Вся надежда на ядерное оружие: астроном рассказал, как человечеству бороться с одной из главных угроз для Земли | dv2025.ru

Вся надежда на ядерное оружие: астроном рассказал, как человечеству бороться с одной из главных угроз для Земли

Время чтения:7 Минут, 48 Секунд

Вращение Земли – ускоряется? Откуда берутся землетрясения? Почему радары не видят опасных астероидов? Об этом и многом другом говорим с кандидатом физико-математических наук, старшим научным сотрудником Института прикладной астрономии РАН Николаем Железновым.

ЗЕМЛЯ УСКОРЯЕТСЯ, И НИКТО НЕ ЗНАЕТ, ПОЧЕМУ

– Правда ли, что скорость вращения Земли быстро и драматично меняется из-за глобального потепления?

– Вращение Земли в самом деле замедляется. Но не «драматично». Так было всегда, всю нашу геологическую историю. Причина: приливное взаимодействие с Луной. Земля вращается вокруг собственной оси быстрее, чем Луна движется по орбите вокруг Земли. В результате приливной горб – выступ на Земле, образованный притяжением Луны – идет навстречу вращению Земли и понемногу нашу планету замедляет. А Луна удаляется от нас – примерно на 3,8 сантиметра в год. Сутки за столетие удлиняются на 1,7 миллисекунды.

На вращение Земли влияют и сезонные процессы. Когда в Северном полушарии весна, лед тает, в Южном полушарии наоборот. Происходит также таяние ледников. В результате центр тяжести планеты чуть-чуть смещается и слегка меняется период вращения. Наконец, на длительность суток воздействуют и тектонические процессы. Так, в 2004 году землетрясение в 9 с лишним баллов в Индийском океане, вызвавшее страшное цунами и принесшее многочисленные жертвы, замедлило вращение Земли почти на 3 микросекунды.

– То есть – никаких аномалий (не считая цунами)?

– Ну как сказать… Вот уже второй год видим странное: Земля, напротив, стала ускоряться. Есть такое понятие – високосная секунда. Ее добавляют, чтобы привести в соответствие всемирное время, связанное с вращением нашей планеты, и атомное. С 1970-х ее прибавляли раз в два-три года. А с 2017 г., уже 7 лет, она остается неизменной. Скорее всего, это вызвано именно тектоникой.

ОТЧЕГО ТРЯСЕТСЯ НАША ПЛАНЕТА

– Может ли изменение скорости вращения Земли провоцировать землетрясения?

– Причина землетрясений – в движении литосферных плит, когда они давят друг на друга или одна плита уходит под другую. Движение не плавное, плиты друг другу мешают, возникает напряжение. Внезапно плиты смещаются на метры или десятки метров – землю трясет. Движения плит, в свою очередь, вызваны конвективными процессами в мантии, вращением ядра нашей планеты. Выше мы говорили, что период вращения Земли меняется, но – на микросекунды в год. Могут ли эти ничтожные изменения как-то повлиять на процессы в мантии, в ядре? Я не думаю. Связь тут скорее обратная: период меняется из-за толчков, а не толчки – от того, что меняется период.

– Многие полагают, что землетрясения провоцирует Луна. Это как-то связано с тем, что Луна от нас удаляется, а значит, ее орбита нестабильна?

– Луна удаляется от нас все медленнее. Это не линейный процесс. Когда-то, в геологическом прошлом, Луна располагалась к нам очень близко. Примерно миллиард лет назад сутки на Земле длились лишь 15 часов. Из-за приливного воздействия, Земля замедляется, а Луна отдаляется.

Вообще, движение Луны очень сложное. Она колеблется, показывая нам немного своей обратной стороны (с Земли мы видим около 60% лунного «шарика», а вовсе не половину, как многие думают). Это вследствие эллиптичности орбиты и собственного качания. Этот процесс называется либрация Луны.

Предположения о том, что притяжение Луны провоцирует сброс напряжений в земной коре, то есть вызывает землетрясения, есть. Но это именно предположения. Чтобы выяснить точно, хорошо учесть все мельчайшие факторы. Возможно, там, в исчезающе малых цифрах, и прячутся интересные процессы.

– В научной прессе появляются сообщения о том, что ядро Земли то ли резко сдвигается в разные стороны, то ли вращается все время с разной скоростью. А в популярной прессе это связывают с сейсмической активностью.

– У нас не так много возможностей исследовать ядро. Сейсмологи изучают недра с помощью сейсмических волн. Суждения о внутреннем ядре планеты пока противоречивые. По одним данным, ядро меняет направление своего вращения раз в 70 лет, по другим – быстрее, а иные говорят, что внутреннее жидкое ядро (есть и внешнее твердое) и вовсе остановилось. Все эти теории достаточно сложные.

Что касается нас, астрономов, мы можем оценить, как плиты движутся друг относительно друга с помощью определения координат станций. Зная точные координаты станций, можно определить не только расстояния между ними, но и скорость движения континентальных плит. Какую-то информацию о форме Земли могут дать и орбиты искусственных спутников. Конечно, наши данные позволяют уточнить модель строения Земли. Но работы еще очень много.

ПРАВДУ УЗНАЕТЕ ИЗ ФИЛЬМА «ГРАВИТАЦИЯ»

– Проводя наблюдения, вы так или иначе сталкиваетесь с проблемой космического мусора. Насколько она серьезна?

– Это серьезная проблема. В мире, в том числе и в России, ведут каталог обломков, чтобы в случае чего предупреждать экипаж МКС от столкновения с ними, по возможности уводить МКС и другие спутники на другие орбиты. Хорошо видно, как растет число опасных обломков.

В 1978 году консультант НАСА Дональд Кесслер описал сценарий, при котором процесс образования мусора станет неконтролируемым, лавинообразным. Столкнулись два спутника, получились обломки, они тоже бьют друг друга, и понеслось. Теперь это называется «синдром Кесслера», и он хорошо показан в фильме «Гравитация». Кстати, на мой взгляд, это научно очень достоверная картина. Пока синдром Кесслера не наступил, рановато, но в будущем он вполне возможен.

– Виновата мода на крошечные спутники? Раньше ракета выводила на орбиту пару-тройку больших, сейчас сотни, но с мыльницу.

– В самих микроспутниках зла не вижу. Другое дело, сколько они остаются на орбите. Если через несколько сотен витков двигатель направляет его в атмосферу, и он там сгорает – пусть. Страшно, если этого не происходит.

Конечно, рано или поздно атмосфера его затормозит, и он упадет. Какая-то атмосфера в космосе ведь все равно есть. Считается, что космос начинается от 100 км, но даже МКС (высота примерно 400 км) время от времени корректирует свою орбиту, потому что «трется» о воздух. Высота спутников Илона Маска – 550 км. Лет пять, может немного больше – время их жизни на орбите. Потом сгорят в атмосфере.

Прогресс не остановить, микроспутники запускать не перестанут. Астрономам, конечно, они мешают наблюдать небо. Но будут ли слушать астрономов?

ОСТАЕТСЯ НАДЕЯТЬСЯ НА ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ

– Астероидов, в том числе опасных, стали открывать очень много. Их стало больше? Или мы стали зорче?

– Не стало больше. Это эффект наблюдательной селекции. У нас появилась сеть оптических телескопов, которые ищут околоземные астероиды. И мы стали видеть более мелкие тела. Чем больше знаешь, тем страшнее жить. Но самих астероидов в космосе не прибавилось.

Когда я пришел работать в институт, это 1995 год, было известно примерно 5 тысяч нумерованных астероидов (то есть занесенных в каталоги, с надежно определенной орбитой). На рубеже нулевых годов мы с коллегами обсуждали в шутку, как назвать десятитысячный объект. Центр малых планет (находящийся в США) утвердил в итоге название Мириостос, то есть «сто раз по сто» по-гречески. Вскоре появился двадцатитысячный астероид – Варуна. В то время уже заработали программы автоматического мониторинга неба, и скорость открытия астероидов резко увеличилась. Сейчас их больше миллиона, и это число будет только расти.

– Открывают телескопами, но не радарами? А почему? Их что, не видно на радарах?

– Вы верно подметили. В фильмах герои непременно смотрят на экран радара, там бегает луч и высвечивается точка. «До столкновения с Землей осталось…». Но это фильмы.

Оптический телескоп получает изображение участка неба, на котором может быть виден не один астероид. А радиотелескоп «видит» только в узком конусе, и получает только, по сути, точечное изображение на конкретной длине волны. Чтобы построить картинку, надо сканировать участок неба. Пока сканируешь, астероид переместится. Обнаруживать новые объекты с помощью радиолучей трудно и непрактично. Оптические телескопы, оснащенные мощными цифровыми камерами, современными методами обработки изображений, намного эффективнее.

Ценность радиолокационных наблюдений в том, что, когда нам надо уточнить орбиту, они лучше оптических. Если среди регулярных наблюдений пролетающих мимо Земли астероидов встречаются радарные, это очень радует тех, кто занимается этой задачей. К сожалению, мощности передатчиков хватает чтобы «пробить» расстояние только до астероидов, пролетающих недалеко от Земли.

– Пусть не радаром, а оптическим телескопом, видим – летит на нас. Что делать?

– Если астероид очень близко, по сути, у нас один инструмент – ядерное оружие. В этом случае надо астероид развалить, потому что его сотни обломков нанесут меньший ущерб, чем если бы по Земле ударил целый астероид.

Скорость – самый важная величина в оценке кинетической энергии, а скорости космические – десятки километров в секунду. При столкновении кинетическая энергия практически вся переходит в тепловую – во взрыв с энергией в сотни килотонн. И это только для небольших тел, наподобие Челябинского болида в 2013 г.

Атмосфера нас, конечно, защищает. Но, если тело больше чем сотни метров, оно долетит до поверхности Земли с большой долей вероятности. И уничтожит целую область. Только кратер останется. Скажем, кратер в Аризоне (он образовался не очень давно) диаметром 1,2 километра, глубиной 230 метров, оставило тело размером всего в 50 метров. Ударная волна уничтожила все вокруг километров на сто.

Самый эффективный способ предотвратить столкновение с Землей – отклонить объект с опасной траектории. Столкнули астероид с помощью космического зонда, пролетел он мимо – и пусть себе дальше летает. Пару лет назад с помощью зонда DART ученые проделали такой эксперимент с астероидом Диморфом – спутником астероида Дидим. Этот двойной астероид нам не угрожает, но надо было попробовать. Тогда удалось немного изменить орбиту небесного тела. Так что «ударный» метод работает.

– Пусть ядерное оружие, другие средства защиты – они у человечества есть. Но, насколько я понимаю, ракет, которые дежурят на страже планеты Земля и готовы взлететь по команде, нет?

– Пока нету. Наши технологии уже позволяют создать систему астероидной защиты. Однако, это дорого. И требует международной кооперации. Что в наше время малореально.

СПРАВКА КП

Институт прикладной астрономии РАН — один из крупнейших астрономических институтов мира, ведущий исследования в области новых методов астрометрии и геодинамики, эфемеридной астрономии, классической и релятивистской небесной механики, радиоастрономии и радиоинтерферометрии, космической геодезии и фундаментального координатно-временного и навигационного обеспечения. Находится в Санкт-Петербурге, основан в 1987 году.

Мы продолжим нашу беседу в следующей части. Вы узнаете, был ли межзвездный астероид кораблем пришельцев, почему лететь на Марс – это безумие, а главное, не пора ли перерисовать географические карты, и отсчитывать долготу не от Лондона, а от Санкт-Петербурга.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Предыдущая статья На одном из самых загруженных перекрестков приступили к демонтажным работам
Следующая статья От наводнения продолжает страдать север Приморья