Мир дому сему!

Солнечная система — дом, в котором человечеству суждено провести оставшиеся миллиарды лет своего существования. А что мы знаем о нем? Итоги многолетних исследований звездной системы подведены в 2009 году, объявленном Международным годом астрономии.

Вокруг Солнца обращается 8 планет: группы Земли (Меркурий, Венера, Земля и Марс), планеты-гиганты (Юпитер и Сатурн)  и ледяные гиганты (Уран и Нептун). Вокруг планет в свою очередь обращаются 166 известных сейчас спутников, и их число постоянно возрастает с обнаружением все более мелких объектов. У каждой из планет-гигантов есть своя система колец.

Между орбитами Марса и Юпитера существует пояс астероидов — несколько сотен тысяч малых тел диаметром более одного километра и миллионы более мелких. Между орбитами Юпитера и Нептуна вращаются отдельные транснептуновые объекты. За пределами орбиты Нептуна располагается пояс Эджворта-Койпера, подобный другим поясам астероидов, однако гораздо больше их по протяженности и массе. Здесь расположено также как минимум три карликовые планеты, в том числе Плутон, который еще недавно считался полноценной планетой.

Но и это еще не все. На внешних границах гравитационного влияния Солнца сохранились  малые объекты (в том числе кометы Облака Орта), оставшиеся от формирования звездной системы.

Кроме того, есть целый ряд взаимодействующих между собой факторов, которые влияют на процессы, происходящие в окружающем Землю пространстве. Это космическая пыль, электромагнитное излучение Солнца, идущие от него потоки заряженных частиц, галактические космические лучи и вещество, приходящее из межзвездной среды в виде нейтральных атомов. 

«Есть ли жизнь на Марсе?..»

Полвека исследований космоса с помощью космических аппаратов позволили определить разнообразие условий на планетах, их спутниках, уточнить строение планет, модели их происхождения из газопылевого облака и лучше понять образование и эволюцию Солнечной системы. Тем не менее в космогонии — науке о ее происхождении и эволюции — еще множество белых пятен. Одно из них — возможность существования жизни на какой-нибудь из планет, помимо Земли. Еще философы античности пытались анализировать вероятность обитания живых существ в других мирах. Пожалуй, в астрономии нет идеи более «горячей»…

В этом смысле Марс, где условия наиболее похожи на земные, — самая популярная планета Солнечной системы, говорится в статье «Исследования Солнечной системы, состояние и перспективы», опубликованной в журнале «Успехи физических наук» (октябрь, 2009 год). Открытие льда на полюсах и в виде подповерхностной вечной мерзлоты только подогревает этот интерес. Правда, Марс — слишком холодная планета, ее атмосфера сильно разрежена,  и жидкая вода здесь не обнаружена. А наличие последней — важный аспект для возникновения жизни.

Может быть, вода была? Тогда почему не сохранилась? Эти и другие вопросы сделали «Красную планету» объектом наиболее детальных исследований космическими методами.

Сейчас на поверхности Марса работают три космических аппарата, а с орбиты его изучают спутники. Однако несмотря на интенсивные исследования, ответов на множество вопросов пока нет. Для их получения, скорее всего, потребуется доставка образцов грунта с Марса на Землю.

Задача сложная. Но она обозначена в программе всех ведущих космических агентств на перспективу 2020—2025 годов. Перед экспедициями, которые будут этим заниматься,  поставлено несколько целей. И прежде всего — поиск следов предбиологических процессов, реликтовой или, возможно, существующей примитивной жизни. Даже если  такие следы не найдут, исследование химического, минералогического и изотопного состава реголита чрезвычайно важно для понимания процессов, которые могли бы поддерживать жизнь на Марсе, — прошлую или существующую. Ученые не исключают также возможности пилотируемой экспедиции с высадкой человека на поверхность этой планеты.

Особый интерес ученых вызывает и спутник Юпитера Европа. По данным магнитных наблюдений пролетавшего мимо космического корабля Galileo установлено, что под толстым, примерно 10-километровым слоем льда, покрывающим Европу, находится океан жидкой воды. Следовательно, теоретически на этом спутнике могла бы (сейчас или когда-то ранее) существовать жизнь. Потому вполне возможно, что какие-то ее формы могут обнаружиться и на других планетах Солнечной системы. Или в перспективе там появиться.

25 сценариев «конца света»

Именно столько гипотетических источников опасности для жизни насчитали специалисты для Земли — единственного космического тела, где жизнь точно существует. Использование оружия массового  поражения, катастрофическое изменение климата,  последствия применения нанотехнологий, результат вмешательства генной инженерии в живые организмы, возникновение «черной дыры» при работе Большого адронного коллайдера…  В этом перечне — и опасность столкновения Земли с другим космическим телом.

Последнюю гипотезу комментирует доктор физико-ма­те­­ма­тических наук, вице-президент Украинской астрономической ассоциации, известный в мире исследователь астероидов Дмитрий Лупишко.

— Дмитрий Федорович, теоретически опасность столк­новения нашей планеты с кометой или астероидом существует столько же, сколько живет человечество. Есть ли основания говорить о каком-то конкретном угрожающем Земле объекте?

— Да. Это астероид Апофис, до недавнего времени известный под обозначением 2004 MN4, который получил свое название в честь египетского бога зла и разрушения. Он открыт 19 июня 2004 года в обсерватории Китт Пик (Аризона, США) — одной из лучших как по оснащению, так и по астроклимату (когда я находился там, меня поразило количество ясных ночей и качество неба). Однако наблюдений оказалось недостаточно для уверенного определения орбиты этого астероида. Вскоре он был утерян и вновь открыт в декабре этого же года австралийской обсерваторией. Тогда же ученые указали на существенно отличную от нуля вероятность его столкновения с Землей в 2029 году.

— Но позже специалисты исключили возможность столк­новения…

— Действительно, дальнейшие наблюдения показали, что в апреле 2029 года «горячая» встреча отменяется. Хотя сближение будет настолько тесным, что астероид зайдет внутрь орбит геостационарных искусственных спутников Земли. Проблема в том, что благодаря особенностям своей орбиты этот астероид возвратится к нашей планете в 2034—2037 годах. А самым опасным станет сближение в 2036-м. Однако насколько близко  подойдет Апофис, пока точно неизвестно —  благоприятная для наблюдений видимость бывает короткой и довольно редкой из-за того, что основная часть его орбиты находится внутри земной. Следовательно, большую часть времени Апофис виден со стороны Солнца (на дневном или сумеречном небе) и недоступен для оптических наблюдений.

На ночном небе он станет виден в 2012 году. Тогда и можно будет провести оптические и радарные наблюдения, чтобы получить детальную информацию о геометрических, минералогических и физических свойствах астероида. А самое главное — точнее оценить его массу. Пока известны только отражательная способность, принадлежность к силикатному типу астероидов и приблизительный диаметр — около 320 метров.

— Придется ждать  появления астероида до 2012 года?

— Да, это необходимо для непосредственных наблюдений. Но изучение Апофиса продолжается. Так, на международной конференции в Санкт-Петербурге «Астероидно-кометная опасность—2009», в которой я участвовал, было представлено несколько докладов на эту тему. Один из важных результатов изучения и анализа орбиты Апофиса — вывод о возможных резонансных возвращениях этого астероида к Земле в течение нескольких лет после 2029 года.  Предположительно существует ряд резонансных или ключевых орбит (а если точнее — пространств для орбит), попадая в которые при сближении с Землей, Апофис неизбежно столкнется с ней через несколько оборотов вокруг Солнца. Эти резонансные пространства очень узки (около 600 метров шириной), поэтому вероятность попадания невелика. Но она существует.

Пока никто не может дать точного прогноза поведения «бога зла и разрушения». При каждом сближении с Землей его орбита претерпевает заметные изменения, и точность ее предсказания на ближайшие десятилетия ухудшается — вплоть до полной непредсказуемости после нескольких сближений.  Такова особенность этого астероида.

На конференции специалисты предлагали разные способы уточнения орбиты Апофиса. К примеру, послать к этому астероиду космический аппарат с установленным на его поверхности радиопередатчиком, сигналы которого помогут достичь требуемой точности в определении орбиты.

 — А что делать в случае реальной опасности столкновения?

— Самое простое и реальное — заблаговременно изменить орбиту Апофиса так, чтобы столкновения не произошло. Технически сейчас это возможно сделать.

Рассматриваются и другие варианты: например, сделать астероид спутником Земли или направить его на Луну. Подсчитано, что такой эксперимент не повлияет на орбиту нашего спутника, но, помимо нейтрализации опасного объекта, может дать новую информацию о прочности и составе лунного реголита. Кстати, не исключено, что многие другие, еще не открытые объекты имеют подобные экзотические орбиты.

Кстати