювання знищить озоновий шар в атмосфері, а радіація стерилізує поверхню Землі. Адже спалах наднової зірки - один із найграндіозніших катаклізмів у Всесвіті.
Наднова виникає на останніх стадіях існування зірки з масою, що значно перевершує сонячну. Існування зірки визначається співвідношенням між силами гравітації, що прагнуть стиснути зірку, і тиском випромінювання зірки, що «розпірає» її зсередини. Коли випромінювання виявляється недостатнім, щоб компенсувати величезне гравітаційне поле зірки, світило починає стискатися, причому це стиснення відбувається з прискоренням. Щільність і температура речовини в центрі зірки зростає, що в якийсь момент викликає катастрофічний «вибух усередину» - процес супроводжується виділенням колосальної кількості енергії.
Наднова на короткий час починає сяяти яскравіше, ніж усі зірки Галактики, разом узяті. В результаті космічний вибух призводить до загибелі самої зірки (її залишки стають нейтронною зіркою або навіть перетворюються на чорну дірку) та катастрофічним наслідкам для планет у найближчих зіркових системах. Тим часом зірка Бетельгейзе - близький, за космічними мірками, сусід Сонячної системи - може вибухнути незабаром.
І все-таки вибух наднової здасться незначною подією порівняно з катастрофою, яка відбувається при зіткненні чорних дірок. Згідно з розрахунками вчених, енергія зіткнення двох «середніх» чорних дірок дорівнює енергії, що виділяється у простір трильйонами трильйонів зірок, еквівалентних Сонцю. І така енергія виділяється у неймовірному спалаху протягом дуже короткого проміжку часу! Зіткнення чорних дірок - подія рідкісна навіть у безмежних просторах космосу, але якщо вже воно станеться, життя буде знищене на всіх планетах цілої галактики.
Однак у найближчому майбутньому людству немає сенсу побоюватися чогось подібного. Набагато вірогіднішим є такий розвиток подій, при якому цивілізація в результаті знищить саму себе.
Сьогодні стало відомо, що астрономи Кримської астрофізичної обсерваторії виявили 400-метровий астероїд, який 2032 року може зіткнутися із Землею. (РІА-новини)
Вчені всього світу постійно вивчають наш Всесвіт. Багато відкриття останнього часу справді шокують. І що далі вчені заглиблюються в таємниці Всесвіту, то більше небезпек вони знаходять для нашої планети саме з боку космосу. У нашій статті ми зібрали найнебезпечніші з них. (Фото та ілюстрації: відкриті джерела)
Астероїди-вбивці
Астероїд «Апофіс»
У 2004 році астероїд «Апофіс»(Таку назву дали йому роком пізніше) виявився занадто близько від Землі і відразу ж викликав загальне обговорення. Імовірність зіткнення із Землею була вищою, як би там не було. За спеціальною шкалою (Туринською) небезпека у 2004 році була оцінена у 4, що є абсолютним рекордом.
На початку 2013 року вчені отримали точніші дані щодо маси Апофісу. Виявилося, що об'єм та маса цього астероїду на 75% більше, ніж передбачалося раніше – 325 ± 15 метрів.
«У 2029 році астероїд Апофіз виявиться до нас ближче, ніж наші власні комунікаційні супутники. Він буде настільки близько, що люди побачать, як Апофіс пройде повз Землю, неозброєним оком. Навіть не знадобиться бінокль, щоб побачити, чи настільки близько цей астероїд пройде. Імовірно 90 відсотків, Апофіс не вдариться об землю в 2029 році. Але якщо Апофіс пройде на відстані 30 406 км, він може потрапити в гравітаційну замкову щілину, вузьку ділянку в 1 км завширшки. Якщо це станеться, земна гравітація змінить траєкторію руху Апофіса, що змусить його повернутися і впасти на Землю, сім років пізніше, 13 квітня 2036 року. Гравітаційний ефект Землі змінить орбіту Апофіса, який призведе до того, що Апофіс повернеться і впаде на Землю. В даний час шанси Апофіса завдати Землі смертоносного удару в 2036 році оцінюються як 1:45000.»- З документального фільму «Всесвіт. Кінець Землі – загроза з космосу».
Цього року вчені NASA заявили, що можливість зіткнення Апофіса із Землею у 2036 році практично повністю виключається.
Незважаючи на це, варто пам'ятати: все, що перетинає орбіту Землі, може одного разу впасти на неї.
Можливі місця падіння Апофісу у 2036 році (джерело: Paul Salazar Foundation)
Гамма-сплески
Щодня у всесвіті кілька разів з'являється яскравий спалах. Цей потік енергії - гамма-випромінювання. За потужністю він у сотні разів потужніший за все ядерну зброю на Землі. Якщо спалах станеться досить близько до нашої планети (на відстані 100 світлових років) — загибель буде неминуча: потужний потік радіації просто спалити верхні шари атмосфери, зникне озоновий шар і все живе згорить.
Вчені припускають, що спалахи гамма-випромінювання відбуваються внаслідок вибуху великої зірки, яка як мінімум у 10 разів більша від нашого Сонця.
Сонце
Все, що ми називаємо життям, було б неможливим без Сонця. Але ця найяскравіша планета не завжди даруватиме нам життя.
Поступово Сонце збільшується у розмірах і стає гарячішим. У той момент, коли Сонце перетвориться на червоного гіганта, а це приблизно в 30 разів більше за нинішні розміри, а яскравість зросте в 1000 разів — все це розплавить Землю і найближчі планети.
Згодом Сонце перетворилося на білого карлика. Розміром воно стане приблизно із Землю, але, як і раніше, буде в центрі нашої сонячної системи. Світити воно буде набагато слабше. Зрештою всі планети охолонуть і замерзнуть.
Але до цього моменту Сонце ще матиме шанс погубити Землю іншим способом. Без води життя на нашій планеті неможливе. Варто спеку Сонця збільшитися настільки, що океани перетворяться на пару — все живе загине від нестачі води.
Під час підготовки матеріалу використовувалися дані науково-популярного документального фільму «Всесвіт» 2007р.