stringtranslate.com

Система последнего оповещения о столкновении астероидов с Землей

Система оповещения о падении астероидов на Землю ( ATLAS ) представляет собой роботизированную систему астрономического наблюдения и раннего оповещения, оптимизированную для обнаружения небольших околоземных объектов за несколько недель или дней до их столкновения с Землей .

Система, финансируемая NASA , разработанная и эксплуатируемая Институтом астрономии Гавайского университета , в настоящее время имеет четыре 0,5-метровых телескопа. Два из них расположеныНа расстоянии 160 км друг от друга на Гавайских островах, в обсерваториях Халеакала (ATLAS-HKO, код обсерватории T05 ) и Мауна-Лоа (ATLAS-MLO, код обсерватории T08 ), одна из них расположена в обсерватории Сазерленда (ATLAS–SAAO, код обсерватории M22 ) в Южной Африке , а другая — в обсерватории Эль-Саусе в Рио-Уртадо ( Чили ) (код обсерватории W68 ).

ATLAS начал наблюдения в 2015 году с одним телескопом в Халеакале, а версия с двумя телескопами на Гавайях была введена в эксплуатацию в 2017 году. Затем проект получил финансирование от НАСА на два дополнительных телескопа в Южном полушарии, которые были введены в эксплуатацию в начале 2022 года. [1] Каждый телескоп обозревает одну четверть всего наблюдаемого неба четыре раза за ясную ночь, [2] а добавление двух южных телескопов улучшило четырехкратный охват наблюдаемого неба ATLAS с каждых двух ясных ночей до еженощного, а также заполнило его прежнее слепое пятно в далеком южном небе. [3]

Контекст

Крупные астрономические импактные события в значительной степени сформировали историю Земли , будучи вовлеченными в формирование системы Земля-Луна , происхождение воды на Земле , эволюционную историю жизни и несколько массовых вымираний . Известные доисторические импактные события включают столкновение Чиксулуб с 10-километровым астероидом 66 миллионов лет назад, которое, как полагают, стало причиной вымирания мел-палеогенового периода , которое уничтожило всех нептичьих динозавров [4] и три четверти видов растений и животных на Земле . [ 5] [6] 37-миллионный летний удар астероида, который вырыл кратер Мистастин, вызвал температуры, превышающие 2370 °C, самые высокие из известных естественных температур на поверхности Земли. [7]

На протяжении всей зарегистрированной истории были зарегистрированы сотни столкновений с Землей (и метеоритных взрывов в воздухе ), при этом очень малая доля из них приводила к гибели людей, травмам, повреждению имущества или другим значительным локальным последствиям. [8] Каменистые астероиды диаметром 4 метра (13 футов) входят в атмосферу Земли примерно раз в год. [9] Астероиды диаметром 7 метров входят в атмосферу примерно каждые 5 лет, обладая такой же кинетической энергией , как атомная бомба, сброшенная на Хиросиму (примерно 16 килотонн тротила ). Их взрыв в воздухе рассеивает около одной трети этой кинетической энергии, или 5 килотонн. [9] Эти относительно небольшие астероиды обычно взрываются в верхних слоях атмосферы , и большая часть или все их твердые частицы испаряются . [10] Астероиды диаметром 20 м (66 футов) сталкиваются с Землей примерно дважды в столетие. Одним из самых известных столкновений в исторические времена является 50-метровое Тунгусское событие 1908 года , которое, скорее всего, не вызвало никаких травм, но которое сравняло с землей несколько тысяч квадратных километров леса в очень малонаселенной части Сибири , Россия. Аналогичное столкновение с более густонаселенным регионом вызвало бы локально катастрофический ущерб. [11] Челябинское метеоритное событие 2013 года является единственным известным столкновением в исторические времена, которое привело к большому количеству травм, за потенциальным исключением возможного очень смертоносного, но плохо документированного события Цинъян 1490 года в Китае. Челябинский метеорит размером около 20 метров является крупнейшим зарегистрированным объектом, поразившим континент Земли после Тунгусского события.

Будущие столкновения обязательно произойдут, причем вероятность столкновения с небольшими астероидами, наносящими ущерб в региональном масштабе, гораздо выше, чем с более крупными, наносящими ущерб в глобальном масштабе. В последней книге физика Стивена Хокинга 2018 года «Краткие ответы на большие вопросы » столкновение с крупным астероидом рассматривается как самая большая угроза для нашей планеты. [12] [13] В апреле 2018 года Фонд B612 сообщил: «Со стопроцентной уверенностью мы будем поражены [разрушительным астероидом], но мы не уверены на 100 процентов, когда это произойдет». [14] В июне 2018 года Национальный совет по науке и технологиям США предупредил, что Америка не готова к столкновению с астероидом , и разработал и опубликовал «План действий по национальной стратегии готовности к околоземным объектам» , чтобы лучше подготовиться. [15] [16] [17] [18] [19]

Более крупные астероиды достаточно яркие, чтобы их можно было обнаружить, находясь далеко от Земли, и поэтому их орбиты можно очень точно определить за много лет до любого близкого сближения. Во многом благодаря каталогизации Spaceguard , инициированной мандатом Конгресса США для NASA от 2005 года, [20] инвентаризация приблизительно тысячи околоземных объектов с диаметрами более 1 километра была, например, на 97% завершена в 2017 году. [21] Медленно улучшающаяся полнота для 140-метровых объектов оценивается примерно в 40%, и запланированная миссия NEO Surveyor NASA, как ожидается, идентифицирует почти все из них к 2040 году. Любое столкновение одного из этих известных астероидов будет предсказано на десятилетия или столетия вперед, достаточно долго, чтобы рассмотреть возможность отклонения их от Земли. Ни один из них не столкнется с Землей по крайней мере в течение следующего столетия, и поэтому мы в значительной степени защищены от столкновений километрового размера, которые положат конец глобальной цивилизации, по крайней мере в среднесрочной перспективе. С другой стороны, на данном этапе нельзя исключать возможность возникновения катастрофических столкновений астероидов размером в несколько сотен метров в региональном масштабе.

Астероиды размером менее 140 м, сталкивающиеся с астероидами, не нанесут крупномасштабного ущерба, но все же локально катастрофичны. Они встречаются гораздо чаще и, в отличие от более крупных, могут быть обнаружены только тогда, когда они подходят очень близко к Земле. В большинстве случаев это происходит только во время их последнего сближения. Поэтому такие столкновения всегда требуют постоянного наблюдения, и обычно их невозможно идентифицировать раньше, чем за несколько недель, что слишком поздно для перехвата. Согласно экспертным показаниям в Конгрессе США в 2013 году, НАСА в то время потребовалось бы не менее пяти лет подготовки, прежде чем можно было бы запустить миссию по перехвату астероида. [22] Это время подготовки можно было бы значительно сократить, заранее спланировав готовую к запуску миссию, но годы после запуска, необходимые для того, чтобы сначала встретить астероид, а затем медленно отклонить его по крайней мере на диаметр Земли, было бы чрезвычайно трудно сжать.

Нейминг

Часть Last Alert в названии ATLAS подтверждает, что система обнаружит более мелкие астероиды на годы позже, чем это может быть возможно для отклонения , но предоставит дни или недели предупреждения, необходимые для эвакуации и иной подготовки целевой области. По словам руководителя проекта ATLAS Джона Тонри, «этого времени достаточно, чтобы эвакуировать людей из этой области, принять меры по защите зданий и другой инфраструктуры и быть готовым к опасности цунами, вызванной ударами океана». [23] Большая часть ущерба в размере более 1 миллиарда рублей [24] и 1500 травм [25], вызванных падением 17-метрового Челябинского метеорита в 2013 году, были вызваны разбитыми ударной волной оконными стеклами . [26] При предупреждении даже за несколько часов эти потери и травмы можно было бы значительно сократить такими простыми действиями, как подпереть все окна открытыми перед ударом и держаться подальше от них.

Обзор

Проект ATLAS был разработан в Гавайском университете с первоначальным финансированием в размере 5 миллионов долларов США от NASA, и его первый элемент был развернут на Халеакале в 2015 году. [27] Этот первый телескоп был полностью введен в эксплуатацию в конце 2015 года, а второй на Мауна-Лоа в марте 2017 года. Замена изначально некачественных корректирующих пластин Шмидта обоих телескопов в июне 2017 года приблизила качество их изображения к его номинальной ширине в 2 пикселя (3,8 дюйма) и, следовательно, повысила их чувствительность на одну величину . [28] В августе 2018 года проект получил 3,8 миллиона долларов США дополнительного финансирования от NASA для установки двух телескопов в Южном полушарии. Один в настоящее время размещен в Южноафриканской астрономической обсерватории , а другой в обсерватории Эль-Саусе в Чили. Оба начали работу в начале 2022 года. [1] [29] [30] Такое географическое расширение ATLAS обеспечивает видимость далекого южного неба, более непрерывный охват, лучшее устойчивость к плохой погоде и дополнительная информация об орбите астероида из эффекта параллакса . [31] Полная концепция ATLAS состоит из восьми телескопов, распределенных по всему земному шару для круглосуточного покрытия всего ночного неба.

Пока их радиант не слишком близок к Солнцу, автоматизированная система выдает недельное предупреждение для астероида диаметром 45 метров (150 футов) и трехнедельное предупреждение для астероида диаметром 120 метров (390 футов). [27] Для сравнения, падение метеорита в Челябинске в феврале 2013 года было вызвано объектом, диаметр которого оценивался в 17 метров (60 футов). Направление его прибытия оказалось близким к Солнцу [32] , и поэтому он оказался в слепой зоне любой наземной системы оповещения о видимом свете. Похожий объект, прибывающий с темного направления, теперь будет обнаружен ATLAS за несколько дней. [33]

В качестве побочного продукта своей основной цели разработки, ATLAS может идентифицировать любой умеренно яркий переменный или движущийся объект в ночном небе. Поэтому он также ищет переменные звезды , [34] сверхновые , [27] карликовые планеты , кометы и не сталкивающиеся астероиды . [35]

Конструкция и эксплуатация

Полная концепция ATLAS состоит из восьми телескопов Райта - Шмидта диаметром 50 сантиметров f/2 , разбросанных по всему земному шару для полного ночного неба и круглосуточного покрытия, и каждый из них оснащен 110-мегапиксельной камерой с ПЗС-матрицей. Текущая система состоит из четырех таких телескопов: ATLAS1 и ATLAS2 работают на расстоянии 160 км друг от друга на вулканах Халеакала и Мауна-Лоа на Гавайских островах, третий телескоп находится в Южноафриканской астрономической обсерватории , а четвертый — в Чили. [36] [37] [38] [1] Эти телескопы примечательны своим большим полем зрения 7,4° — примерно в 15 раз больше диаметра полной Луны — из которых их 10 500 × 10 500 ПЗС-камера снимает центральные 5,4° × 5,4°. Эта система может отображать все ночное небо, видимое из одного места, с помощью примерно 1000 отдельных наведений телескопа. При 30 секундах на экспозицию плюс 10 секунд для одновременного считывания камеры и повторного наведения телескопа, каждый блок ATLAS может, таким образом, сканировать все видимое небо немного больше одного раза за ночь, со средним пределом полноты при видимой величине 19. [39] Поскольку миссия ATLAS заключается в идентификации движущихся объектов, каждый телескоп фактически наблюдает одну четверть неба четыре раза за ночь с интервалом примерно в 15 минут. В идеальных условиях четыре телескопа вместе могут, таким образом, наблюдать полное ночное небо каждую ночь, но плохая погода в одном или другом месте, случайные технические проблемы и даже странное извержение вулкана Мауна-Лоа [ 40] снижают эффективную скорость покрытия. Четыре экспозиции телескопа позволяют автоматически связывать несколько наблюдений астероида в предварительную орбиту с некоторой надежностью к потере одного наблюдения из-за наложения астероида и яркой звезды, а затем предсказывать его приблизительное положение в последующие ночи для последующего наблюдения. Видимая величина 19 классифицируется как «прилично, но не чрезвычайно слабая» и примерно в 100 000 раз слабее, чем ее можно увидеть невооруженным глазом из очень темного места. Она эквивалентна свету спички в Нью-Йорке, наблюдаемому из Сан-Франциско. Поэтому ATLAS сканирует видимое небо на гораздо меньшей глубине, но гораздо быстрее, чем более крупные массивы обзорных телескопов, такие как Pan-STARRS Гавайского университета . Pan-STARRS идет примерно в 100 раз глубже, но ему требуются недели вместо четверти ночи, чтобы сканировать все небо всего один раз. [27] Это делает ATLAS более подходящим для поиска небольших астероидов, которые можно увидеть только в течение всего нескольких дней, когда они резко становятся ярче, когда им случается проходить очень близко к Земле.

Первоначально Программа наблюдения за околоземным пространством НАСА предоставила грант в размере 5 миллионов долларов США, из которых 3,5 миллиона долларов были выделены на первые три года проектирования, строительства и разработки программного обеспечения, а остаток гранта был направлен на финансирование работы системы в течение двух лет после ее ввода в эксплуатацию в конце 2015 года. [41] Дальнейшие гранты НАСА пошли на финансирование дальнейшей работы ATLAS [42] и строительство двух южных телескопов. [30]

Теперь, когда новые сайты ATLAS завершены, они восполнили предыдущий недостаток покрытия в Южном полушарии (см. Прогнозирование падения астероидов ). Расположенный примерно в 120° (8 часов) к востоку от существующих обзоров, телескоп ATLAS в Южной Африке (и запланированный NEOSTEL на Сицилии) также выдает предупреждения в дневное время на Гавайях/Чили и в Калифорнии. Это в основном касается небольших астероидов, которые становятся достаточно яркими для обнаружения максимум на день или два.

Открытия

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc "Расширенная система отслеживания астероидов UH может контролировать все небо". Новости Гавайского университета . Гавайский университет. 27 января 2022 г. Получено 29 января 2022 г.
  2. ^ Тонри и др. (28 марта 2018 г.). "ATLAS: A High-Cadence All-Sky Survey System". Публикации Астрономического общества Тихого океана . 130 (988): 064505. arXiv : 1802.00879 . Bibcode : 2018PASP..130f4505T. doi : 10.1088/1538-3873/aabadf. S2CID  59135328.Доступно 14.04.2018.
  3. ^ Уотсон, Трейси (2018-08-14). «Проект по обнаружению астероидов, убивающих города, расширяется до Южного полушария». Nature . Springer Nature Limited. doi :10.1038/d41586-018-05969-2. S2CID  135330315 . Получено 17 октября 2018 г. .
  4. ^ Беккер, Луанн (2002). «Повторные удары». Scientific American . 286 (3): 76–83. Bibcode : 2002SciAm.286c..76B. doi : 10.1038/scientificamerican0302-76. PMID  11857903.
  5. ^ "Международная хроностратиграфическая карта". Международная комиссия по стратиграфии. 2015. Архивировано из оригинала 30 мая 2014 года . Получено 29 апреля 2015 года .
  6. ^ Форти, Ричард (1999). Жизнь: естественная история первых четырех миллиардов лет жизни на Земле . Винтаж. стр. 238–260. ISBN 978-0-375-70261-7.
  7. ^ Дворски, Джордж (17.09.2017). «Самая высокая известная температура на Земле была вызвана падением древнего астероида». Gizmodo . Получено 17.09.2017 .
  8. ^ Льюис, Джон С. (1996), Дождь из железа и льда , Helix Books (Addison-Wesley), стр. 236, ISBN 978-0-201-48950-7
  9. ^ ab Роберт Маркус; Х. Джей Мелош; Гарет Коллинз (2010). "Программа по эффектам удара о Землю". Имперский колледж Лондона / Университет Пердью . Получено 2013-02-04 .(решение с использованием 2600 кг/м³, 17 км/с, 45 градусов)
  10. ^ Кларк Р. Чепмен и Дэвид Моррисон; Моррисон (6 января 1994 г.), «Воздействие астероидов и комет на Землю: оценка опасности», Nature , 367 (6458): 33–40, Bibcode : 1994Natur.367...33C, doi : 10.1038/367033a0, S2CID  4305299
  11. ^ Яу, К., Вайсман, П. и Йоманс, Д. Падения метеоритов в Китае и некоторые связанные с ними события, приведшие к человеческим жертвам, Метеоритика , т. 29, № 6, стр. 864–871, ISSN  0026-1114, библиографический код: 1994Metic..29..864Y.
  12. ^ Стэнли-Беккер, Айзек (15 октября 2018 г.). «Стивен Хокинг боялся расы «сверхлюдей», способных манипулировать собственной ДНК». The Washington Post . Получено 26 ноября 2018 г.
  13. ^ Халдеванг, Макс де (14 октября 2018 г.). «Стивен Хокинг оставил нам смелые предсказания относительно ИИ, сверхлюдей и инопланетян». Quartz . Получено 26 ноября 2018 г. .
  14. ↑ Гомер, Аарон (28 апреля 2018 г.). «Земля будет поражена астероидом со 100-процентной вероятностью, заявляет группа по наблюдению за космосом B612 — Группа ученых и бывших астронавтов посвятила себя защите планеты от космического апокалипсиса». Inquisitr . Получено 25 июня 2018 г.
  15. ↑ Сотрудники (21 июня 2018 г.). «План действий по национальной стратегии готовности к сближению с объектами, сближающимися с Землей» (PDF) . whitehouse.gov . Получено 25 июня 2018 г. – через Национальный архив .
  16. ^ Мандельбаум, Райан Ф. (21 июня 2018 г.). «Америка не готова справиться с катастрофическим ударом астероида, предупреждает новый отчет». Gizmodo . Получено 25 июня 2018 г.
  17. ^ Myhrvold, Nathan (22 мая 2018 г.). «Эмпирическое исследование анализа астероидов WISE/NEOWISE и результаты». Icarus . 314 : 64–97. Bibcode :2018Icar..314...64M. doi : 10.1016/j.icarus.2018.05.004 .
  18. ^ Чанг, Кеннет (14 июня 2018 г.). «Астероиды и противники: бросая вызов тому, что НАСА знает о космических камнях — Два года назад НАСА отклонило и высмеяло критику любителя своей базы данных астероидов. Теперь Натан Мирволд вернулся, и его статьи прошли рецензирование». The New York Times . Получено 25 июня 2018 г.
  19. ^ Чанг, Кеннет (14 июня 2018 г.). «Астероиды и противники: бросаем вызов тому, что НАСА знает о космических камнях — соответствующие комментарии». The New York Times . Получено 25 июня 2018 г.
  20. ↑ Сотрудники (21 июня 2018 г.). «George E. Brown, Jr. Near-Earth Object Survey ActNational Near-Earth Object». GovTrack . Получено 15 декабря 2018 г. .
  21. ^ Мэтт Уильямс (20 октября 2017 г.). «Хорошие новости для всех! Смертельно опасных неоткрытых астероидов меньше, чем мы думали». Universe Today . Архивировано из оригинала 2017-11-04 . Получено 2017-11-14 .
  22. ^ Конгресс США (19 марта 2013 г.). «Угрозы из космоса: обзор усилий правительства США по отслеживанию и смягчению последствий астероидов и метеоров (часть I и часть II) — слушания в Комитете по науке, космосу и технологиям Палаты представителей сто тринадцатого Конгресса, первая сессия» (PDF) . Конгресс США . стр. 147 . Получено 26 ноября 2018 г. .
  23. ^ Кларк, Стюарт (20 июня 2017 г.). «Астероиды и как их отклонять». The Guardian . Получено 22.02.2013 .
  24. ^ Ущерб от челябинского метеорита превысит миллиарды рублей. Лента.ру . 15 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 13 мая 2013 г.
  25. ^ Число пострадавших при падении метеорита приблизилось к 1500 [Число жертв метеорита приблизилось к 1500] (на русском языке). РосБизнесКонсалтинг [РБК]. 18 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 2 мая 2013 г. . Проверено 15 декабря 2018 г.
  26. ^ Хайнц, Джим; Исаченков, Владимир (15 февраля 2013 г.). «Метеор взрывается над Уральскими горами в России; 1100 человек пострадали, когда ударная волна вылетела из окон». Postmedia Network Inc. Associated Press. Архивировано из оригинала 2013-05-13 . Получено 2017-05-28 . Представитель МЧС Владимир Пургин сказал, что многие из пострадавших получили порезы, когда они бросились к окнам, чтобы посмотреть, что вызвало яркую вспышку света, которая на мгновение оказалась ярче солнца.
  27. ^ abcd Гавайский университет в Институте астрономии Маноа (18 февраля 2013 г.). "ATLAS: Система последнего оповещения о столкновении астероидов с Землей". Журнал Astronomy. Архивировано из оригинала 2017-08-02 . Получено 2013-02-22 .
  28. ↑ Генри Вайланд (18 февраля 2013 г.). «Установлены новые корректоры Шмидта!». Архивировано из оригинала 2020-03-28 . Получено 2017-10-12 .
  29. ^ "SAAO | SAAO внесет свой вклад в глобальные усилия по обнаружению околоземных объектов" . Получено 2024-09-17 .
  30. ^ ab Watson, Traci (2018-08-14). «Проект по обнаружению астероидов, уничтожающих города, расширяется до Южного полушария». Nature . doi :10.1038/d41586-018-05969-2.
  31. ^ "ATLAS - Как работает Atlas". fallsstar.com . Получено 2024-09-17 .
  32. ^ Зулуага, Хорхе И.; Феррин, Игнасио (2013). «Предварительная реконструкция орбиты Челябинского метеороида». arXiv : 1302.5377 [astro-ph.EP]. Мы используем этот результат для классификации метеороида среди семейств околоземных астероидов, обнаружив, что родительское тело принадлежало к астероидам Аполлона.
  33. ^ Новости, UH (2019-06-25). "Прорыв: команда Гавайского университета успешно обнаружила приближающийся астероид | Новости системы Гавайского университета" . Получено 17 сентября 2024 г. {{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь )
  34. ^ Хайнце, А. Н.; Тонри, Джон Л.; Денно, Ларри; Флюэллинг, Хизер; Штальдер, Брайан; Рест, Армин; Смит, Кен В.; Смартт, Стивен Дж.; Вайланд, Генри (2018). «Первый каталог переменных звезд, измеренный системой оповещения о столкновении астероидов с Землей (ATLAS)». The Astronomical Journal . 156 (5): 241. arXiv : 1804.02132 . Bibcode : 2018AJ....156..241H. doi : 10.3847/1538-3881/aae47f . S2CID  59939788.
  35. ^ [1] «Каталог солнечной системы ATLAS V1»
  36. ↑ Телескоп ATLAS 2 установлен на Мауна-Лоа, Ари Хайнце [2] Получено 7 апреля 2017 г.
  37. ^ Наши коллеги из SAAO завершили сборку купола ATLAS! [3] Получено 14 декабря 2020 г.
  38. ^ Вилли Коортс (2020-12-10). Как построить купол телескопа и подземное здание . Получено 2024-09-17 – через YouTube.
  39. ^ "ATLAS - Технические характеристики". fallsstar.com . Получено 2024-09-17 .
  40. ^ [4]
  41. ↑ Оливер, Крис. Проект ATLAS, финансируемый NASA, Nā Kilo Hōkū (информационный бюллетень), Институт астрономии , Гавайский университет , № 46, 2013 г., стр. 1. Получено 2 августа 2014 г.
  42. ^ "Обновление ATLAS № 18 - март 2017 г.". fallsstar.com . Получено 17 сентября 2024 г. .
  43. ^ Записи Центра малых планет за 2018 год
  44. ^ "Таинственный объект обнаружен в атмосфере Земли". IFLScience . 30 января 2019 г. Получено 31 марта 2020 г.
  45. ^ "Прорыв: команда UH успешно обнаружила приближающийся астероид". www.ifa.hawaii.edu . Получено 31.03.2020 .
  46. ^ Твиттер-канал ATLAS
  47. ^ Nicholl, M.; Srivastav, S.; Fulton, MD; Gomez, S.; Huber, ME; Oates, SR; Ramsden, P.; Rhodes, L.; Smartt, SJ; Smith, KW; Aamer, A.; Anderson, JP; Bauer, FE; Berger, E.; Boer, T. de (сентябрь 2023 г.). "AT 2022aedm и новый класс светящихся, быстроохлаждающихся транзиентов в эллиптических галактиках". The Astrophysical Journal Letters . 954 (1): L28. arXiv : 2307.02556 . Bibcode : 2023ApJ...954L..28N. doi : 10.3847/2041-8213/acf0ba . ISSN  2041-8205.

Внешние ссылки