Тип Амура. Перигелийные расстояния этих астероидов меньше, чем 1,33 а.е., но больше, чем афелийное расстояние Земли (1,017 а.е.). Их орбиты подходят к орбите Земли с внешней стороны, не пересекая ее. Таким образом, в ближайшее время столкновение с этими астероидами нам не грозит.
Тип Аполлона. Эти астероиды имеют перигелийное расстояние, меньшее 1,017 а.е., и большие полуоси орбит, превышающие 1 а.е., то есть эти астероиды проникают внутрь орбиты Земли, и столкновение их с Землей в нашу эпоху в принципе возможно. Это наиболее многочисленная группа.
Тип Атона. К нему относят астероиды с большими полуосями орбит меньше 1 а.е., но с афелийными расстояниями, большими, чем перигелийное расстояние Земли (0,983 а.е.). Их орбиты лежат большей частью внутри орбиты Земли и только в афелийной части выходят за ее пределы. Столкновение их с Землей также возможно.
Тип X. Орбиты этих астероидов полностью лежат внутри орбиты Земли. Столкновение их с Землей в ближайшую эпоху невозможно. Астероиды этого типа невелики и немногочисленны. Первый из них был открыт на 2,24-метровом телескопе в 1998 году и получил обозначение 1998DK36. Это всего лишь 40-метровое тело, в афелии сближающееся с Землей на 1,2 млн км. Астероиды типа X труднее обнаруживать из-за их угловой близости к Солнцу. В случае (гипотетическом) падения данного астероида на Землю он, видимо, был бы назван метеоритом. Вообще четкой границы по размерам между метеоритами и астероидами не существует. Иногда сообщается, например, о 10-20-метровом астероиде, пролетевшем мимо Земли. Столь ничтожные тела причисляются к астероидам по сути только потому, что они еще не упали на Землю.
Наконец, в 2010 году канадскими астрономами был найден 300-метровый астероид, движущийся приблизительно по орбите Земли, временами приближающийся к ней на 20 млн км, а временами удаляющийся от нее на расстояние до 60 млн км. В ближайшие миллионы лет столкновение с этим объектом нам не грозит. В принципе на земной орбите не исключено наличие «троянцев», более мелких, чем на орбите Юпитера, и обнаруженный астероид может оказаться первым объектом такого рода – хотя «троянцу» следовало бы находиться примерно в 150 млн км от Земли. Еще одно подтверждение того, что природа горазда на выдумки.
Как видим, столкнуться с Землей в ближайшую эпоху могут лишь астероиды типов Аполлона и Атона. Трудно предположить, чтобы астероиды типов Амура и X так изменили свою орбиту за короткое время, чтобы их столкновение с Землей стало возможным. В указанных пределах нет достаточно массивных тел (вроде Юпитера), способных заставить астероид резко изменить орбиту. Гравитация Земли, Венеры, Марса влияет на орбиты этих астероидов слабо. Слаб также эффект Ярковского. Суть этого любопытного эффекта в том, что астероид нагревается Солнцем с одной стороны, после чего нагретая сторона, повернувшись (мы помним, что астероиды вращаются в ту же сторону, в какую движутся по орбите), отдает тепловые фотоны мировому пространству, за счет чего астероид приобретает некий реактивный импульс, ускоряющий его движение. Однако эффект Ярковского следует учитывать лишь для малых астероидов, сильно сближающихся с Солнцем. В окрестностях орбиты Земли он слаб.
Разумеется, астероид может поменять орбиту вследствие столкновения с другим астероидом или крупным метеоритом. Отследить последнее решительно невозможно. К счастью, такие столкновения происходят чрезвычайно редко – гораздо реже, чем на Землю падает тело вроде Тунгусского метеорита. Ведь астероид – гораздо меньшая мишень, чем Земля, и к тому же обладает совершенно ничтожным тяготением.
В той же, если не большей мере изменения элементов орбит характерны для астероидов типов Аполлона и Атона. Тут уже может вмешаться гравитация системы Земля – Луна. Поэтому отслеживание и прогнозирование таких изменений – задача, не лишенная смысла. Не будем, однако, забывать, что большинство астероидных орбит имеет значительные углы наклона к эклиптике, так что астероидов, точно пересекающих земную орбиту, практически нет. Например, тот самый Эрос, на поверхность которого совершил посадку зонд NEAR, имеет угол наклона орбиты к эклиптике 10,83°, а гораздо меньший (порядка 900 м) астероид Икар – целых 22,86°. Существуют, правда, и околоземные астероиды с малым углом наклона плоскости орбиты к эклиптике, но их немного. Среди них выделяется 4-километровый Тоутатис. Вообще же среди околоземных астероидов мало крупных (километровых и более) объектов. Преобладает мелочь.
Специально для любителей слегка пощекотать себе нервы приведу несколько дат расчетных сближений (ближе 2 млн км) околоземных астероидов с Землей:
• 18 января 2022 года с Землей на расстояние 1975 тыс. км сблизится астероид 1994 PC1 поперечником 1,7 км.
• 26 октября 2028 года мимо Земли на расстоянии 957 тыс. км пролетит полуторакилометровый астероид 1997 XF11.
• 24 марта 2051 года с Землей на расстояние 1825 тыс. км сблизится астероид Асклепий. Его поперечник оценивается в 300 м.
• 10 января 2053 года мимо Земли на расстоянии 1316 тыс. км пролетит еще один небольшой астероид: 1988 ТА. Его поперечник – 270 м.
• 14 февраля 2060 года с Землей на расстояние 1197 тыс. км сблизится 900-метровый астероид Нерей. Он же пройдет мимо Земли 11 декабря 2021 года на более солидном расстоянии 3934 тыс. км.
• 21 октября 2069 года с Землей на расстояние 987 тыс. км сблизится астероид Хатор поперечником 350 м. Этот же астероид вернется в 2086 году и 21 октября пройдет ближе: «всего» в 833 тыс. км.
Страшно? Мне как-то не очень. Особенно если вспомнить, что в сентябре 2004 года мимо Земли на расстоянии в 1,5 млн км прошел уже упомянутый астероид Тоутатис. Шуму в СМИ было много, а в реальности лишь телескопическая звездочка довольно быстро проползла по небу и ушла, чтобы вновь вернуться в 2069 году. Но тогда, по расчетам, она пройдет еще дальше от Земли, чем в прошлый раз.
Приятно сознавать, что совсем недавно, 9 ноября 2011 года, основные российские СМИ сообщили о пролете в 325 тыс. км от Земли 300-400-метрового астероида 2005 YU55 спокойно, без чересчур заметного желания напугать обывателя. Это даже удивительно.
Разумеется, расчеты могут оказаться не вполне точными. Может случиться и так, что астероид подойдет к Земле ближе, чем было рассчитано. Сравните, однако, диаметр Земли (12 800 км) с минимальными расстояниями до астероидов из вышеприведенного списка и прикиньте вероятность столкновения. Она будет ничтожной. Что до тяготения Земли, то полезно вспомнить, что лишь вблизи земной поверхности первая космическая скорость равна 7,8 км/с, а чем дальше от Земли, тем она меньше. Луна, например, путешествует по орбите со средней скоростью всего 1,023 км/с – это и есть первая космическая скорость на среднем расстоянии до Луны (384 тыс. км). Пусть даже астероид зайдет внутрь лунной орбиты – все равно его скорость относительно Земли почти наверняка не позволит ему быть притянутым Землей. Конечно, его орбита несколько изменится, но это уже другой вопрос.
Проще говоря, вероятность столкновения известного астероида с Землей крайне мала – она во всяком случае не превышает вероятности единственным сделанным вслепую выстрелом поразить в десятку мишень в тире. Вспомните об этом, когда вновь услышите сообщения СМИ о грядущем сближении очередного астероида с Землей, дополненные пророчествами всевозможных кассандр о том, что расчеты астрономов неверны и нам угрожает страшная опасность…
Не вредно будет повторить: собственно, тела значительных размеров потому и падают на Землю так редко, что почти все, что могло упасть, уже упало, причем давным-давно – в протерозое и архее.
Иное дело – малые тела. Существуют не очень уверенные подсчеты, согласно которым тела, подобные Тунгсскому, должны падать на Землю в среднем раз в триста лет (по другим подсчетам – раз в тысячу лет). Прикинем вероятность гибели от феномена типа Тунгусского. При энергии 15 Мт зона поражения составит 1200 км2. Годичную вероятность столкновения Земли с телом, подобным Тунгусскому, примем равной 0,003. Далее возьмем площадь Земли, щедро включив в нее океаны и Антарктиду, и найдем, что в зоне поражения окажется (в среднем, конечно) 14 тыс. человек. Отсюда следует, что вероятность погибнуть в течение года от падения такого небесного тела для каждого отдельно взятого человека составляет один к 130 млн, то есть 0,0008 смертей на 100 тыс. жителей планеты. Для России с ее несколько меньшей, чем средняя, плотностью населения, эта вероятность еще раза в полтора ниже.
Много это или мало? Ничтожно мало. Это на много порядков меньше вероятности погибнуть в природной или техногенной катастрофе, стать жертвой войны или террористов, насмерть отравиться консервами и т. д. Если вы пользуетесь транспортом, живете в доме с электричеством, едите продукты из магазина и с рынка, держите домашних животных и не дрожите ежеминутно за свою жизнь, то вам и подавно нечего бояться столкновения Земли с астероидом. За вас теория вероятностей.
11. Метеориты и космическая минералогия
30 ноября 1954 года жительница городка Силакога (США, Алабама) Энн Ходжес возлежала на софе в своем таунхаусе, рассеянно слушая большой ламповый приемник – в те годы эра телевидения еще толком не наступила. За этим занятием дама задремала. Внезапно каменный метеорит весом около 4 кг пробил крышу, попал в приемник, совершенно разрушил его и, отскочив, поставил женщине синяк на ноге. Это был (и остается таковым) единственный строго документированный случай попадания метеорита в человека. Случаев же, описанных лишь очевидцами события, гораздо больше.
Исторические хроники, летописи и изустные предания доносят до нас истории о том, как метеориты ранили и убивали людей, разрушали различные строения. Возможно, наиболее масштабная катастрофа такого рода произошла в 1490 году в Шаньси (Китай), когда (вроде бы) погибло 10 тыс. человек. Немецкий исследователь метеоритов Б. Шульц приводит и другие, правда, куда менее грандиозные безобразия небесных камней. Например, в 1650 году небольшой метеорит упал на территорию монастыря Санта-Мария делла Паче в Милане, где и застрял в груди францисканского монаха. Метеорит весил всего 8 г и был извлечен, но рана монаха воспалилась и привела к смерти. Неясно, правда, виновен ли тут метеорит или виновны хирурги того времени, ничего не знавшие об асептике. Ясно лишь, что коль скоро столь малый – размером в пулю – метеорит застрял в человеческом теле, то скорость его была достаточно высока. Следовательно, этот метеорит-крошка не мог быть «автономным» метеоритом – в таком случае он затормозился бы в атмосфере (если бы не сгорел) и выпал на Землю со скоростью свободного падения малого тела в атмосфере. Шишку на тонзуре монаха такой камешек посадить мог бы, но застрять в груди, подобно пуле, – однозначно нет. Если 8-граммовый метеорит сохранил скорость у земли, значит, он был фрагментом более крупного метеорита, расколовшегося на части сравнительно невысоко над землей. Такое тело, тормозясь в атмосфере, могло сохранить достаточно высокую скорость вплоть до столкновения с земной поверхностью.