Обнаружен астероид опасный для земли. Приложение. Падение астероидов на землю и последствия столкновений. Что нужно знать об астероидах

20.09.2019

Приложение. Астероиды. Что это такое?

Наша планета Земля находиться в Солнечной системе. Солнечная система – это величайшее творение природы. В ней зародилась жизнь, возник разум, и развилась цивилизация. В состав входит восемь больших планет – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун и более 60 их спутников, среди которых наиболее известны спутник Земли – Луна.

В пределах Солнечной системы вращаются малые планеты, которых в настоящее время известно более 200 тысяч. В отличие от больших планет Солнечной системы, большая часть которых была известна с глубокой древности, первая малая планета Церера была открыта в созвездии Тельца сицилийским астрономом, директором обсерватории в Палермо Джузеппе Пиацци в ночь с 31 декабря 1800 г. на 1 января 1801 г. Размер этой планеты составил 970х930 км. В период между 1802 и 1807 гг. были открыты еще три малые планеты – Паллада, Веста и Юнона, орбиты которых, как и Цереры, лежали между Марсом и Юпитером. Стало ясно, что все они представляют новый класс планет, которые по предложению английского королевского астронома Уильяма Гершеля стали называться астроидами, поскольку в телескопы нельзя было различить диски, характерные для больших планет.

Астероид - небольшое планетоподобное (звездоподобное) тело Солнечной системы (малая планета). Самый большой из них Церера. Астероиды по размерам сильно различаются, самые маленькие из них не отличаются от частиц пыли.

Несколько тысяч астероидов известно под собственными именами. Полагают, что насчитывается до полумиллиона астероидов с диаметром более полутора километров. Однако общая масса всех астероидов меньше одной тысячной массы Земли. Большинство орбит астероидов сконцентрировано в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера на расстояниях от 2,0 до 3,3 а. е. от Солнца.

Метеор - это кратковременное явление, происходящее в средней атмосфере Земли при вхождении мелких твердых космических частиц.

Существуют два главных типа метеоров: спорадические, то есть одиночные, и потоковые. Среди одиночных встречаются осколки астероидов и комет Солнечной системы, «беглецы» с Луны и Марса, а также загадочные межзвездные гиперболические мелкие тела, которые пришли к нам из глубин Галактики.

Источниками потоковых метеоров являются только астероиды и кометы, из которых 72%- продукты разрушения астероидов группы Аполлон-Антон-Амур, 19% - остатками ядер короткопериодических и 6% - долгопериодических комет. 3% метеоров прилетели из основного пояса астероидов, располагающегося между орбитами Марса и Юпитера, который постоянно обновляется.

Метеоры, которые ярче самых ярких планет, часто называют болидами . Иногда наблюдаются болиды ярче полной луны и крайне редко такие, что вспыхивают ярче солнца. Болиды возникают от наиболее крупных метеороидов. Среди них много осколков астероидов, которые плотнее и крепче, чем фрагменты кометных ядер. Но все равно, большинство астероидных метеороидов разрушается в плотных слоях атмосферы. Некоторые из них падают на поверхность в виде метеоритов. Из-за высокой яркости вспышки болиды кажутся значительно ближе, чем в действительности. Поэтому необходимо сопоставить наблюдения болидов из различных мест, прежде чем организовывать поиск метеоритов. Астрономы оценили, что ежедневно по всей Земле около 12 болидов заканчивается падением более чем килограммовых метеоритов.

Приложение. Классификация астероидов.

Классификация астероидов:

По положению относительно орбит планет Солнечной системы.

Так в 1898 г. была обнаружена первая малая планета – Эрос, обращавшаяся вокруг Солнца на расстоянии, меньшем, нежели Марс. Она могла подходить к орбите Земли на расстояние около 0,14 а. е. (а. е. = 149,6 миллионов километров – среднее расстояние от Земли до Солнца), ближе, чем все известные в то время малые планеты.

Такие тела называют астероидами, сближающимися с Землей (АСЗ).

https://pandia.ru/text/78/170/images/image004_12.png" width="612" height="372 src=">

Группу Аполлона составляют 66% АСЗ, и ее астероиды являются наиболее опасными для Земли. Наибольшими астероидами в этой группе являются Ганимед – 41км, Эрос – 20 км, Бетулия, Ивар и Сизиф – 8 км.

Кроме того, имеются и более далекие от Солнца, типа Центавров.

На орбите Юпитера находятся Троянцы.

Астероиды могут быть классифицированы по спектру отраженного солнечного света:

Астероиды типа «С»- очень темные углистые. 75% всех астероидов принадлежат к группе С.

Сероватые кремнистые астероиды типа «S», составляют 15% все астероидов.

Астероиды типа «М» (металлические) и ряд других редких типов составляют оставшиеся 10% от числа всех астероидов.

Классы астероидов связаны с известными типами метеоритов. Имеется много доказательств, что астероиды и метеориты имеют сходный состав, так что астероиды могут быть теми телами, из которых образуются метеориты. Самые темные астероиды отражают 3 - 4% падающего на них солнечного света, а самые яркие - до 40%.

Приложение. Наблюдение за астероидами.

Почти 20 лет назад, в июле 1981 года, НАСА (США) провело первое Рабочее совещание "Столкновение астероидов и комет с Землей: физические последствия и человечество", на котором проблема астероидно-кометной опасности получила "официальный статус". С тех пор и по настоящее время в США, России, Италии было проведено не менее 15-ти международных конференций и совещаний, посвященных данной проблеме. Понимая, что первоочередной задачей ее решения является обнаружение и каталогизация астероидов в окрестности земной орбиты, астрономы в США, Европе, Австралии и Японии начали предпринимать энергичные усилия для постановки и осуществления соответствующих наблюдательных программ.

Наряду с проведением специальных научно-технических конференций, эти вопросы рассматривались ООН (1995 г.), Палатой Лордов Великобритании (2001 г.), в Конгрессе США (2002 г.) и Организацией экономического сотрудничества и развития (2003 г.). В результате этого, принят ряд постановлений и резолюций по данной проблеме, важнейшей из которых является Резолюция 1080 "Об обнаружении астероидов и комет, потенциально опасных для человечества", принятая в 1996 году Парламентской Ассамблеей Совета Европы.

Очевидно, что к ситуации, когда нужно будет принимать быстрые и безошибочные решения о спасении миллионов и даже миллиардов людей, нужно быть готовым заранее. Иначе, в условиях цейтнота времени, государственной разобщенности и других факторов, мы будем не способны принять адекватные и эффективные меры защиты и спасения. В связи с этим, было бы непростительной беспечностью не принять действенных мер по предотвращению подобных событий. Тем более что Россия и другие, технологически развитые страны мира располагают всеми базовыми технологиями для создания Системы планетарной защиты (СПЗ) от астероидов и комет.

Однако, глобальный и комплексный характер проблемы делает непосильным для отдельно взятой страны создание и поддержание в постоянной готовности такой Системы защиты. Очевидно, что, поскольку эта проблема является общечеловеческой, то и решаться она должна объединенными усилиями и средствами всего мирового сообщества.

Необходимо отметить, что в ряде стран уже выделены определенные средства и начаты работы в этом направлении. В Аризонском университете (США) под руководством Т. Герельса разработана методика мониторинга АСЗ и с конца 80-х годов ведутся наблюдения на 0,9-м телескопе с ПЗС-матрицей (2048х2048) национальной обсерватории Китт-Пик. Система доказала свою эффективность на практике – уже обнаружено около полутора сотен новых АСЗ, с размерами вплоть до нескольких метров. К настоящему времени завершены работы по переносу аппаратуры на 1,8-м телескоп этой же обсерватории, что значительно повысит скорость обнаружения новых АСЗ. Начат мониторинг АСЗ еще по двум программам в США: в Ловелловской обсерватории (Флагстафф, Аризона) и на Гавайских островах (совместная программа НАСА – Военно-воздушные силы США с использованием 1-м телескопа ВВС наземного базирования). На юге Франции в обсерватории Лазурный берег (Ницца) начата Европейская программа мониторинга АСЗ, в которой задействованы Франция, Германия и Швеция. Ставятся аналогичные программы также в Японии.

В связи с этим, для объединения имеющихся в нашей стране, а затем и за ее пределами интеллектуальных, технических, финансовых и других ресурсов, ряд ведущих организаций различных отраслей России и Украины (НПО им. , НИЦ им. , ОКБ МЭИ, НПО "Молния", НИИ механики МГУ, МАК "Вымпел", ГКБ "Южное" и ряд других) учредили Некоммерческое партнерство "Центр планетарной защиты". В качестве программного документа Центра подготовлено и утверждено членами Координационного Совета Центра «Предложение по созданию Системы планетарной защиты «Цитадель», разработанное на базе концептуального проекта СПЗ "Цитадель". Проект базируется на технологиях, многие из которых разрабатывались в военных целях.

Приложение. Падение астероидов на землю и последствия столкновений.

При падении крупного небесного тела на поверхность Земли образуются кратеры. Такие события называют астропроблемами, "звездными ранами". На Земле они не очень многочисленны (по сравнению с Луной) и быстро сглаживаются под действием эрозии и других процессов. Всего на поверхности планеты найдено 120 кратеров. 33 кратера имеют диаметр больше чем 5 км и возраст около 150 миллионов лет.

Первый кратер был выявлен в 1920-х годах в Каньоне Дьявола, что в североамериканском штате Аризона. Рис 15 Диаметр кратера - 1,2 км, глубина - 175 м, примерный возраст - 49 тысяч лет. По расчетам ученых такой кратер мог образоваться при столкновении Земли с телом сорокаметрового диаметра.

Геохимические и палеонтологические данные свидетельствуют о том, что примерно 65 млн. лет назад на рубеже Мезазойского периода Меловой эры и Третичного периода Кайнозойской эры небесное тело размером примерно 170-300 км столкнулось с Землей в северной части полуострова Юкатан (побережье Мексики). След этого столкновения - кратер под названием "Чиксулуб". Мощность взрыва оценивается в 100 миллионов мегатонн! При этом образовался кратер диаметром 180 км. Кратер был образован падением тела диаметром 10-15 км. При этом в атмосферу было выброшено гигантское облако пыли общим весом миллион тонн. На Земле наступила полугодовая ночь. Погибло более половины существовавших видов растений и животных. Возможно, тогда в результате глобального похолодания и вымерли динозавры.

По данным современной науки всего за последние 250 миллионов лет произошло девять вымираний живых организмов со средним интервалом в 30 миллионов лет. Эти катастрофы можно связать с падением на Землю крупных астероидов или комет. Отметим, что достается от непрошенных гостей не только Земле. Космические аппараты сфотографировали поверхности Луны, Марса, Меркурия. На них четко видны кратеры, причем сохранились они гораздо лучше благодаря особенностям местного климата.

На территории России, выделяются несколько астропроблем: на севере Сибири - Попигайская - с диаметром кратера 100 км и возрастом 36-37 миллионов лет, Пучеж-Катунская - с кратером 80 км, возраст которого оценивается в 180 миллионов лет, и Карская - диаметром 65 км и возрастом - 70 миллионов лет.

Тунгусский феномен

На Землю русскую в XX столетии упало 2 крупных небесных тела. Во-первых, Тунгусский объект, который вызвал взрыв мощностью 20 мегатонн на высоте 5-8 км над поверхностью Земли. Для определения мощности взрыва его приравнивают по разрушающему воздействию на окружающую среду взрыву водородной бомбы с тротиловым эквивалентом, в данном случае в 20 мегатонн тротила, что превосходит энергию ядерного взрыва в г. Хиросима в 100 раз. По современным оценкам масса этого тела могла достигать от1 до 5 миллионов тонн. Неизвестное тело вторглось в пределы земной атмосферы 30 июня 1908 года в бассейне реки Подкаменная Тунгуска в Сибири.

Начиная с 1927 г. на месте падения Тунгусского феномена работали последовательно восемь экспедиций русских ученых. Было определено, что в радиусе 30 км от места взрыва ударной волной были повалены все деревья. Лучевой ожег стал причиной огромного лесного пожара. Взрыв сопровождался сильным звуком. На огромной территории по свидетельству жителей окрестных (очень редких в тайге) сел наблюдались необычайно светлые ночи. Но ни одна из экспедиций не нашла ни одного кусочка метеорита.

Многим более привычно слышать словосочетание "Тунгусский метеорит", но пока достоверно не известна природа этого явления, ученые предпочитают пользоваться термином "Тунгусский феномен". Мнения о природе Тунгусского феномена самые противоречивые. Одни считают его каменным астероидом с диаметром приблизительно равным 60-70 метрам разрушившимся при падении на куски примерно 10-ти метрового диаметра, которые затем испарились в атмосфере. Другие, и их большинство, что это - осколок кометы Энке. Многие связывают этот метеорит с метеорным потоком Бета-Таурид, родоначальницей которого так же является комета Энке. Доказательством этому могут служить падение двух других крупных метеоров на Землю в тот же месяц года - июнь, которые ранее не рассматривались в одном ряду с Тунгусской. Речь идет о Краснотуранском болиде 1978 года и китайском метеорите 1876 года.

На тему тунгусского метеорита написано множество научных и научно-фантастических книг . Каким только объектам не приписывали роль Тунгусского феномена: и летающим тарелкам и шаровым молниям и даже знаменитой комете Галлея - насколько хватало фантазии авторов! Но окончательного мнения о природе этого феномена нет. Эта загадка природы еще неразгаданна.

Реальной оценкой энергии Тунгусского феномена является величина примерно равная 6 мегатоннам. Энергия Тунгусского феномена эквивалентна землетрясению с магнитудой 7,7 (энергия сильнейшего землетрясения равна 12).

Вторым крупным объектом, найденным на территории России, был Сихотэ-Алиньский железный метеорит, упавший в Уссурийской тайге 12 февраля 1947 г. Он был значительно меньше своего предшественника, и его масса составляла десятки тонн. Он тоже взорвался в воздухе, не долетев до поверхности планеты. Однако на площади в 2 квадратных километра было обнаружено более 100 воронок диаметром чуть больше метра. Самый большой из найденных кратеров был 26,5 метров в диаметре и 6 метров глубиной. За прошедшие пятьдесят лет найдено свыше 300 крупных осколков. Самый большой осколок имеет вес 1 745 кг, а общий вес собранных осколков превысил 30 тонн метеорного вещества. Найдены были далеко не все осколки. Энергия Сихотэ-Алининьского метеорита оценивается около 20 килотонн.

России повезло: оба метеорита упали в безлюдной местности. Если бы Тунгусский метеорит упал на большой город, то от города и его жителей ничего не осталось.

Из больших метеоритов XX столетия заслуживает внимание Бразильская Тунгуска. Он упал утром 3 сентября 1930 г. в безлюдном районе Амазонки. Мощность взрыва бразильского метеорита соответствовала одной мегатонне.

Все сказанное касается столкновений Земли с конкретным твердым телом. А что же может произойти при столкновении с кометой, огромного радиуса, начиненной метеоритами? На этот вопрос помогает ответить судьба планеты Юпитер. В июле 1996 г. комета Шумейкер-Леви столкнулась с Юпитером. За два года до этого при прохождении этой кометы на расстоянии 15 тысяч километров от Юпитера ее ядро раскололось на 17 осколков примерно по 0,5 км в диаметре, растянувшихся вдоль орбиты кометы. В 1996 г. они поочередно проникли в толщу планеты. Энергия столкновения каждого из кусков по оценкам ученых достигала примерно 100 миллионов мегатонн. На фотографиях космического телескопа им. Хаббла (США) видно, что в результате катастрофы на поверхности Юпитера образовались гигантские темные пятна - выбросы газа и пыли в атмосферу в местах паления осколков. Пятна соответствовали размерам нашей Земли!

Конечно, кометы в далеком прошлом сталкивались и с Землей. Именно столкновению с кометами, а не астероидами или метеоритами приписывают роль гигантских катастроф прошлого, со сменой климата, вымиранием многих видов животных и растений, гибелью развитых цивилизаций землян. Быть может, 14 тысяч лет назад наша планета встретилась с меньшей кометой, но этого вполне было достаточно, чтобы исчезла с лица Земли легендарная Атлантида?

Приложение 5. Возможность столкновения астероидов с Землей.

Последние годы по радио, телевидению и в газетах все чаще появляются сообщения о приближающихся к Земле астероидах. Это не означает, что их стало значительно больше, чем раньше. Современная наблюдательная техника позволяет нам увидеть километровые объекты на значительном расстоянии.

В марте 2001 года астероид "1950 DA", открытый еще в 1950 году, пролетел на расстоянии 7,8 миллиона километров от Земли. Был измерен его диаметр - 1,2 километра. Рассчитав параметры его орбиты, 14 авторитетных американских астронома опубликовали данные в прессе. По их мнению, в субботний день 16 марта 2880 года этот астероид может столкнуться с Землей. Произойдет взрыв мощностью 10 тысяч мегатонн. Вероятность катастрофы оценивается в 0,33 %. Но ученым хорошо известно, что точно вычислить орбиту астероида крайне сложно из-за непредвиденных воздействий на него со стороны других небесных тел.

В начале 2002 г. малый астероид "2001 YB5" диаметром 300 метров пролетел на расстоянии в два раза превышающем расстояние от Земли до Луны.

8 марта 2002 года малая планета "2002 EM7" 50 метров в диаметре приблизилась к Земле на расстояние 460 тысяч километров. Она пришла к нам со стороны Солнца, и поэтому была невидна. Заметили ее только через несколько дней после того, как она пролетела мимо Земли.

Сообщения о новых астероидах, проходящих сравнительно недалеко от Земли, будут появляться в прессе и впредь, но это не "конец света", а обычная жизнь нашей Солнечной системы.

Каждый день на Землю падают булыжники из космоса. Большие камни, естественно, падают реже маленьких. Самые маленькие пылинки ежедневно проникают на Землю десятками килограммов. Камешки побольше пролетают в атмосфере яркими метеорами. Камни и льдинки размером с бейсбольный мяч и меньше, пролетая через атмосферу, испаряются в ней совершенно. Что касается больших обломков скал, до 100 м в диаметре, то они представляют для нас значительную угрозу, соударяясь с Землей примерно раз в 1000 лет. В случае попадания в океан объект такого размера может вызвать приливную волну, которая окажется разрушительной на больших расстояниях. Столкновение с массивным астероидом более 1 км в поперечнике - гораздо более редкое событие, происходящее раз в несколько миллионов лет, однако последствия его могут быть поистине катастрофическими. Многие астероиды остаются незамеченными, пока не приблизятся к Земле. Один из таких астероидов был открыт в 1998 году во время изучения снимка, полученного Космическим Телескопом Хаббла (голубой росчерк на снимке). На прошлой неделе был открыт небольшой 100-метровый астероид 2002 MN, уже после того, как он миновал Землю, пройдя внутри орбиты Луны. Прохождение астероида 2002 MN рядом с Землей - ближайшее к нам за последние восемь лет, после прохождения астероида 1994 XM1. Столкновение с большим астероидом не очень сильно изменило бы орбиту Земли. При этом, однако, возникло бы такое количество пыли, что земной климат изменился бы. Это повлекло бы за собой повсеместное исчезновение такого числа форм жизни, что происходящее сегодня вымирание видов показалось бы ничтожным.

В настоящее время известно около 10 астероидов, сближающихся с нашей планетой. Их диаметр - более 5 км. По оценкам ученых, такие небесные тела могут столкнуться с Землей не чаще, чем один раз в 20 миллионов лет.

Для крупнейшего представителя популяции астероидов, приближающихся к земной орбите, - 40-километрового Ганимеда - вероятность столкновения с Землей в ближайшие 20 миллионов лет не превышает 0,00005 процента. Вероятность же столкновения с Землей 20-километрового астероида Эрос оценивается за тот же период примерно уже в 2,5%.

Число астероидов с диаметром более 1 км, пересекающих орбиту Земли, приближается к 500. Выпадение на Землю такого астероида может происходоить в среднем не чаще, чем раз в 100 тысяч лет. Падение тела размером 1-2 км уже может привести к общепланетарной катастрофе.

Кроме того, по имеющимся данным, орбиту Земли пересекают около 40 активных и 800 угасших "мелких" комет с диаметром ядра до 1 км и 140-270 комет, напоминающих комету Галлея. Эти крупные кометы оставили свои отпечатки на Земле - 20% больших земных кратеров обязаны им своим существованием. В целом же более половины всех кратеров на Земле - кометного происхождения. И сейчас в нашу атмосферу ежеминутно влетает 20 ядер миникомет по 100 тонн каждое.

Ученые подсчитали, что энергия соударения, соответствующая столкновению с астероидом диаметром 8 км, должна привести к катастрофе глобального масштаба со сдвигами земной коры. При этом размер кратера, образующегося на поверхности Земли, будет примерно равен 100 км, а глубина кратера будет лишь в два раза меньше толщины земной коры.

Если космическое тело не является астероидом или метеоритом, а представляет собой ядро кометы, то последствия столкновения с Землей могут еще более катастрофическими для биосферы из-за сильнейшего рассеивания кометного вещества.

Значительно больше возможностей у Земли встретиться с мелкими небесными объектами. Среди астероидов, орбиты которых в результате длительного действия планет-гигантов могут пересекать орбиту Земли, имеется не менее 200 тысяч объектов с диаметрами около 100 м. Наша планета сталкивается с подобными телами не реже, чем раз в 5 тысяч лет. Поэтому на Земле каждые 100 тысяч лет образуется примерно 20 кратеров с поперечником более 1 км. Мелкие же астероидные осколки (глыбы метровых размеров, камни и пылевые частицы, включая и кометного происхождения) непрерывно падают на Землю.

Приложение. Создание модели защитной установки.

Поскольку существует вероятность падения на землю астероидов, мы решили создать модель защитной установки. Полгода мы занимаемся в кружке робототехники, и модель решили создать на базе конструктора «ЛЕГО Перворобот RCX».

Обдумывая, из чего будет состоять наша установка, мы пришли к выводу, что должно состоять из двух автоматизированных устройств:

· устройство слежения за приближающимися в земле астероидами;

· координационного центра на земле, который будет управлять ракетами.

Первое должно представлять из себя спутник (в идеале несколько спутников), расположенный на орбите нашей планеты и ведущий постоянное наблюдение за пролетающими мимо небесными телами. При приближении опасного астероида, спутник должен передать сигнал в координационный центр, расположенный на земле.

Центр автоматически определит траекторию полета и запустит ракету со взрывчаткой , которая разобьет крупный астероид на более мелкие, тем самым предотвратит мировую катастрофу при столкновении.

При создании этих установок мы использовали детали двух лего-конструкторов Конструктор Lego «Перворобот» наборы № 000, 9796 и конструктор LEGO Mindstorms NXT 2.0. :

Также были использованы следующие основные блоки и датчики:

	Микропроцессор RCX. Управляет работой пушки.
	Микропроцессор NXT. Управляет работой датчиков расстояния и связывается с RCX.

	Датчик касания. Используется для связи микропроцессоров RCX и NXT.
	Электромотор для нажатия датчика касания.
	Ультразвуковой датчик расстояния (3 штуки) для определения расстояния да астероида.

Первоначально мы использовали только микропроцессор RCX, однако к нему нельзя было подключить ультразвуковой датчик расстояния. А без него определить расстояние до объекта очень сложно. Поэтому мы использовали и микропроцессор NXT. Потом мы поняли, что один датчик не позволяет нам определить, с какой стороны подлетает астероид. Для устранения этой проблемы решили использовать три датчика с трех разных сторон.

После этого нам пришлось решать еще одну задачу. Как связать между собой эти два блока? И мы решили использовать датчик касания. Он упрощал нам работу по программированию наших моделей, так как по количеству касаний, мы смогли определить траекторию стрельбы и угол поворота пушки.

Еще одна сложность, с которой мы столкнулись, была сложность создания спутника. Наш конструктор не позволяет создать летательный аппарат, и поэтому мы для наглядности решили использовать глобус, к которому присоединили детали и мотор, сымитировав тем самым модель спутника.

Модель пушки Модель спутника

Описание работы модели.

При включении модели спутник бесконечно вращает три ультразвуковых датчика расстояния. При приближении к датчику ближе 20 см некоторого объекта он срабатывает и нажимает датчик касания, один, два или три раза в зависимости от того с какой стороны сработал датчик. После срабатывания датчика пушка поворачивается в определенную сторону, поднимается на угол и выстреливает.

Программы, по которым работают устройства, выглядят следующим образом:

Программа работы спутника:

Программа работы пушки:

Конечно же, наша установка несовершенна. У нас недостаточное количество знаний, чтобы проводить более точные расчеты. Очень сложно было программировать, поэтому нам помогала Ольга Геннадьевна.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Астероидная опасность

Астероид - относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму и не имеют атмосферы.

В настоящий момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По состоянию на 2015 г. в базе данных насчитывалось 670 474 объекта, из которых для 422 636 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер, более 19 000 из них имели официально утверждённые наименования. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1,1 до 1,9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км. Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марсаи Юпитера.

Самым крупным астероидом в Солнечной системе считалась Церера, имеющая размеры приблизительно 975Ч909 км, однако с 24 августа 2006 года она получила статус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида Паллада и Веста имеют диаметр ~500 км. Веста является единственным объектом пояса астероидов, который можно наблюдать невооружённым глазом. Астероиды, движущиеся по другим орбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения вблизи Земли.

Общая масса всех астероидов главного пояса оценивается в 3,0--3,6·1021 кг, что составляет всего около 4 % от массы Луны. Масса Цереры - 9,5 1020 кг, то есть около 32 % от общей, а вместе с тремя крупнейшими астероидами Веста (9 %), Паллада (7 %), Гигея (3 %) - 51 %, то есть абсолютное большинство астероидов имеют ничтожную по астрономическим меркам массу.

Однако астероиды опасны для планеты Земля, так как столкновение с телом размером более 3 км может привести к уничтожению цивилизации, несмотря на то, что Земля в значительно больше всех известных астероидов.

Очевидно, что к ситуации, когда нужно будет принимать быстрые и безошибочные решения о спасении миллионов и даже миллиардов людей, нужно быть готовым заранее. Иначе, в условиях недостатка времени, государственной разобщенности и других факторов, мы будем не способны принять адекватные и эффективные меры защиты и спасения. В связи с этим, было бы непростительной беспечностью не принять действенных мер по предотвращению подобных событий. Тем более что Россия и другие, технологически развитые страны мира располагают всеми базовыми технологиями для создания Системы планетарной защиты (СПЗ) от астероидов и комет.

Необходимо отметить, что в ряде стран уже выделены определенные средства и начаты работы в этом направлении. В Аризонском университете (США) под руководством Т. Герельса разработана методика мониторинга АСЗ и с конца 80-х годов ведутся наблюдения на 0,9-м телескопе с ПЗС-матрицей (2048х 2048) национальной обсерватории Китт-Пик. Система доказала свою эффективность на практике - уже обнаружено около полутора сотен новых АСЗ, с размерами вплоть до нескольких метров. К настоящему времени завершены работы по переносу аппаратуры на 1,8-м телескоп этой же обсерватории, что значительно повысит скорость обнаружения новых АСЗ. Начат мониторинг АСЗ еще по двум программам в США: в Ловелловской обсерватории (Флагстафф, Аризона) и на Гавайских островах (совместная программа НАСА - Военно-воздушные силы США с использованием 1-м телескопа ВВС наземного базирования). На юге Франции в обсерватории Лазурный берег (Ницца) начата Европейская программа мониторинга АСЗ, в которой задействованы Франция, Германия и Швеция. Ставятся аналогичные программы также в Японии.

Тунгусский феномен

На Землю русскую в XX столетии упало два крупных небесных тела. Во-первых, Тунгусский объект, который вызвал взрыв мощностью 20 мегатонн на высоте 5-8 км над поверхностью Земли. Для определения мощности взрыва его приравнивают по разрушающему воздействию на окружающую среду взрыву водородной бомбы с тротиловым эквивалентом, в данном случае в 20 мегатонн тротила, что превосходит энергию ядерного взрыва в г. Хиросима в 100 раз. По современным оценкам масса этого тела могла достигать от 1 до 5 миллионов тонн. Неизвестное тело вторглось в пределы земной атмосферы 30 июня 1908 года в бассейне реки Подкаменная Тунгуска в Сибири.

Конечно, кометы в далеком прошлом сталкивались и с Землей. Именно столкновению с кометами, а не с астероидами или метеоритами приписывают роль гигантских катастроф прошлого, со сменой климата, вымиранием многих видов животных и растений, гибелью развитых цивилизаций землян. Нет гарантии, что такие же изменения в природе не произойдут после падения астероида на Землю.

В связи с тем, что существует вероятность падения на землю астероидов, необходимо создание защитной установки, которая должна состоять из двух автоматизированных устройств:

Устройство слежения за приближающимися к Земле астероидами;

Координационного центра на земле, который будет управлять ракетами, для раздробления астероида на более мелкие части, которые не смогу нанести вред не природе, не человечеству. Первое должно представлять из себя спутник (в идеале несколько спутников), расположенный на орбите нашей планеты и ведущий постоянное наблюдение за пролетающими мимо небесными телами. При приближении опасного астероида, спутник должен передать сигнал в координационный центр, расположенный на Земле.

Центр автоматически определит траекторию полета и запустит ракету, которая разобьет крупный астероид на более мелкие, тем самым предотвратит мировую катастрофу при столкновении.

То есть необходима разработка учеными конкретных автоматизированных механизмов, которые будут контролировать передвижение небесных тел, а в частности приближающихся к нашей планете и предотвращать мировые катастрофы.

Проблема астероидной опасности интернациональна по своей природе. Наиболее активными странами в решении этой проблемы являются США, Италия и Россия. Положительным фактом является то, что устанавливается сотрудничество по данной проблеме между специалистами-ядерщиками и военными США и России. Военные ведомства крупнейших стран действительно в состоянии объединить свои усилия для решения данной проблемы человечества - астероидной опасности и в рамках конверсии начать создавать глобальную систему защиты Земли. Это кооперативное сотрудничество способствовало бы росту доверия и разрядке в международных отношениях, разработке новых технологий, дальнейшему техническому прогрессу общества.

Примечательным является то, что осознание реальности угрозы космических столкновений совпало со временем, когда уровень развития науки и техники уже позволяет ставить на повестку дня и решать задачу защиты Земли от астероидной опасности. А это означает, что нет безысходности для земной цивилизации перед угрозой из Космоса или, иными словами, у нас есть шанс защитить себя от столкновения с опасными космическими объектами. Астероидная опасность стоит в ряду важнейших глобальных проблем, которые неизбежно придется решать человечеству объединенными усилиями различных стран.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Астероид – планетоподобное тело Солнечной системы: классы, параметры, формы, сосредоточение в космическом пространстве. Названия крупнейших астероидов. Комета – небесное тело, обращающееся вокруг Солнца по вытянутым орбитам. Состав его ядра и хвоста.

презентация , добавлен 13.02.2013

Понятие астероида как небесного тела Солнечной системы. Общая классификация астероидов в зависимости от орбит и видимого спектра солнечного света. Сосредоточенность в поясе, расположенном между Марсом и Юпитером. Вычисление степени угрозы человечеству.

презентация , добавлен 03.12.2013

Состав Солнечной системы: Солнце, окруженное девятью планетами (одна из которых Земля), спутники планет, множество малых планет (или астероидов), метеоритов и комет, чьи появления непредсказуемы. Вращение вокруг Солнца планет, их спутников и астероидов.

презентация , добавлен 11.10.2011

Открытие астероидов вблизи Земли, их прямое движение вокруг Солнца. Орбиты астероидов, их формы и вращение, насквозь холодные и безжизненные тела. Состав астероидного вещества. Формирование астероидов в протопланетном облаке как рыхлых агрегатов.

реферат , добавлен 11.01.2013

Строение комет. Классификация кометных хвостов по предложению Бредихина. Облако Оорта как источник всех долгопериодических комет. Пояс Койпера и внешние планеты Солнечной системы. Классификация и типы астероидов. Пояс астероидов и протопланетарный диск.

презентация , добавлен 27.02.2012

Происхождение космических тел, расположение в Солнечной системе. Астероид - малое тело, вращающееся по гелиоцентрической орбите: типы, вероятность столкновения. Химический состав железных метеоритов. Объекты пояса Койпера и облака Оорта, планетезимали.

реферат , добавлен 18.09.2011

Определение и типы астероидов, история их открытия. Главный пояс астероидов. Свойства и орбиты комет, исследование их структуры. Взаимодействие с солнечным ветром. Группы метеоров и метеоритов, их падение, звездные дожди. Гипотезы Тунгусской катастрофы.

реферат , добавлен 11.11.2010

Межпланетная система, состоящая из Солнца и естественных космических объектов, вращающихся вокруг него. Характеристика поверхности Меркурия, Венеры и Марса. Место расположения Земли, Юпитера, Сатурна и Урана в системе. Особенности пояса астероидов.

презентация , добавлен 08.06.2011

Классификация астероидов, сосредоточение большинства из них в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Основные известные астероиды. Состав комет (ядро и светлая туманная оболочка), их различия в длине и форме хвоста.

презентация , добавлен 13.10.2014

Схематичное изображение Солнечной системы в пределах орбиты Юпитера. Первая катастрофа – пробой Земли насквозь астероидом Африканом. Атака группой астероидов Скошей. Структура кратера Батракова. Вылет Карибской группы астероидов, глобальные последствия.

Между орбитой Марса и Юпитера вокруг Солнца движутся примерно 4000 огромных камней. Ученые называют их астероидами, или малыми планетами. Астероиды заметно отличаются друг от друга по размеру. Некоторые имеют поперечник всего несколько метров, другие обладают куда более внушительными габаритами. Самый большой астероид – Цереру – назвать «камнем» не повернется язык. Ведь ее диаметр – 1000 километров , что примерно равно расстоянию от Москвы до Ростова-на-Дону. Однако «Церера» официально считается карликовой планетой по новой классификации (с 24.08.06).Откуда взялся этот рой небесных странников?

Церера — астероид или карликовая планета?

Ученые считают , что астероиды появились из того же материала, из которого возникли планеты типа Земли или Марса . Однако летящий по соседней орбите гигант Юпитер , не позволил этой космической мелочи слиться в большую планету – слишком велика его сила тяготения.

Не все астероиды «живут» внутри пояса. Некоторые из них движутся вокруг Солнца по эллиптическим, то есть сильно вытянутым орбитам и иногда пролетают в опасной близости от Земли. Огромные кратеры, которые можно увидеть на Луне даже в небольшой бинокль – это следы столкновения с большими космическими камнями.

На ближайшей к Солнцу планете – Меркурии есть так называемая Котловина Калорис . Это след от удара 100-километрового астероида. Ударная волна пробежала по всей поверхности планеты, после чего Меркурий покрылся кольцами гор.

Следы космических катастроф сохранились и на Земле. Геологи обнаружили следы удара огромного астероида на дне Мексиканского залива. 65 миллионов лет назад громадина с поперечником в 30 километров врезалась в Землю. Над планетой сверкнула гигантская вспышка. Тысячи тонн воды и грунта поднялись в воздух. Из-за клубов пыли в атмосфере на Землю почти перестал поступать солнечный свет, и резко изменился климат. Именно тогда, как считают ученые, погибли все динозавры и многие другие животные и растения, до той поры вольготно чувствовавшие себя на Земле.

Время от времени астероиды сталкиваются с Землей. Самые маленькие из них могут падать на поверхность нашей планеты примерно раз в 100 лет, и удары их чаще всего принимает на себя океанское дно или малонаселенные части суши. Однако встреча с астероидом, имеющим поперечник даже в 2 километра способна принести Земле и людям очень серьезные неприятности. Даже если он не упадет на какой-нибудь большой город (как обычно показывается в фантастических фильмах на эту тему) , климат Земли наверняка резко изменится, и это может стать причиной гибели миллионов людей.

Сегодня за всеми «подозрительными» астероидами, орбита которых проходит вблизи нашей планеты, пристально следят телескопы. Пока ничего угрожающего нам всерьез обнаружить не удалось. Но если окажется, что столкновение с гигантским камнем неминуемо, возможно придется, срочно искать средство отразить «нападение» . Может быть, таким средством станет ракетно-ядерное оружие, или сверхерхмощные лазерные пушки, которые, правда, еще только предстоит создать.

Кратер Вулф Крик в Австралии.

Появился в Австралии 10.000 лет назад. Он до сих пор выглядит «как новый» . А вот Глубокий Залив Оленьего озера в Канаде – это след столкновения с астероидом, которое произошло 150 миллионов лет назад . За это время кратер сильно разрушился и об его истинном происхождении узнали только в 1957 году .

Большинство астероидов, как и кора Земли состоит из железа. Есть в малых планетах и более ценные металлы – медь, кобальт и никель. Возможно, в будущем люди научатся «буксировать» астероиды на околоземную орбиту и добывать из них полезные ископаемые.

Челябинский болид привлек внимание к космосу, откуда можно ожидать падения астероидов и метеоров. Возрос интерес к метеоритам, их поиску и продаже.

Челябинский метеорит, фото с сайта Полит.ру

Астероид, метеор и метеорит

Траектории полета астероидов рассчитаны на столетие вперед, за ними ведется постоянное наблюдение. Эти потенциально опасные для Земли космические тела (размером с километр и более) светят отраженным от Солнца светом, поэтому с Земли часть времени они кажутся темными. Астрономам-любителям не всегда удается их видеть, так как мешают городское освещение, дымка и т.п. Интересно, что большую часть астероидов открывают не профессиональные астрономы, а любители. Некоторым за это даже присуждают международные премии. Такие любители астрономии есть в России и в других странах. Россия, к сожалению, проигрывает из-за нехватки телескопов. Сейчас, когда обнародовано решение финансировать работу по защите Земли от космической угрозы, у ученых появилась надежда приобрести телескопы, которые смогут по ночам сканировать небо и предупреждать о грозящей опасности. Астрономы надеются получить также современные широкоугольные телескопы (не менее двух метров в диаметре) с цифровыми камерами.

Астероиды меньшего размера, метеороиды , летящие в околоземном пространстве вне атмосферы, удается заметить чаще тогда, когда они подлетают близко к Земле. А скорость этих небесных тел около — 30 — 40 км в секунду! Полет такого «камешка» к Земле удается предвидеть (в лучшем случае) только за одни или двое суток. Для того, чтобы понять, как это мало, показателен такой факт: расстояние от Луны до Земли преодолевается всего за несколько часов.

Метеор выглядит как «падающая звезда». Он летит в атмосфере Земли, нередко украшенный горящим хвостом. На небе случаются настоящие метеоритные дожди. Их правильнее называть метеорными дождями. Многие известны заранее. Однако некоторые случаются неожиданно, когда Земля встречается с камнями или кусками металла, блуждающими в Солнечной системе.

Болид , очень крупный метеор, кажется огненным шаром с разлетающимися во все стороны искрами и ярким хвостом. Болид виден даже на фоне дневного неба. Ночью может освещать огромные пространства. Путь движения болида отмечен дымной полосой. Она имеет зигзагообразную форму из-за воздушных течений.

При прохождении тела в атмосфере возникает ударная волна. Сильная ударная волна способна сотрясать здания и землю. Она порождает удары, похожие на взрывы и грохот.

Космическое тело, упавшее на Землю, называется метеоритом . Это лежащий на земле твердый как камень остаток тех метеорных тел, которые не разрушались полностью во время движения в атмосфере. В полете от сопротивления воздуха начинается торможение, а кинетическая энергия переходит в тепло и свет. Температура поверхностного слоя и воздушной оболочки при этом достигают нескольких тысяч градусов. Метеорное тело частично испаряется и выбрасывает огненные капли. Обломки метеора во время приземления быстро остывают и падают на землю теплыми. Сверху они покрыты корой плавления. Место падения чаще принимает форму углубления. Л. Рыхлова, заведующая отделом космической астрометрии Института Астрономии РАН, сообщила, что «ежегодно на Землю выпадает порядка 100 тысяч тонн метеороидного вещества» («Эхо Москвы», 17. 02. 2013). Есть совсем мелкие и достаточно крупные метеориты. Так, метеорит «Гоба» (1920 год, Юго-Западная Африка, железный) имел массу около 60 тонн, а «Сихотэ-Алинский (1947 год, СССР, выпавший железным дождем) — расчетную массу около 70 тонн, собрали 23 тонны.

Метеориты состоят из восьми основных элементов: железа, никеля, магния, кремния, серы, алюминия, кальция и кислорода. Есть и другие элементы, но в небольших количествах. Метеориты по составу бывают разными. Основные: железные (железо в соединении с никелем и небольшим количеством кобальта), каменистые (соединение кремния с кислородом, возможны вкрапления металла; на изломе видны мелкие округлые частицы), железокаменные (равное количество каменистого вещества и железа с никелем). Некоторые метеориты имеют марсианское или лунное происхождение: при падении крупных астероидов на поверхности этих планет происходит взрыв, и части поверхности планет выбрасываются в космос.

Иногда метеориты путают с тектитами . Это небольшие черные или зеленовато-желтые расплавленные кусочки силикатного стекла. Они образуются в момент ударного воздействия крупных метеоритов на Землю. Есть предположение о внеземном происхождении тектитов. Внешне тектиты напоминают обсидиан. Их коллекционируют, а ювелиры обрабатывают и используют эти «драгоценные камни» для украшения своих изделий.

Опасны ли метеориты для человека?

Зафиксировано всего несколько случаев прямого попадания метеоритов в дома, автомобили или в людей. Большая часть метеоритов оказывается в океане (это почти три четверти земной поверхности). Густонаселенные и промышленные области занимают меньшую площадь. Шанс попадания в них намного меньше. Хотя иногда, как мы видим, такое случается и приводит к большим разрушениям.

Можно ли трогать метеориты руками? Считается, что они не представляют никакой опасности. А вот брать метеориты грязными руками не стоит. Их советуют сразу положить в чистый целлофановый пакет.

Сколько стоит метеорит?

Метеориты можно отличить по ряду признаков. Прежде всего, они очень тяжелые. На поверхности «камня» хорошо заметны сглаженные вмятины и углубления («отпечатки пальцев на глине»), нет слоистости. Свежие метеориты обычно темные, так как они оплавляются, когда летят через атмосферу. Эта характерная темная кора плавления имеет толщину около 1 мм (чаще). Нередко метеорит узнают по затупленной форме головки. Излом часто бывает серого цвета, с маленькими шариками (хондрами), которые отличаются от кристаллической структуры гранита. Бывают хорошо видны вкрапления железа. От окисления на воздухе цвет долго пролежавших на земле метеоритов становится бурым или ржавым. Метеориты сильно намагничены, что приводит к отклонению стрелки компаса.

Страница 1 из 2

Проблема астероидной опасности – это аспект глобального характера, связанный с угрозой столкновения с Землей одного или нескольких астероидов, которое в нынешних условиях стало бы неизбежным, а по своим последствиям было бы сопоставимо с ограниченной термоядерной войной. Около десятка тысяч астероидов регулярно приближается к нашей планете – вопрос времени состоит лишь в том, когда и в каком месте произойдет удар. Несмотря на всю серьезность угрозы и катастрофичность возможных последствий, Земля плохо подготовлена к потенциальному столкновению. Даже экспертам лишь с огромным трудом удается рассчитать траектории космических обломков.

В марте 2014 года группа ученых во главе с Аланом Харрисом (Alan Harris ) приступила к экспериментам по моделированию конца света. Этот исследователь возглавляет международный проект защиты от астероидов под названием « NeoShield » («Новый щит»), осуществляемый в Германском центре авиации и космонавтики (DLR ). Кстати, суть экспериментов не настолько ужасна, как можно было бы себе представить, судя по их направленности: находящиеся в лаборатории исследователи просто стреляют из газовых пушек по искусственным миниастероидам. После обстрела они контролируют причиненные разрушения. Может быть, однажды эти эксперименты помогут спасти мир от столкновения с каким-нибудь пришельцем из Вселенной: во всяком случае, Харрис говорит о том, что мы должны более детально изучить состав астероидов, чтобы быть в состоянии отклонять их от своих орбит.

В Солнечной системе уже обнаружено свыше 600 тысяч астероидов. По меньшей мере с десяток тысяч из них с определенной периодичностью приближается к Земле. Эти так называемые «околоземные объекты» (ОЗО) серьезно беспокоят экспертов. Их столкновение с нашей планетой привело бы к катастрофическим последствиям, однако мы до сих пор почти не подготовлены к этому.

О реальности астероидной опасности свидетельствуют в том числе огромные кратеры на Луне, которые можно каждую ночь наблюдать на её поверхности невооруженным глазом. Совсем недавно, 11 сентября 2013 года, в естественный спутник Земли врезался очередной астероид массой 400 кг и размером с бытовой холодильник, который летел со скоростью 61 000 км/ч. После себя он оставил кратер диаметром около 40 метров.

Однако специалисты не ожидали этого столкновения. По словам Хосе Мадьедо (Jos é Madiedo ) из андалузского университета Уэльвы, Испания, «наблюдать астероиды трудно». Этот астроном лично был свидетелем столкновения космического обломка с Луной. «Большинство из них имеет очень темную поверхность. Поэтому увидеть их можно только в том случае, когда они достаточно велики и находятся сравнительно близко».

Недавно около Земли пролетел 270-метровый астероид (2000 EM 26) под названием «Моби Дик» (Moby Dick ) – во всяком случае, существует такое предположение. Он был открыт в 2000 году, и согласно расчетам, должен был вернуться в феврале 2014 года. Однако, когда астрономы направили свои телескопы на предполагаемую зону его пролета, они ничего не увидели. Моби Дик исчез. По словам Алана Харриса, такое случается. «Допустим, какая-либо обсерватория обнаруживает астероид. После этого требуется несколько часов наблюдения для того, чтобы рассчитать траекторию его полета. И только тогда мы можем грубо предсказать, где он будет находиться в ближайшую ночь.

Начиная со второй ночи, ученые могут рассчитать его местонахождение до следующей недели, затем на несколько месяцев вперед. Если в этот период будет плохая погода, то всё пойдет насмарку. Тогда ни у одного телескопа в мире уже не будет ни единого шанса снова увидеть обнаруженный астероид». Летающие обсерватории тоже способны отслеживать лишь незначительную часть космических обломков.

Тех, кто боится угрозы, Харрис успокаивает математическими раскладами: «Если мы обнаруживает астероид только за год до того, как он приближается к Земле, то это означает, что он должен быть довольно небольшим». По прогнозам ученого, «астероид, достаточно крупный для того, чтобы причинить вред нашей планете, мы бы увидели за 10-20 лет до его приближения».

По словам астрофизика Марио Трилоффа (Mario Trieloff ) из Гейдельбергского университета, действительно крупные обломки на самом деле довольно редки: «астероиды вдвое крупнее встречаются в 10 раз реже». Существует около тысячи астероидов, которые имеют размер больше 1 километра и при этом пересекают орбиту Земли.

Они достаточно крупны для того, чтобы стать потенциально опасными для нас – более крупные могут вызвать ядерную зиму. Трилофф утверждает, что «90 процентов из них известны ученым». Ни одно из числа этих крупных космических тел в ближайшие 100 лет, скорее всего, не столкнется с Землей, даже если пролетит, возможно, довольно близко от неё.

Но что делать, если какой-то более крупный обломок действительно будет угрожать столкновением с нашей планетой? Ведь до сих пор не существует космической миссии, в рамках которой проводилось бы реальное испытание технологии противоастероидной защиты. Международная координация усилий, направленных на такую защиту, осуществляется слишком медленно, и «спасители мира» рискуют погрузиться в джунгли аббревиатур: SMPAG (Группа планирования и консультаций по космическим миссиям), IAWN (Международная сеть оповещения об астероидной опасности), UNCOPUOS (Комитет ООН по мирному использованию космического пространства) – вот названия лишь нескольких организаций, в которые объединяются эксперты по астероидам.