Околоземный объект ( NEO ) — это любое малое тело Солнечной системы , вращающееся вокруг Солнца , чьё ближайшее сближение с Солнцем ( перигелий ) составляет менее 1,3 расстояния от Земли до Солнца ( астрономическая единица , а.е.). [2] Это определение применимо к орбите объекта вокруг Солнца, а не к его текущему положению, поэтому объект с такой орбитой считается NEO даже в те моменты, когда он далек от близкого сближения с Землей . Если орбита NEO пересекает орбиту Земли, и объект больше 140 метров (460 футов) в поперечнике, он считается потенциально опасным объектом (PHO). [3] Большинство известных PHO и NEO являются астероидами , но около 0,35% являются кометами . [1]
Известно более 34 000 астероидов, сближающихся с Землей (NEA), и более 120 известных короткопериодических комет, сближающихся с Землей (NEC). [1] Ряд метеороидов, вращающихся вокруг Солнца , были достаточно большими, чтобы их можно было отследить в космосе до того, как они врезались в Землю. В настоящее время широко признано, что столкновения в прошлом сыграли значительную роль в формировании геологической и биологической истории Земли. [4] Астероиды диаметром всего 20 метров (66 футов) могут нанести значительный ущерб местной окружающей среде и человеческому населению. [5] Более крупные астероиды проникают в атмосферу к поверхности Земли, образуя кратеры, если они сталкиваются с континентом, или цунами, если они сталкиваются с морем. Интерес к NEO возрос с 1980-х годов из-за большей осведомленности об этом риске. Избежать столкновения с астероидом путем отклонения в принципе возможно, и изучаются методы смягчения последствий. [6]
Две шкалы, простая шкала Турина и более сложная шкала Палермо , оценивают риск, представляемый идентифицированным околоземным объектом, на основе вероятности его столкновения с Землей и того, насколько серьезными будут последствия такого столкновения. Некоторые околоземные объекты имели временно положительные рейтинги по шкале Турина или Палермо после их обнаружения. С 1998 года Соединенные Штаты, Европейский союз и другие страны сканируют небо на предмет околоземных объектов в рамках проекта под названием Spaceguard . [7] Первоначальный мандат Конгресса США для NASA на каталогизацию не менее 90% околоземных объектов диаметром не менее 1 километра (0,62 мили), что достаточно для того, чтобы вызвать глобальную катастрофу, был выполнен к 2011 году. [8] В последующие годы усилия по обследованию были расширены [9] для включения более мелких объектов [10], которые могут нанести масштабный, хотя и не глобальный ущерб.
У околоземных объектов низкая поверхностная гравитация, и многие из них имеют орбиты, подобные земным, что делает их легкими целями для космических аппаратов. [11] [12] По состоянию на апрель 2024 года [update]пять околоземных комет [13] [14] [15] и шесть околоземных астероидов, [16] [17] [18] [19] [20] один из них с луной, [20] были посещены космическими аппаратами. Образцы трех были возвращены на Землю, [21] [22] и был проведен один успешный тест отклонения. [23] Аналогичные миссии находятся в процессе выполнения. Предварительные планы коммерческой добычи астероидов были составлены частными стартапами, но немногие из этих планов были реализованы. [24]
Околоземные объекты (ОСО) формально определяются Международным астрономическим союзом (МАС) как все малые тела Солнечной системы с орбитами вокруг Солнца, которые хотя бы частично находятся ближе, чем на 1,3 астрономических единицы (АЕ; расстояние от Солнца до Земли) от Солнца. [25] Это определение исключает более крупные тела, такие как планеты , такие как Венера ; естественные спутники , которые вращаются вокруг тел, отличных от Солнца, такие как Луна ; и искусственные тела, вращающиеся вокруг Солнца. Малое тело Солнечной системы может быть астероидом или кометой , таким образом, ОСО является либо околоземным астероидом (ОСА), либо околоземной кометой (ОЭК). Организации, каталогизирующие ОСЗ, дополнительно ограничивают свое определение ОСЗ объектами с орбитальным периодом менее 200 лет, ограничение, которое применяется, в частности, к кометам, [2] [26], но этот подход не является универсальным. [25] Некоторые авторы еще больше ограничивают определение орбитами, которые находятся, по крайней мере, частично дальше, чем на 0,983 а.е. от Солнца. [27] [28] Таким образом, околоземные объекты не обязательно в настоящее время находятся вблизи Земли, но они могут потенциально приблизиться к Земле относительно близко. Многие околоземные объекты имеют сложные орбиты из-за постоянного возмущения гравитацией Земли, и некоторые из них могут временно изменяться с орбиты вокруг Солнца на орбиту вокруг Земли, но этот термин применяется гибко и для этих объектов. [29]
Орбиты некоторых околоземных объектов пересекают орбиты Земли, поэтому они представляют опасность столкновения. [3] Они считаются потенциально опасными объектами (ПОО), если их предполагаемый диаметр превышает 140 метров. ПОО включают потенциально опасные астероиды (ПОА). [30] ПОА определяются на основе двух параметров, касающихся соответственно их потенциала опасного сближения с Землей и предполагаемых последствий, которые может иметь столкновение, если оно произойдет. [2] Объекты с минимальным расстоянием пересечения орбиты Земли (MOID) 0,05 а.е. или меньше и абсолютной звездной величиной 22,0 или ярче (грубый показатель большого размера) считаются ПОА. Объекты, которые либо не могут приблизиться к Земле ближе, чем на 0,05 а.е. (7 500 000 км; 4 600 000 миль), либо которые слабее H = 22,0 (около 140 м (460 футов) в диаметре с предполагаемым альбедо 14%), не считаются потенциально опасными объектами. [2]
.jpg/1280px-Eros_-_PIA02923_(color).jpg)
Первыми околоземными объектами, которые наблюдали люди, были кометы. Их внеземная природа была признана и подтверждена только после того, как Тихо Браге попытался измерить расстояние до кометы через ее параллакс в 1577 году, и полученный им нижний предел был значительно выше диаметра Земли; периодичность некоторых комет была впервые признана в 1705 году, когда Эдмунд Галлей опубликовал свои расчеты орбиты возвращающегося объекта, теперь известного как комета Галлея . [31] Возвращение кометы Галлея в 1758–1759 годах было первым предсказанным появлением кометы. [32]
Внеземное происхождение метеоров (падающих звезд) было признано только на основе анализа метеорного потока Леониды 1833 года астрономом Денисоном Олмстедом . 33-летний период Леонид привел астрономов к подозрению, что они происходят от кометы, которая сегодня была бы классифицирована как NEO, что было подтверждено в 1867 году, когда астрономы обнаружили, что недавно открытая комета 55P/Tempel–Tuttle имеет ту же орбиту, что и Леониды. [33]
Первым околоземным астероидом, который был обнаружен в 1898 году, был 433 Эрос. [34] Астероид стал объектом нескольких обширных кампаний по наблюдению, в первую очередь потому, что измерения его орбиты позволили точно определить тогда еще несовершенно известное расстояние от Земли до Солнца. [35]
Если околоземный объект находится вблизи части своей орбиты, ближайшей к земной, в то же время, когда Земля находится в части своей орбиты, ближайшей к орбите околоземного объекта, объект имеет тесное сближение или, если орбиты пересекаются, может даже столкнуться с Землей или ее атмосферой.
По состоянию на май 2019 года [update]было замечено, что в пределах 0,1 а. е. (15 000 000 км; 9 300 000 миль) от Земли пролетело всего 23 кометы, в том числе 10 из них являются или были короткопериодическими кометами. [36] Две из этих околоземных комет, комета Галлея и 73P/Швассмана–Вахмана , наблюдались во время нескольких близких сближений. [36] Самое близкое наблюдаемое сближение было в 0,0151 а. е. (5,88 LD) для кометы Лекселла 1 июля 1770 года. [36] После изменения орбиты из-за близкого сближения Юпитера в 1779 году этот объект больше не является НКК. Ближайшее сближение, когда-либо наблюдавшееся для текущего короткопериодического NEC, составило 0,0229 а.е. (8,92 LD) для кометы Темпеля-Туттля в 1366 году. [36] Орбитальные расчеты показывают, что P/1999 J6 (SOHO) , слабая околосолнечная комета и подтвержденный короткопериодический NEC, наблюдаемый только во время ее близких сближений с Солнцем, [37] прошел мимо Земли незамеченным на расстоянии 0,0120 а.е. (4,65 LD) 12 июня 1999 года. [38]
В 1937 году был обнаружен астероид 69230 Гермес диаметром 800 м (2600 футов), который пролетел мимо Земли на расстоянии, вдвое превышающем расстояние Луны . [39] 14 июня 1968 года астероид 1566 Икар диаметром 1,4 км (0,87 мили) пролетел мимо Земли на расстоянии 0,042 а.е. (6 300 000 км), или в 16 раз большем, чем расстояние Луны. [40] Во время этого сближения Икар стал первой малой планетой, которую можно было наблюдать с помощью радара . [41] [42] Это было первое близкое сближение, предсказанное за много лет до этого, с тех пор как Икар был открыт в 1949 году. [43] Первым известным околоземным астероидом, который прошел мимо Земли на расстоянии, меньшем, чем расстояние Луны, был 1991 BA , тело размером 5–10 м (16–33 фута), которое прошло на расстоянии 170 000 км (110 000 миль). [44] К 2010-м годам каждый год несколько в основном небольших околоземных объектов проходят мимо Земли на расстоянии, меньшем, чем расстояние Луны. [45]
Поскольку астрономы смогли обнаружить все более мелкие, более слабые и все более многочисленные околоземные объекты, они начали регулярно наблюдать и каталогизировать близкие сближения. [45] По состоянию на апрель 2024 года [update]самым близким сближением без удара, когда-либо зарегистрированным, за исключением метеоров или огненных шаров, которые прошли через атмосферу (см. #Earth-grazers ниже), была встреча с астероидом 2020 VT 4 14 ноября 2020 года. [46] Было обнаружено, что 5–11 м (16–36 футов) NEA удаляется от Земли; расчеты показали, что накануне он близко приблизился на расстоянии около 6750 км (4190 миль) от центра Земли или около 380 км (240 миль) над ее поверхностью. [47]
8 ноября 2011 года астероид (308635) 2005 YU 55 , относительно большой, диаметром около 400 м (1300 футов), прошёл на расстоянии 324 930 км (201 900 миль) (0,845 лунного расстояния ) от Земли. [48]
15 февраля 2013 года астероид 367943 Дуэнде ( 2012 DA 14 ) диаметром 30 м (98 футов) пролетел на расстоянии около 27 700 км (17 200 миль) над поверхностью Земли, ближе, чем спутники на геосинхронной орбите. [49] Астероид не был виден невооруженным глазом. Это был первый близкий проход объекта к Луне, обнаруженный во время предыдущего прохода, и, таким образом, первый, который был предсказан заранее. [50]
Некоторые небольшие астероиды, которые входят в верхние слои атмосферы Земли под небольшим углом, остаются нетронутыми и снова покидают атмосферу, продолжая движение по солнечной орбите. Во время прохождения через атмосферу, из-за сгорания его поверхности, такой объект можно наблюдать как касающийся Земли огненный шар .
10 августа 1972 года метеор, который стал известен как Великий дневной огненный шар 1972 года, был замечен многими людьми и даже снят на видео, когда он двигался на север через Скалисты горы от юго-запада США до Канады. [51] Он пролетел в 58 км (36 миль) от поверхности Земли. [52]
13 октября 1990 года околоземный метеороид EN131090 наблюдался над Чехословакией и Польшей, двигаясь со скоростью 41,74 км/с (25,94 миль/с) по траектории 409 км (254 мили) с юга на север. Ближайшее сближение с Землей произошло на высоте 98,67 км (61,31 мили) над поверхностью. Он был запечатлен двумя камерами всего неба Европейской сети болидов , что впервые позволило провести геометрические расчеты орбиты такого тела. [53]
Когда околоземный объект сталкивается с Землей, объекты размером до нескольких десятков метров в поперечнике обычно взрываются в верхних слоях атмосферы (обычно безвредно), при этом большая часть или все твердые частицы испаряются , и только небольшое количество метеоритов достигает поверхности Земли, в то время как более крупные объекты ударяются о поверхность воды, образуя волны цунами , или о твердую поверхность, образуя ударные кратеры . [54]
Частота столкновений объектов различных размеров оценивается на основе моделирования орбит популяций околоземных объектов, частоты ударных кратеров на Земле и Луне и частоты близких сближений. [55] [56] Изучение ударных кратеров показывает, что частота столкновений была более или менее стабильной в течение последних 3,5 миллиардов лет, что требует постоянного пополнения популяции околоземных объектов из главного пояса астероидов . [27] Одна из моделей столкновений, основанная на широко принятых моделях популяции околоземных объектов, оценивает среднее время между столкновением двух каменных астероидов диаметром не менее 4 м (13 футов) примерно в один год; для астероидов диаметром 7 м (23 фута) (которые сталкиваются с такой же энергией, как атомная бомба, сброшенная на Хиросиму , примерно 15 килотонн тротила) в пять лет, для астероидов диаметром 60 м (200 футов) (энергия удара 10 мегатонн , сопоставимая с Тунгусским событием 1908 года) в 1300 лет, для астероидов диаметром 1 км (0,62 мили) в 440 тысяч лет и для астероидов диаметром 5 км (3,1 мили) в 18 миллионов лет. [57] Некоторые другие модели оценивают схожие частоты столкновений, [27] в то время как другие вычисляют более высокие частоты. [56] Для столкновений размером с Тунгусский метеорит (10 мегатонн) оценки варьируются от одного события каждые 2000–3000 лет до одного события каждые 300 лет. [56]
Вторым по величине наблюдаемым событием после Тунгусского метеорита был воздушный взрыв мощностью 1,1 мегатонны в 1963 году около островов Принс-Эдуард между Южной Африкой и Антарктидой, который был обнаружен только инфразвуковыми датчиками. [58] Однако это могло быть ядерное испытание . [59] [60] Третьим по величине, но, безусловно, лучше всего наблюдаемым ударом был Челябинский метеорит 15 февраля 2013 года. Ранее неизвестный 20-метровый (66 футов) астероид взорвался над этим российским городом с эквивалентной мощностью взрыва 400–500 килотонн. [58] Рассчитанная орбита астероида до удара аналогична орбите астероида Аполлона 2011 EO 40 , что делает последний возможным родительским телом метеорита. [61]
7 октября 2008 года, через 20 часов после того, как он был впервые замечен и через 11 часов после того, как его траектория была рассчитана и объявлена, астероид 2008 TC 3 размером 4 м (13 футов) взорвался в 37 км (23 мили) над Нубийской пустыней в Судане. Это был первый случай, когда астероид был замечен, и его удар был предсказан до его входа в атмосферу в качестве метеора . После удара было извлечено 10,7 кг метеоритов. [62] По состоянию на сентябрь 2024 года [update]было предсказано девять ударов, все они были небольшими телами, которые произвели взрывы метеоритов, [63] при этом некоторые удары в отдаленных районах были обнаружены только Международной системой мониторинга (IMS) Организации Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний , сетью инфразвуковых датчиков, предназначенных для обнаружения детонации ядерных устройств. [64] Прогнозирование ударов астероидов остается в зачаточном состоянии, и успешно предсказанные удары астероидов редки. Подавляющее большинство столкновений, зафиксированных IMS, не прогнозируются. [65]
Наблюдаемые воздействия не ограничиваются поверхностью и атмосферой Земли. Околоземные объекты размером с пыль сталкивались с искусственными космическими аппаратами, включая космический зонд Long Duration Exposure Facility , который собирал межпланетную пыль на низкой околоземной орбите в течение шести лет с 1984 года. [66] Воздействия на Луну можно наблюдать как вспышки света с типичной продолжительностью в доли секунды. [67] Первые лунные воздействия были зарегистрированы во время шторма Леониды 1999 года. [68] Впоследствии было запущено несколько программ непрерывного мониторинга. [67] [69] [70] Лунное воздействие, которое наблюдалось 11 сентября 2013 года, длилось 8 секунд, вероятно, было вызвано объектом диаметром 0,6–1,4 м (2,0–4,6 фута) [69] и создало новый кратер диаметром 40 м (130 футов), был крупнейшим из когда-либо наблюдавшихся по состоянию на июль 2019 года [update]. [71]
На протяжении всей истории человечества риск , который представляет любой околоземный объект, рассматривался с учетом как культуры , так и технологий человеческого общества . На протяжении всей истории люди связывали околоземные объекты с изменяющимися рисками, основанными на религиозных, философских или научных взглядах, а также на технологических или экономических возможностях человечества справляться с такими рисками. [6] Таким образом, околоземные объекты рассматривались как предзнаменования стихийных бедствий или войн; безобидные зрелища в неизменной Вселенной; источник катаклизмов, меняющих эпоху [6] или потенциально ядовитых паров (во время прохождения Земли через хвост кометы Галлея в 1910 году); [72] и, наконец, как возможная причина кратерообразующего удара, который может даже привести к вымиранию людей и другой жизни на Земле. [6]
Возможность катастрофических столкновений околоземных комет была признана сразу же, как только первые расчеты орбит дали представление об их орбитах: в 1694 году Эдмонд Галлей представил теорию о том, что Ноев потоп в Библии был вызван ударом кометы. [73]
Человеческое восприятие околоземных астероидов как безобидных объектов, вызывающих восхищение, или объектов-убийц с высоким риском для человеческого общества то усиливалось, то ослабевало в течение короткого времени, в течение которого околоземные астероиды наблюдались с научной точки зрения. [12] Тесное сближение Гермеса в 1937 году и близкое сближение Икара в 1968 году впервые вызвало опасения по поводу столкновений среди ученых. Икар привлек значительное внимание общественности из-за алармистских новостных сообщений. в то время как Гермес считался угрозой, поскольку был потерян после своего открытия; таким образом, его орбита и потенциальная возможность столкновения с Землей не были точно известны. [43] Гермес, имеющий период 2,13 года, был повторно открыт только в 2003 году, и теперь известно, что он не представляет угрозы, по крайней мере, в течение следующего столетия. [39]
Ученые признали угрозу столкновений, которые создают кратеры, намного большие, чем ударяющие тела, и оказывают косвенное воздействие на еще более обширную область с 1980-х годов, с растущим количеством доказательств в пользу теории о том, что событие вымирания мелового-палеогенового периода (в котором вымерли нептичьи динозавры) 65 миллионов лет назад было вызвано крупным ударом астероида . [6] [74] 23 марта 1989 года астероид Аполлон 4581 Асклепий (1989 FC) диаметром 300 м (980 футов) пролетел мимо Земли на расстоянии 700 000 км (430 000 миль). Если бы астероид столкнулся, он бы вызвал самый большой взрыв в зарегистрированной истории, эквивалентный 20 000 мегатонн тротила . Он привлек всеобщее внимание, потому что был обнаружен только после самого близкого сближения. [75]
С 1990-х годов типичной системой отсчета при поиске околоземных объектов была научная концепция риска . Осведомленность широкой общественности о риске столкновения возросла после наблюдения за столкновением фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером в июле 1994 года. [6] [74] В марте 1998 года ранние расчеты орбиты недавно открытого астероида (35396) 1997 XF 11 показали потенциальное близкое сближение в 2028 году на расстоянии 0,00031 а.е. (46 000 км) от Земли, что находится в пределах орбиты Луны, но с большой погрешностью, допускающей прямое попадание. Дальнейшие данные позволили пересмотреть расстояние сближения в 2028 году до 0,0064 а.е. (960 000 км), без вероятности столкновения. К тому времени неточные сообщения о возможном столкновении вызвали бурю в СМИ. [43]
В 1998 году фильмы «Столкновение с бездной» и «Армагеддон» популяризировали идею о том, что околоземные объекты могут вызывать катастрофические столкновения. [74] В то же время возник страх по поводу предполагаемого столкновения планеты Нибиру с Землей в 2003 году, который продолжался в Интернете, хотя прогнозируемая дата столкновения была перенесена на 2012, а затем на 2017 год. [76]
Существуют две схемы научной классификации опасностей столкновений с околоземными объектами, которые служат способом информирования широкой общественности о риске столкновений.
Простая Туринская шкала была создана на семинаре МАС в Турине в июне 1999 года в связи с общественным недоумением относительно риска столкновения с XF 11 1997 года . [77] Она оценивает риски столкновений в течение следующих 100 лет в зависимости от энергии столкновения и вероятности столкновения, используя целые числа от 0 до 10: [78] [79]
Более сложная шкала опасности технического воздействия Палермо , созданная в 2002 году, сравнивает вероятность удара в определенную дату с вероятным числом ударов аналогичной или большей энергии до возможного удара и берет логарифм этого отношения. Таким образом, рейтинг шкалы Палермо может быть любым положительным или отрицательным действительным числом, а риски любой обеспокоенности обозначаются значениями выше нуля. В отличие от шкалы Турина, шкала Палермо не чувствительна к недавно обнаруженным малым объектам с орбитой, известной с низкой степенью достоверности. [80]
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) поддерживает автоматизированную систему оценки угрозы от известных околоземных объектов в течение следующих 100 лет, которая генерирует постоянно обновляемую таблицу рисков Sentry . [81] Все или почти все объекты, скорее всего, в конечном итоге исчезнут из списка по мере поступления новых наблюдений, что снизит неопределенность и позволит делать более точные орбитальные прогнозы. [81] [82] Аналогичная таблица поддерживается на сайте NEODyS (Near Earth Objects Dynamic Site) Европейским космическим агентством (ESA). [83]
В марте 2002 года (163132) 2002 CU 11 стал первым астероидом с временно положительным рейтингом по Туринской шкале, с вероятностью столкновения около 1 из 9300 в 2049 году. [84] Дополнительные наблюдения снизили предполагаемый риск до нуля, и астероид был исключен из таблицы Sentry Risk Table в апреле 2002 года. [85] Теперь известно, что в течение следующих двух столетий 2002 CU 11 пройдет мимо Земли на безопасном минимальном расстоянии (перигей) 0,00425 а.е. (636 000 км; 395 000 миль) 31 августа 2080 года. [86]
.png/1280px-1950_DA_(color).png)
Астероид (29075) 1950 DA был утерян после своего открытия в 1950 году, поскольку его наблюдения в течение всего 17 дней были недостаточны для точного определения его орбиты. Он был вновь открыт в декабре 2000 года перед близким сближением в следующем году, когда новые наблюдения, включая радиолокационную съемку, позволили гораздо точнее рассчитать орбиту. Его диаметр составляет около километра (0,6 мили), и поэтому столкновение было бы глобальной катастрофой. Хотя этот астероид не упадет по крайней мере в течение 800 лет и, таким образом, не имеет рейтинга по шкале Турина, он был добавлен в список Sentry в апреле 2002 года как первый объект со значением по шкале Палермо больше нуля. [25] [87] Рассчитанный тогда максимальный шанс столкновения 1 из 300 и значение шкалы Палермо +0,17 были примерно на 50% больше фонового риска столкновения всех подобных крупных объектов до 2880 года. [87] [88] После дополнительных радиолокационных [89] и оптических наблюдений по состоянию на апрель 2024 года [update]вероятность этого столкновения оценивается в 1 из 34 000. [81] Соответствующее значение шкалы Палермо −2,05 по-прежнему является вторым по величине для всех объектов в таблице Sentry List. [81]
24 декабря 2004 года астероиду 99942 Апофис размером 370 м (1210 футов) (в то время известному только по предварительному обозначению 2004 MN 4 ) была присвоена оценка 4 по шкале Турина, что является наивысшей оценкой на сегодняшний день, поскольку имевшаяся на тот момент информация соответствовала вероятности столкновения с Землей в апреле 2029 года в размере 1,6%. [90] По мере сбора наблюдений в течение следующих трех дней расчетная вероятность столкновения возросла до 2,7%, [91] а затем снова упала до нуля, поскольку зона неопределенности для этого тесного сближения больше не включала Землю. [92] Все еще оставалась некоторая неопределенность относительно потенциальных столкновений во время более поздних близких сближений, однако, поскольку точность орбитальных расчетов улучшилась благодаря дополнительным наблюдениям, риск столкновения в любую дату был полностью устранен к 2021 году. [93] Следовательно, Апофис был удален из таблицы рисков Sentry. [85]
В феврале 2006 года (144898) 2004 VD 17 , имеющий диаметр около 300 метров, получил рейтинг 2 по шкале Турина из-за близкого сближения, предсказанного на 4 мая 2102 года. [94] После того, как дополнительные наблюдения позволили сделать более точные прогнозы, рейтинг Турина был снижен сначала до 1 в мае 2006 года, затем до 0 в октябре 2006 года, а в феврале 2008 года астероид был полностью удален из таблицы Sentry Risk Table. [85]
В 2021 году 2010 RF 12 был включен в список с самой высокой вероятностью столкновения с Землей — 1 из 22 5 сентября 2095 года. Однако, имея всего 7 м (23 фута) в поперечнике, астероид слишком мал, чтобы считаться потенциально опасным астероидом , и он не представляет серьезной угрозы: поэтому возможное столкновение 2095 года оценено всего лишь в -3,32 по шкале Палермо. [81] Ожидалось, что наблюдения во время близкого сближения в августе 2022 года позволят определить, столкнется ли астероид с Землей или пролетит мимо нее в 2095 году. [95] По состоянию на апрель 2024 года [update]риск столкновения 2095 года оценивался в 1 из 10, что по-прежнему является самым высоким, с рейтингом по шкале Палермо в -2,98. [81]
За год до близкого сближения астероида Икар в 1968 году студенты Массачусетского технологического института запустили проект «Икар», разработав план по отклонению астероида с помощью ракет в случае, если будет обнаружено, что он находится на пути к столкновению с Землей. [96] Проект «Икар» получил широкое освещение в СМИ и вдохновил на создание фильма-катастрофы 1979 года «Метеор» , в котором США и СССР объединяют усилия, чтобы взорвать прикрепленный к Земле фрагмент астероида, столкнувшегося с кометой. [97]
Первой астрономической программой, посвященной открытию околоземных астероидов, был Palomar Planet-Crossing Asteroid Survey . Связь с опасностью столкновения, необходимость в специализированных обзорных телескопах и варианты предотвращения возможного столкновения впервые обсуждались на междисциплинарной конференции 1981 года в Сноумассе, штат Колорадо . [74] Планы более всеобъемлющего обзора, названного Spaceguard Survey, разрабатывались NASA с 1992 года по поручению Конгресса США . [98] [99] Для продвижения обзора на международном уровне Международный астрономический союз (МАС) организовал семинар в Вулкано , Италия, в 1995 году [98] и создал The Spaceguard Foundation также в Италии годом позже. [7] В 1998 году Конгресс США дал НАСА мандат на обнаружение 90% околоземных астероидов диаметром более 1 км (0,62 мили) (которые угрожают глобальным опустошением) к 2008 году. [99] [100]
Несколько обзоров предприняли действия " Космической стражи " (общий термин), включая Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR), Spacewatch , Near-Earth Asteroid Tracking (NEAT), Lowell Observatory Near-Earth-Object Search (LONEOS), Catalina Sky Survey (CSS), Campo Imperatore Near-Earth Object Survey (CINEOS), Japanese Spaceguard Association , Asiago-DLR Asteroid Survey (ADAS) и Near-Earth Object WISE (NEOWISE). В результате соотношение известного и предполагаемого общего числа околоземных астероидов диаметром более 1 км возросло примерно с 20% в 1998 году до 65% в 2004 году [7] , 80% в 2006 году [100] и 93% в 2011 году. Таким образом, первоначальная цель Spaceguard была достигнута, всего на три года позже. [8] [101] По состоянию на март 2024 года [update]было обнаружено 861 околоземных астероидов размером более 1 км. [1]
В 2005 году первоначальный мандат USA Spaceguard был расширен Законом Джорджа Э. Брауна-младшего об исследовании околоземных объектов, который требует от NASA обнаружить 90% околоземных объектов диаметром 140 м (460 футов) или более к 2020 году. [9] В январе 2020 года было подсчитано, что обнаружено менее половины из них, но объекты такого размера сталкиваются с Землей только один раз в 2000 лет. [102] В декабре 2023 года доля обнаруженных околоземных объектов диаметром 140 м (460 футов) или более оценивалась в 38%. [103] Чилийская обсерватория имени Веры К. Рубин , которая будет исследовать южное небо на предмет кратковременных событий с 2025 года, как ожидается, увеличит число известных астероидов в 10–100 раз и увеличит долю известных околоземных объектов с диаметром 140 м (460 футов) или более по крайней мере до 60%, [104] в то время как спутник NEO Surveyor , который будет запущен в 2027 году, как ожидается, увеличит эту долю до 76%. [103] Учитывая редкость столкновений с объектами такого размера, упомянутыми выше, в ближайшие несколько столетий, вероятно, не будет объектов размером 140 метров или более, которые столкнутся с Землей.
В январе 2016 года НАСА объявило о создании Координационного управления планетарной обороны (PDCO) для отслеживания околоземных объектов диаметром более 30–50 м (98–164 футов) и координации эффективного реагирования на угрозы и мер по их смягчению. [10] [105]
Программы исследований направлены на выявление угроз за несколько лет до их возникновения, давая человечеству время подготовить космическую миссию для предотвращения угрозы.
ПРЕДСТАВИТЕЛЬ СТЮАРТ: ... способны ли мы технологически запустить что-то, что могло бы перехватить [астероид]? ...
Д-Р Э'ХИРН: Нет. Если бы у нас уже были планы по созданию космического корабля, это заняло бы год ... Я имею в виду, что типичная небольшая миссия ... занимает четыре года с момента одобрения до начала и запуска ...— Представитель Крис Стюарт (республиканец, Юта) и доктор Майкл Ф. А'Херн , 10 апреля 2013 г., Конгресс США [106]
Проект ATLAS , напротив, нацелен на обнаружение астероидов, сталкивающихся с астероидами, незадолго до столкновения, слишком поздно для маневров отклонения, но все еще достаточно времени для эвакуации и иной подготовки пострадавшего региона Земли. [107] Другой проект, Zwicky Transient Facility (ZTF), который исследует объекты, быстро меняющие свою яркость, [108] также обнаруживает астероиды, проходящие близко к Земле. [109]
Ученые, занимающиеся исследованиями околоземных объектов, также рассматривали варианты активного предотвращения угрозы, если будет обнаружено, что объект находится на пути столкновения с Землей. [74] Все жизнеспособные методы направлены на отклонение, а не на уничтожение угрожающего околоземного объекта, поскольку его фрагменты все равно вызовут широкомасштабные разрушения. [13] Отклонение, которое означает изменение орбиты объекта за месяцы или годы до прогнозируемого столкновения , также требует на порядки меньше энергии. [13] При заданном количестве энергии можно оказать большее влияние на импульс объекта, заставив часть его оторваться от него, как это было сделано в тесте на перенаправление двойного астероида (см. ниже).
При обнаружении околоземного объекта, как и всех других малых тел Солнечной системы, его положение и яркость передаются в Центр малых планет (MPC) (МАС) для каталогизации. MPC ведет отдельные списки подтвержденных околоземных объектов и потенциальных околоземных объектов. [110] [111] MPC ведет отдельный список потенциально опасных астероидов (ПОА). [30] Околоземные объекты также каталогизируются двумя отдельными подразделениями Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА : Центром исследований околоземных объектов (CNEOS) [112] и Группой динамики солнечной системы. [113] Каталог околоземных объектов CNEOS включает расстояния сближения астероидов и комет. [46] Околоземные объекты также каталогизируются подразделением ЕКА , Координационным центром околоземных объектов (NEOCC). [114]
Околоземные объекты классифицируются как метеороиды , астероиды или кометы в зависимости от размера, состава и орбиты. Те, которые являются астероидами, могут также быть членами семейства астероидов , а кометы создают метеороидные потоки, которые могут генерировать метеорные потоки .
По состоянию на 30 марта 2024 года [update], согласно статистике CNEOS, было обнаружено 34 725 околоземных объектов. Только 122 (0,35%) из них являются кометами, а 34 603 (99,65%) — астероидами. 2406 из этих околоземных объектов классифицируются как потенциально опасные астероиды (ПОА). [1]
По состоянию на 5 апреля 2024 года на странице Sentry о риске столкновений на сайте NASA[update] зарегистрировано 1712 околоземных астероидов . [81] Все, кроме 95 из этих околоземных астероидов, имеют диаметр менее 50 метров, и ни один из перечисленных объектов не помещен даже в «зеленую зону» (шкала Турина 1), что означает, что ни один из них не заслуживает внимания широкой общественности. [78]
Основная проблема с оценкой количества объектов NEO заключается в том, что вероятность обнаружения одного из них зависит от ряда аспектов объекта NEO, начиная, естественно, с его размера, но также включая характеристики его орбиты и отражательную способность его поверхности. [115] То, что легко обнаружить, будет учтено в большей степени, и эти наблюдательные смещения необходимо компенсировать при попытке подсчитать количество тел в популяции из списка ее обнаруженных членов. [115]
Более крупные астероиды отражают больше света, и два крупнейших околоземных объекта, 433 Эрос и 1036 Ганимед , естественно, также были среди первых, которые были обнаружены. [116] 1036 Ганимед имеет диаметр около 35 км (22 мили), а 433 Эрос — около 17 км (11 миль) в диаметре. [116] Между тем, видимая яркость объектов, которые находятся ближе, выше, что вносит смещение, которое благоприятствует обнаружению околоземных объектов заданного размера, которые приближаются к Земле. [117]
Наземная астрономия требует темного неба и, следовательно, ночных наблюдений, и даже космические телескопы избегают смотреть в направлениях, близких к Солнцу, поэтому большинство обзоров NEO слепы к объектам, проходящим мимо Земли со стороны Солнца. [117] [118] Это смещение еще больше усиливается эффектом фазы : чем уже угол между астероидом и Солнцем и наблюдателем, тем меньшая часть наблюдаемой стороны астероида будет освещена. [117] Другое смещение возникает из-за разной поверхностной яркости или альбедо объектов, что может сделать большой, но с низким альбедо объект таким же ярким, как и небольшой, но с высоким альбедо объект. [117] [119] Кроме того, отражательная способность поверхностей астероидов неравномерна, а увеличивается в направлении, противоположном освещению, что приводит к явлению фазового затемнения, которое делает астероиды еще ярче, когда Земля находится близко к оси солнечного света. [117] Наблюдаемое альбедо астероида обычно имеет сильный пик или оппозиционный всплеск очень близко к направлению, противоположному Солнцу. [117] Различные поверхности демонстрируют разные уровни фазового затемнения, и исследования показали, что, в дополнение к смещению альбедо, это благоприятствует обнаружению астероидов S-типа, богатых кремнием, по сравнению с астероидами C-типа , богатыми углеродом , например. [117] В результате этих наблюдательных смещений в наземных обзорах околоземные объекты, как правило, обнаруживались, когда они находились в оппозиции, то есть напротив Солнца, если смотреть с Земли. [103]
Наиболее практичным способом обойти многие из этих предубеждений является использование тепловых инфракрасных телескопов в космосе, которые наблюдают за своим тепловым излучением вместо отражаемого ими света, с чувствительностью, которая почти не зависит от освещения. [103] [119] Кроме того, космические телескопы на орбите вокруг Солнца в тени Земли могут проводить наблюдения вплоть до 45 градусов к направлению на Солнце. [118]
Дальнейшие наблюдательные смещения благоприятствуют объектам, которые имеют более частые встречи с Землей, что делает обнаружение Атенов более вероятным, чем Аполлонов ; и объектам, которые движутся медленнее при встрече с Землей, что делает обнаружение околоземных астероидов с низким эксцентриситетом более вероятным. [120]
Такие наблюдательные смещения должны быть идентифицированы и количественно оценены для определения популяций околоземных объектов, поскольку исследования популяций астероидов затем принимают во внимание эти известные наблюдательные выборочные смещения для более точной оценки. [121] В 2000 году и с учетом всех известных наблюдательных смещений было подсчитано, что существует приблизительно 900 околоземных астероидов размером не менее километра или, технически и более точно, с абсолютной величиной ярче 17,75. [115]
Это астероиды на околоземной орбите без хвоста или комы кометы. По состоянию на март 2024 года известно [update]34 603 околоземных астероида (NEA), 2406 из которых достаточно велики и могут подойти достаточно близко к Земле, чтобы быть классифицированными как потенциально опасные. [1]
Околоземные астероиды существуют на своих орбитах всего несколько миллионов лет. [27] В конечном итоге они уничтожаются планетарными возмущениями , вызывая выброс из Солнечной системы или столкновение с Солнцем, планетой или другим небесным телом. [27] Поскольку орбитальная жизнь коротка по сравнению с возрастом Солнечной системы, новые астероиды должны постоянно перемещаться на околоземные орбиты, чтобы объяснить наблюдаемые астероиды. Принятое происхождение этих астероидов заключается в том, что астероиды главного пояса перемещаются во внутреннюю часть Солнечной системы через орбитальные резонансы с Юпитером . [27] Взаимодействие с Юпитером через резонанс возмущает орбиту астероида, и он попадает во внутреннюю часть Солнечной системы. Пояс астероидов имеет промежутки, известные как промежутки Кирквуда , где эти резонансы возникают, когда астероиды в этих резонансах перемещаются на другие орбиты. Новые астероиды мигрируют в эти резонансы из-за эффекта Ярковского , который обеспечивает непрерывный приток околоземных астероидов. [122] По сравнению со всей массой пояса астероидов, потеря массы, необходимая для поддержания популяции околоземных астероидов, относительно невелика; в общей сложности менее 6% за последние 3,5 миллиарда лет. [27] Состав околоземных астероидов сопоставим с составом астероидов из пояса астероидов, отражая разнообразие спектральных типов астероидов . [123]
Небольшое количество околоземных астероидов являются потухшими кометами , которые потеряли свои летучие поверхностные материалы, хотя наличие слабого или прерывистого кометоподобного хвоста не обязательно приводит к классификации как околоземной кометы, делая границы несколько размытыми. Остальные околоземные астероиды вытесняются из пояса астероидов гравитационным взаимодействием с Юпитером . [27] [124]
У многих астероидов есть естественные спутники ( луны малых планет ). По состоянию на апрель 2024 года [update]было известно, что 97 околоземных астероидов имеют по крайней мере одну луну, включая три, у которых, как известно, есть две луны. [125] Астероид 3122 Florence , один из крупнейших потенциально опасных астероидов [30] диаметром 4,5 км (2,8 мили), имеет две луны размером 100–300 м (330–980 футов) в поперечнике, которые были обнаружены с помощью радиолокационных изображений во время сближения астероида с Землей в 2017 году. [126]
В мае 2022 года было объявлено об успешном завершении алгоритма, известного как Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery или THOR, разработанного исследователями Вашингтонского университета для обнаружения астероидов в Солнечной системе. [127] Центр малых планет Международного астрономического союза подтвердил ряд первых кандидатов на астероиды, идентифицированных с помощью алгоритма. [128]
В то время как размер очень малой доли этих астероидов известен с точностью более 1%, из радиолокационных наблюдений, из изображений поверхности астероидов или из звездных затмений , диаметр подавляющего большинства околоземных астероидов был оценен только на основе их яркости и репрезентативной отражательной способности поверхности астероида или альбедо , которое обычно предполагается равным 14%. [112] Такие косвенные оценки размера неопределенны более чем в 2 раза для отдельных астероидов, поскольку альбедо астероидов может варьироваться по крайней мере от 5% до 30%. Это делает объем этих астероидов неопределенным в 8 раз, а их массу по крайней мере настолько же, поскольку их предполагаемая плотность также имеет свою собственную неопределенность. Используя этот грубый метод, абсолютная величина 17,75 примерно соответствует диаметру 1 км (0,62 мили) [112] , а абсолютная величина 22,0 - диаметру 140 м (460 футов). [2] Диаметры промежуточной точности, лучше, чем от предполагаемого альбедо, но не такие точные, как хорошие прямые измерения, могут быть получены из комбинации отраженного света и теплового инфракрасного излучения, используя тепловую модель астероида для оценки как его диаметра, так и его альбедо. Надежность этого метода, применяемого миссиями Wide-field Infrared Survey Explorer и NEOWISE, стала предметом спора между экспертами, с публикацией в 2018 году двух независимых анализов, один из которых критиковал, а другой дал результаты, согласующиеся с методом WISE. [129]
В 2000 году НАСА снизило с 1000–2000 до 500–1000 свою оценку числа существующих околоземных астероидов диаметром более одного километра или, точнее, ярче абсолютной величины 17,75. [130] [131] Вскоре после этого обзор LINEAR предоставил альтернативную оценку1,227+170
−90[132] В 2011 году на основе наблюдений NEOWISE предполагаемое количество околоземных астероидов радиусом в один километр было сужено до981 ± 19 (из которых 93% были обнаружены в то время), в то время как число околоземных астероидов размером более 140 метров в поперечнике оценивалось в13 200 ± 1 900 . [8] [101] Оценка NEOWISE отличалась от других оценок в первую очередь тем, что предполагала немного более низкое среднее альбедо астероида, что дает большие расчетные диаметры для той же яркости астероида. Это привело к 911 тогда известным астероидам по крайней мере 1 км в поперечнике, в отличие от 830 тогда перечисленных CNEOS из тех же входных данных, но предполагающих немного более высокое альбедо. [133] В 2017 году два исследования с использованием улучшенного статистического метода немного уменьшили расчетное количество околоземных астероидов ярче абсолютной величины 17,75 (примерно более одного километра в диаметре) до921 ± 20 . [134] [135] Оценочное число околоземных астероидов ярче абсолютной величины 22,0 (приблизительно более 140 м в поперечнике) возросло до27 100 ± 2 200 , что вдвое превышает оценку WISE, из которых на тот момент было известно около четверти. [135] Количество астероидов ярче H = 25 , что соответствует примерно 40 м (130 футов) в диаметре, оценивается в840 000 ± 23 000 — из которых около 1,3 процента были обнаружены к февралю 2016 года; число астероидов ярче H = 30 (больше 3,5 м (11 футов)) оценивается в400 ± 100 миллионов, из которых около 0,003 процента были обнаружены к февралю 2016 года. [135]
По состоянию на 30 марта 2024 года [update], используя диаметры, в основном грубо оцененные на основе измеренной абсолютной величины и предполагаемого альбедо, 861 околоземных астероидов, перечисленных CNEOS, включая 152 потенциально опасных астероида, имеют диаметр не менее 1 км, а 10 832 известных околоземных астероида, включая 2406 потенциально опасных астероидов, имеют диаметр более 140 м. [1]
Самый маленький из известных околоземных астероидов — 2022 WJ 1 с абсолютной величиной 33,58, [113] что соответствует предполагаемому диаметру около 0,7 м (2,3 фута). [136] Самый большой такой объект — 1036 Ганимед , [113] с абсолютной величиной 9,26 и непосредственно измеренными нерегулярными размерами, которые эквивалентны диаметру около 38 км (24 мили). [137]
Околоземные астероиды делятся на группы в зависимости от их большой полуоси (a), перигелийного расстояния (q) и афелийного расстояния (Q): [2] [26]
Некоторые авторы определяют Атен по-другому: они определяют его как все астероиды с большой полуосью менее 1 а.е. [141] [142] То есть, они считают Атиры частью Атенов. [142] Исторически до 1998 года не было известных или предполагаемых Атир, поэтому в этом различии не было необходимости.
Атира и Амор не пересекают орбиту Земли и не представляют непосредственной угрозы столкновения, но их орбиты могут измениться и в будущем станут пересекающими орбиту Земли. [27] [143]
По состоянию на 30 марта 2024 года [update]было обнаружено и каталогизировано 33 Атира, 2744 Атен, 19 613 Аполлонов и 12 213 Аморов. [1]
Большинство околоземных астероидов имеют орбиты, которые значительно более эксцентричны , чем у Земли и других крупных планет, и их орбитальные плоскости могут наклоняться на несколько градусов относительно орбиты Земли. Околоземные астероиды, орбиты которых действительно напоминают земные по эксцентриситету, наклону и большой полуоси, группируются как астероиды Арджуна . [144] В этой группе находятся околоземные астероиды, которые имеют тот же орбитальный период, что и Земля, или коорбитальную конфигурацию , которая соответствует орбитальному резонансу в соотношении 1:1. Все коорбитальные астероиды имеют особые орбиты, которые относительно стабильны и, как это ни парадоксально, могут помешать им приблизиться к Земле:
Околоземные астероиды также включают в себя коорбитали Венеры. По состоянию на январь 2023 года [update]все известные коорбитали Венеры имеют орбиты с высоким эксцентриситетом, также пересекающие орбиту Земли. [154] [160]
В 1961 году МАС определил метеороиды как класс твердых межпланетных объектов, отличающихся от астероидов своим значительно меньшим размером. [66] Это определение было полезным в то время, поскольку, за исключением Тунгусского события , все исторически наблюдавшиеся метеоры были созданы объектами, значительно меньшими, чем самые маленькие астероиды, которые тогда можно было наблюдать с помощью телескопов. [66] Поскольку различие начало размываться с открытием все более мелких астероидов и большим разнообразием наблюдаемых столкновений с околоземными объектами, с 1990-х годов были предложены пересмотренные определения с ограничениями по размеру. [66] В апреле 2017 года МАС принял пересмотренное определение, которое в целом ограничивает метеороиды размером от 30 мкм до 1 м в диаметре, но разрешает использовать этот термин для любого объекта любого размера, вызвавшего метеор, таким образом оставляя различие между астероидом и метеороидом размытым. [161]
Околоземные кометы (NEC) — это объекты на околоземной орбите с хвостом или комой, состоящей из пыли, газа или ионизированных частиц, испускаемых твердым ядром. Ядра комет, как правило, менее плотные, чем астероиды, но они проходят мимо Земли на более высоких относительных скоростях, поэтому энергия удара ядра кометы немного больше, чем у астероида аналогичного размера. [163] Околоземные кометы могут представлять дополнительную опасность из-за фрагментации: метеороидные потоки, которые производят метеорные потоки, могут включать большие неактивные фрагменты, фактически NEA. [164] Хотя ни одно столкновение кометы в истории Земли не было окончательно подтверждено, Тунгусское событие могло быть вызвано фрагментом кометы Энке . [165]
Кометы обычно делятся на короткопериодические и долгопериодические. Короткопериодические кометы с орбитальным периодом менее 200 лет возникают в поясе Койпера , за орбитой Нептуна ; в то время как долгопериодические кометы возникают в облаке Оорта , во внешних пределах Солнечной системы. [13] Различие в орбитальном периоде имеет важное значение при оценке риска от околоземных комет, поскольку короткопериодические NEC, вероятно, наблюдались во время нескольких появлений, и, таким образом, их орбиты могут быть определены с некоторой точностью, в то время как долгопериодические NEC можно предположить, что они были замечены в первый и последний раз, когда они появились с начала точных наблюдений, поэтому их приближение нельзя предсказать заранее. [13] Поскольку угроза от долгопериодических NEC оценивается не более чем в 1% от угрозы от NEA, а долгопериодические кометы очень слабые и, таким образом, их трудно обнаружить на больших расстояниях от Солнца, усилия Spaceguard последовательно фокусируются на астероидах и короткопериодических кометах. [98] [163] Как CNEOS NASA [2] , так и NEOCC ESA [26] ограничивают свое определение NEC короткопериодическими кометами. По состоянию на 30 марта 2024 года [update]было обнаружено 122 таких объекта. [1]
Комета 109P/Свифта-Туттля , которая также является источником метеорного потока Персеиды каждый год в августе, имеет примерно 130-летнюю орбиту, которая проходит близко к Земле. Во время восстановления кометы в сентябре 1992 года, когда были идентифицированы только два предыдущих возвращения в 1862 и 1737 годах, расчеты показали, что комета пройдет близко к Земле во время своего следующего возвращения в 2126 году, с воздействием в пределах диапазона неопределенности. К 1993 году были идентифицированы даже более ранние возвращения (по крайней мере, до 188 года нашей эры), и более длинная дуга наблюдения исключила риск воздействия. Комета пройдет мимо Земли в 2126 году на расстоянии 23 миллионов километров. В 3044 году комета, как ожидается, пройдет мимо Земли на расстоянии менее 1,6 миллиона километров. [166]
До 837 года нашей эры комета Галлея соответствовала критериям околоземной кометы. В том году она прошла мимо Земли на расстоянии 5 миллионов километров. Это вызвало изменение ее орбиты, так что теперь ее минимальное расстояние пересечения орбит составляет 11 миллионов километров. [ необходима цитата ]
Вышедшие из эксплуатации космические зонды и последние ступени ракет могут оказаться на околоземных орбитах вокруг Солнца и быть вновь обнаруженными в ходе исследований околоземных объектов, когда они вернутся в окрестности Земли.
Объект, классифицированный как астероид 1991 VG, был обнаружен во время его перехода с временной спутниковой орбиты вокруг Земли на солнечную орбиту в ноябре 1991 года и мог наблюдаться только до апреля 1992 года. Некоторые ученые подозревали, что это возвращающийся кусок искусственного космического мусора. После того, как новые наблюдения в 2017 году предоставили более точные данные о его орбите и характеристиках поверхности, новое исследование показало, что искусственное происхождение маловероятно. [157]
В сентябре 2002 года астрономы обнаружили объект, обозначенный J002E3 . Объект находился на временной спутниковой орбите вокруг Земли, выйдя на солнечную орбиту в июне 2003 года. Расчеты показали, что он также находился на солнечной орбите до 2002 года, но был близок к Земле в 1971 году. J002E3 был идентифицирован как третья ступень ракеты Сатурн V , которая доставила Аполлон-12 на Луну. [167] [168] В 2006 году были обнаружены еще два явных временных спутника, которые, как предполагалось , были искусственными. [168] Один из них в конечном итоге был подтвержден как астероид и классифицирован как временный спутник 2006 RH 120. [168] Другой, 6Q0B44E , был подтвержден как искусственный объект, но его идентичность неизвестна. [168] Еще один временный спутник был обнаружен в 2013 году и был обозначен как 2013 QW 1 как предполагаемый астероид. Позже было установлено, что это искусственный объект неизвестного происхождения. 2013 QW 1 больше не числится в списке астероидов Центра малых планет. [168] [169] В сентябре 2020 года объект, обнаруженный на орбите, очень похожей на орбиту Земли, был временно обозначен как 2020 SO . Однако орбитальные расчеты и спектральные наблюдения подтвердили, что объект был ракетным ускорителем Centaur беспилотного лунного посадочного модуля Surveyor 2 1966 года . [170] [171]
В некоторых случаях активные космические зонды на солнечных орбитах были обнаружены обзорами NEO и ошибочно каталогизированы как астероиды до идентификации. Во время своего пролета мимо Земли в 2007 году по пути к комете космический зонд ЕКА Rosetta был обнаружен неопознанным и классифицирован как астероид 2007 VN 84 , с предупреждением, выпущенным из-за его близкого сближения. [172] Обозначение 2015 HP 116 было аналогичным образом удалено из каталогов астероидов, когда наблюдаемый объект был идентифицирован с Gaia , космической обсерваторией ЕКА для астрометрии . [173]
Другие искусственные околоземные объекты включают Tesla Roadster Илона Маска и космический телескоп «Кеплер» .
Некоторые NEO представляют особый интерес, поскольку общая сумма изменений в орбитальной скорости, необходимых для отправки космического корабля на миссию по физическому исследованию NEO, и, следовательно, количество ракетного топлива, требуемого для миссии, ниже, чем то, что необходимо даже для лунных миссий, из-за их сочетания низкой скорости относительно Земли и слабой гравитации. Они могут представлять интересные научные возможности как для прямого геохимического и астрономического исследования, так и в качестве потенциально экономичных источников внеземных материалов для человеческой эксплуатации. [11] Это делает их привлекательной целью для исследования. [174]
.png/1280px-Bennu_mosaic_OSIRIS-REx_(square).png)
В марте 1971 года МАС провел семинар по малым планетам в Тусоне, штат Аризона . На тот момент запуск космического корабля к астероидам считался преждевременным; семинар лишь вдохновил на первое астрономическое исследование, специально нацеленное на околоземные астероиды. [12] Миссии к астероидам снова рассматривались во время семинара в Чикагском университете, проведенного Управлением космических наук НАСА в январе 1978 года. Из всех околоземных астероидов (ОАЭ), которые были обнаружены к середине 1977 года, было подсчитано, что космические корабли могли бы встретиться и вернуться только с 1 из 10, используя меньше энергии движения , чем необходимо для достижения Марса . Было признано, что из-за низкой поверхностной гравитации всех ОАЭ перемещение по поверхности ОАЭ будет стоить очень мало энергии, и, таким образом, космические зонды могли бы собрать несколько образцов. [12] В целом, было подсчитано, что около одного процента всех околоземных астероидов могли бы предоставить возможности для пилотируемых миссий, или не более десяти околоземных астероидов, известных на тот момент. Пятикратное увеличение скорости открытия околоземных астероидов считалось необходимым, чтобы сделать пилотируемую миссию в течение десяти лет стоящей. [12]
Первым околоземным астероидом, который посетил космический аппарат, был 433 Эрос , когда зонд NASA NEAR Shoemaker вращался вокруг него с февраля 2000 года, приземлившись на поверхность 17-километрового (11 миль) астероида в феврале 2001 года. [16] Второй околоземный астероид, 25143 Итокава длиной 535 м (1755 футов) и имеющий форму арахиса , исследовался с сентября 2005 года по апрель 2007 года миссией JAXA Hayabusa , которой удалось доставить образцы материала на Землю. [175] Третий околоземный астероид, 4179 Toutatis длиной 2,26 км (1,40 мили) , был исследован космическим аппаратом CNSA Chang'e 2 во время пролета в декабре 2012 года. [17] [25]
Астероид Аполлон 162173 Рюгу размером 980 м (3220 футов) исследовался с июня 2018 года [176] по ноябрь 2019 года [18] космическим зондом Хаябуса-2 Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) , который доставил образец на Землю [21] . Вторая миссия по доставке образцов, зонд НАСА OSIRIS-REx , была нацелена на астероид Аполлон 101955 Бенну размером 500 м (1600 футов) [177] , который по состоянию на апрель 2024 года [update]имеет самый высокий кумулятивный рейтинг по шкале Палермо (−1,59 за несколько близких сближений между 2178 и 2290 годами). [81] На своем пути к Бенну зонд безуспешно искал троянские астероиды Земли, [178] вышел на орбиту вокруг Бенну в декабре 2018 года, приземлился на его поверхность в октябре 2020 года, [19] и успешно вернул образцы на Землю три года спустя. [22] Китай планирует запустить собственную миссию по возвращению образцов, Tianwen-2 , в мае 2025 года, нацелившись на квазиспутник Земли 469219 Камоалеву и вернув образцы на Землю в конце 2027 года. [179]
После завершения миссии к Бенну зонд OSIRIS-REx был перенаправлен к астероиду 99942 Апофис, орбита которого запланирована на апрель 2029 года. [19] После завершения исследования астероида 162173 Рюгу миссия космического зонда Hayabusa2 была расширена, включив в себя пролёты астероида S-типа Аполлон 98943 Торифун в июле 2026 года и быстро вращающегося астероида Аполлон 1998 KY 26 в июле 2031 года. [180] В 2025 году JAXA планирует запустить ещё один зонд, DESTINY+ , для исследования астероида Аполлон 3200 Фаэтон , родительского тела метеорного потока Геминиды , во время пролёта. [181]
26 сентября 2022 года космический аппарат НАСА DART достиг системы 65803 Didymos и столкнулся с луной астероида Аполлон Диморфосом в ходе испытания метода планетарной защиты от околоземных объектов. [20] Помимо телескопов на Земле или на орбите вокруг нее, столкновение наблюдалось итальянским мини-космическим аппаратом CubeSat LICIACube , который отделился от DART за 15 дней до столкновения. [20] Столкновение сократило орбитальный период Диморфоса вокруг Дидимоса на 33 минуты, что указывает на то, что изменение импульса луны было в 3,6 раза больше импульса ударившегося космического аппарата, таким образом, большая часть изменения была вызвана выброшенным материалом самой луны. [23]
В октябре 2024 года ЕКА планирует запустить космический аппарат Hera , который должен выйти на орбиту вокруг Дидима в декабре 2026 года, для изучения последствий удара DART. [182] Китай планирует запустить собственный зонд для отклонения астероидов, нацелившись на 30-метровый (98 футов) астероид Атон 2019 VL 5 , в 2025 году. [183]
С 2000-х годов существовали планы коммерческой эксплуатации околоземных астероидов, либо с помощью роботов, либо даже путем отправки частных коммерческих астронавтов для работы в качестве космических шахтеров, но лишь немногие из этих планов были реализованы. [24]
В апреле 2012 года компания Planetary Resources объявила о своих планах коммерческой добычи астероидов . На первом этапе компания проанализировала данные и выбрала потенциальные цели среди околоземных астероидов. На втором этапе космические зонды будут отправлены в выбранные околоземные астероиды; на третьем этапе будут отправлены космические аппараты для добычи полезных ископаемых. [184] Planetary Resources запустила два испытательных спутника в апреле 2015 года [185] и январе 2018 года [186] , а первый разведывательный спутник для второго этапа был запланирован на запуск в 2020 году до закрытия компании и покупки ее активов ConsenSys Space в 2018 году. [185] [187]
Другая американская компания, созданная с целью добычи полезных ископаемых в космосе, AstroForge , планирует запустить зонд Odin (ранее Brokkr-2 ) [188] в декабре 2024 года [189] с целью выполнения пролета мимо пока еще неизвестного астероида, чтобы подтвердить, является ли он богатым металлами астероидом М-типа [190], а затем продолжить его в 2025 году с помощью зонда Vestri , который должен приземлиться на том же астероиде [191] .
.png/1280px-67P_Churyumov-Gerasimenko_-_Rosetta_(32755885495).png)
Первой околоземной кометой, которую посетил космический зонд, была 21P/Giacobini–Zinner в 1985 году, когда зонд NASA/ESA International Cometary Explorer ( ICE ) прошел через ее кому. В марте 1986 года ICE вместе с советскими зондами Vega 1 и Vega 2 , зондами ISAS Sakigake и Suisei и зондом ESA Giotto пролетели мимо ядра кометы Галлея. В 1992 году Giotto также посетил еще одну комету NEC, 26P/Grigg–Skjellerup . [13]
В ноябре 2010 года, после завершения своей основной миссии к не околоземной комете Темпеля 1 , зонд НАСА Deep Impact пролетел мимо околоземной кометы 103P/Хартли . [14]
В августе 2014 года зонд ЕКА Rosetta начал вращаться вокруг околоземной кометы 67P/Чурюмова–Герасименко , а его посадочный модуль Philae совершил посадку на ее поверхность в ноябре 2014 года. После завершения своей миссии Rosetta врезался в поверхность кометы в 2016 году. [15]
Людей в начале 21-го века поощряли рассматривать астероиды как межпланетный эквивалент морских чудовищ. Мы часто слышим разговоры об «астероидах-убийцах», когда на самом деле не существует никаких убедительных доказательств того, что какой-либо астероид убил кого-либо за всю историю человечества. … В 1970-х годах астероиды еще не приобрели своей нынешней устрашающей репутации … большинство астрономов и планетологов, сделавших карьеру на изучении астероидов, по праву считали их источниками восхищения, а не беспокойства.
