Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра

Эта короткая драматическая история астероида 2008 ТС3 показала, что существующие службы слежения за ОСЗ в состоянии обнаружить объект на опасной для Земли траектории на его подлете к Земле, а вычислительные центры — оперативно обработать наблюдательную информацию и информировать заинтересованных лиц о предстоящих событиях.

^{Рис. 7.11. Вспышка в атмосфере над северным Суданом, зафиксированная спутником Метеосат-8 над районом предвычисленного места падения астероида 2008 TC3 (http://www.eumetsat.int/Home/Main/News/Features/707785/). Copy-right @ EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites)}

В течение нескольких часов после обнаружения объекта весь мир уже знал, где астероид можно наблюдать, где и когда он упадет, а также представляет ли это угрозу для землян или нет. Однако возникает вопрос: «А что бы произошло, если бы астероид был гораздо больше по размеру?» Можно только сказать, что более крупный объект может быть обнаружен не за 20 часов до столкновения, а раньше. Так, объект с диаметром в несколько десятков метров может быть обнаружен за несколько дней до столкновения. Тем не менее, этого времени явно недостаточно для предотвращения столкновения. Можно лишь предпринять меры по эвакуации населения из предполагаемого района падения.

Глава 8 Последствия падений крупных небесных тел на землю

Кто что ни говори, а подобные происшествия бывают на свете, — редко, но бывают.

Н. В. Гоголь. «Нос»

Последствия падений крупных тел на Землю в целом известны. Мы будем рассматривать только те, которые можно проанализировать в настоящее время методами точных наук. (Гораздо более сложно, как нам кажется, точно спрогнозировать социальные последствия.) Итак, в результате падения тела «работают» следующие поражающие факторы:

Рассмотрим процессы взаимодействия падающих тел с атмосферой Земли и ее поверхностью, а также последствия этих падений подробнее.

8.1. Явления, связанные с падением небесных тел

Часто увидишь, как звезды — лишь ветер задул с небосклона, вдруг упадают стремглав, и как сквозь суморок ночи пламя у них за спиной, белея, тянется длинно.

Вергилий

8.1.1. Взаимодействие небесных тел с земной атмосферой.Торможение метеороида в воздухе. Космическое тело, если оно движется сквозь атмосферу без разрушения и существенной абляции (потери массы), тормозится, когда его масса сравнивается с массой воздуха в цилиндре, имеющем такую же площадь поперечного сечения, что и само тело. Поэтому критерий отсутствия торможения неразрушающегося тела на высоте h можно записать в следующем виде:

ρ_аH (sin θ)^-1≪ 2 ρ_bR_b,

где H — характеристическая высота атмосферы (H = 8,5 км), θ — угол наклона траектории тела к горизонту, ρ_b и R_b — плотность и радиус тела соответственно, а ρ_а — плотность атмосферы на высоте h.

Можно определить размер неразрушающегося тела, которое долетит до Земли без торможения, из условия

где ρ⁰ а — плотность воздуха у поверхности Земли (h = 0, ρ⁰а = 10^-3 г/см³).

Для вертикального падения (θ = 90°) ледяного тела (ρ_b = 1 г/см³) получаем R_b > 4 м.

Таким образом, если бы тела не разрушались, то относительно небольшие метеороиды достигали бы поверхности Земли со скоростью, близкой к начальной. Но космические тела разрушаются в полете под действием аэродинамических сил: они могут распадаться на фрагменты, изменять свою форму и площадь поперечного сечения [Мелош, 1994; Melosh, 1981; Passey and Melosh, 1980].