Околоземные астероиды: группы и опасность¶

Околоземные астероиды — это астероиды, чьи орбиты проходят вблизи орбиты Земли на расстоянии менее 1,3 астрономической единицы (а. е.) от Солнца. Данный класс объектов представляет особый научный и практический интерес, поскольку их гравитационное взаимодействие с Землёй создаёт потенциальную угрозу столкновения, а также открывает возможности для изучения раннего материала Солнечной системы и освоения минеральных ресурсов.

¶Классификация по орбитам

В зависимости от параметров орбиты околоземные астероиды подразделяются на четыре основные группы, названные в честь первых открытых представителей:

• Атоны (астероид 2062 Атон) — орбиты лежат внутри орбиты Земли, большая полуось меньше 1 а. е. Афелий (максимальное удаление от Солнца) у них, как правило, превышает перигелий Земли, поэтому они могут пересекать земную орбиту.
• Аполлоны (астероид 1862 Аполлон) — большая полуось больше 1 а. е., перигелий (минимальное расстояние до Солнца) меньше земного. Это самая многочисленная группа, включающая большинство известных потенциально опасных объектов.
• Амуры (астероид 1221 Амур) — орбиты проходят между орбитами Земли и Марса, перигелий больше 1 а. е., но меньше 1,3 а. е. Они не пересекают орбиту Земли, однако со временем под влиянием возмущений могут перейти в группу Аполлонов.
• Атиры (астероид 163693 Атира) — орбиты целиком находятся внутри орбиты Земли, афелий меньше 1 а. е. Эта группа открыта сравнительно недавно и труднодоступна для наблюдений из-за близости к Солнцу на небе.

¶Потенциально опасные объекты

Среди всех околоземных астероидов выделяют подкласс потенциально опасных объектов (Potentially Hazardous Objects, PHO). Критерием отнесения является минимальное расстояние пересечения орбиты с орбитой Земли (MOID) менее 0,05 а. е. (около 7,5 млн км) и абсолютная звёздная величина не тусклее 22,0m, что соответствует примерному диаметру более 140 метров. Такое сочетание означает, что астероид в обозримом будущем может сблизиться с Землёй на опасную дистанцию, а его размер достаточен для причинения значительного регионального ущерба в случае падения.

По состоянию на 2024 год известно более 30 тысяч околоземных астероидов, из которых свыше 2 тысяч классифицированы как потенциально опасные. Ежегодно открываются сотни новых объектов, в основном благодаря обзорным телескопам, таким как Pan-STARRS, Catalina Sky Survey и ATLAS.

¶Опасность столкновений и последствия

Угроза, исходящая от околоземных астероидов, оценивается по шкале Турина и Палермской технической шкале. Большинство известных объектов имеют нулевой уровень риска, однако история Земли свидетельствует о регулярных импактных событиях.

Наиболее значимым в новейшей истории является Тунгусский метеорит (1908 год), взрыв которого в атмосфере над Сибирью соответствовал мощности 10–30 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Падение Челябинского метеорита в 2013 году, вызванное астероидом диаметром около 17 метров, привело к массовым повреждениям остекления и более чем тысяче пострадавших от ударной волны.

Последствия столкновения зависят от размера объекта:

• астероиды до 25 метров в диаметре сгорают в атмосфере, не достигая поверхности;
• объекты 25–100 метров способны вызвать локальные разрушения и цунами при падении в океан;
• астероиды 100–1000 метров приводят к региональным катастрофам и климатическим аномалиям;
• тела крупнее 1 км несут угрозу глобальной катастрофы, сравнимой с вымиранием динозавров.

¶Методы обнаружения и мониторинга

Систематический поиск околоземных астероидов ведётся с конца XX века. Крупнейшие программы наблюдения используют широкоугольные телескопы с автоматической обработкой изображений. В России действует сеть телескопов Международной научной оптической сети (МАСТЕР) МГУ, участвующая в обнаружении и уточнении орбит астероидов.

Для отслеживания астероидов применяются оптические и радиолокационные методы. Радиолокация, в частности, позволяет определить форму, размеры и скорость вращения объекта с высокой точностью. Центром сбора и распространения данных является Центр малых планет (Minor Planet Center) при Международном астрономическом союзе.

¶Планетарная защита

Вопросы противодействия астероидной угрозе рассматриваются в рамках концепции планетарной защиты. В 2022 году NASA в рамках миссии DART (Double Asteroid Redirection Test) впервые успешно изменила орбиту астероида Диморф (спутник астероида Дидим) путём кинетического удара, что подтвердило практическую осуществимость метода отклонения траектории.

К числу рассматриваемых методов относятся:

• гравитационный буксир — изменение траектории за счёт гравитационного притяжения космического аппарата;
• ядерный взрыв на поверхности или вблизи астероида;
• лазерное испарение поверхности;
• установка солнечного паруса или двигателя на поверхность объекта.

Международное сотрудничество в этой области координируется под эгидой ООН через Международную сеть оповещения об астероидах (IAWN) и Консультативную группу по планированию космических миссий (SMPAG).

¶Перспективы освоения

Околоземные астероиды рассматриваются как потенциальные источники полезных ископаемых — металлов платиновой группы, железа, никеля и воды. Запасы воды в виде льда на астероидах могут использоваться для производства ракетного топлива при будущих межпланетных миссиях. Частные компании, такие как Planetary Resources и Deep Space Industries, заявляли о планах по разработке астероидных ресурсов, однако коммерческая добыча пока не начата из-за технологических и экономических барьеров.