Околоземный объект ( ОСЗ ) — это любое небольшое тело Солнечной системы, вращающееся вокруг Солнца , чье максимальное сближение с Солнцем ( перигелий ) менее чем в 1,3 раза превышает расстояние Земля-Солнце ( 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 ОСЗ даже в те моменты, когда он далек от близкого сближения с Землей . Если орбита ОСЗ пересекает орбиту Земли, а диаметр объекта превышает 140 метров (460 футов), он считается потенциально опасным объектом (ПО). [3] Большинство известных PHO и NEO — это астероиды , но около 0,35% — кометы . [1]
Известно более 34 000 околоземных астероидов (NEA) и более 120 известных короткопериодических околоземных комет (NEC). [1] Ряд метеоритов на солнечной орбите были достаточно большими, чтобы их можно было отследить в космосе до того, как они упадут на Землю. В настоящее время широко признано, что столкновения в прошлом сыграли значительную роль в формировании геологической и биологической истории Земли. [4] Астероиды размером всего 20 метров (66 футов) в диаметре могут нанести значительный ущерб местной окружающей среде и человеческому населению. [5] Более крупные астероиды проникают в атмосферу до поверхности Земли, образуя кратеры, если они воздействуют на континент, или цунами , если они воздействуют на море. Интерес к ОСЗ возрос с 1980-х годов из-за большей осведомленности об этом риске. Уклонение от столкновения с астероидом путем отклонения в принципе возможно, и методы смягчения его последствий исследуются. [6]
Две шкалы, простая Туринская шкала и более сложная Палермская шкала , оценивают риск, представленный идентифицированным ОСЗ, на основе вероятности его столкновения с Землей и того, насколько серьезными будут последствия такого столкновения. Некоторые NEO после своего открытия имели временно положительные рейтинги по шкале Турина или Палермо. С 1998 года Соединенные Штаты, Европейский Союз и другие страны сканируют небо в поисках ОСЗ в рамках проекта под названием « Космическая стража» . [7] Первоначальное поручение Конгресса США НАСА каталогизировать не менее 90% ОСЗ диаметром не менее 1 километра (0,62 мили), достаточного для того, чтобы вызвать глобальную катастрофу, было выполнено к 2011 году. [8] В последующие годы усилия по исследованию были расширены [9] и теперь включают более мелкие объекты [10] , которые потенциально могут нанести крупномасштабный, хотя и не глобальный ущерб.
ОСЗ имеют низкую поверхностную гравитацию, и многие из них имеют орбиты, подобные земным, что делает их легкой мишенью для космических кораблей. [11] [12] По состоянию на апрель 2024 года [обновлять]пять околоземных комет [13] [14] [15] и шесть околоземных астероидов, [16] [17] [18] [19 ] [20] один из них с луной, [20] были посещены космическими кораблями. Три образца были возвращены на Землю, [21] [22] и было проведено одно успешное испытание на отклонение. [23] Подобные миссии продолжаются. Предварительные планы коммерческой добычи полезных ископаемых на астероидах были разработаны частными стартапами, но немногие из этих планов были реализованы. [24]
Объекты, сближающиеся с Землей (ОСЗ), формально определяются Международным астрономическим союзом (МАС) как все малые тела Солнечной системы , орбиты которых вокруг Солнца находятся хотя бы частично ближе, чем на 1,3 астрономических единицы (а.е.; расстояние между Солнцем и Землей) от Солнца. . [25] Это определение исключает более крупные тела, такие как планеты , такие как Венера ; естественные спутники , вращающиеся вокруг тел, отличных от Солнца, например, земной Луны ; и искусственные тела, вращающиеся вокруг Солнца. Небольшое тело Солнечной системы может быть астероидом или кометой , таким образом, ОСЗ — это либо околоземный астероид (NEA), либо околоземная комета (NEC). Организации, каталогизирующие ОСЗ, далее ограничивают свое определение ОСЗ объектами с орбитальным периодом менее 200 лет, ограничение, которое, в частности, применяется к кометам, [2] [26] , но этот подход не является универсальным. [25] Некоторые авторы далее ограничивают определение орбитами, которые, по крайней мере, частично находятся дальше, чем 0,983 а.е. от Солнца. [27] [28] Таким образом, ОСЗ не обязательно в настоящее время находятся рядом с Землей, но потенциально они могут приближаться к Земле относительно близко. Многие ОСЗ имеют сложные орбиты из-за постоянного возмущения земной гравитацией, а некоторые из них могут временно переходить с орбиты вокруг Солнца на орбиту вокруг Земли, но этот термин также гибко применяется и к этим объектам. [29]
Орбиты некоторых ОСЗ пересекаются с орбитами Земли, поэтому они представляют опасность столкновения. [3] Они считаются потенциально опасными объектами (ПОО), если их расчетный диаметр превышает 140 метров. К PHO относятся потенциально опасные астероиды (PHA). [30] PHA определяются на основе двух параметров, касающихся соответственно их возможности 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 выше (грубый показатель большого размера) считаются PHA. 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 PHA. . [2]
Первыми околоземными объектами, наблюдавшимися человеком, были кометы. Их внеземная природа была признана и подтверждена только после того, как Тихо Браге в 1577 году попытался измерить расстояние до кометы через ее параллакс и полученный им нижний предел оказался значительно выше диаметра Земли; Периодичность некоторых комет была впервые признана в 1705 году, когда Эдмон Галлей опубликовал свои расчеты орбиты возвращающегося объекта, ныне 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 заставил астрономов заподозрить, что они произошли от кометы, которую сегодня классифицировали бы как ОСЗ, что было подтверждено в 1867 году, когда астрономы обнаружили, что недавно открытая комета 55P/Темпеля-Туттля имеет ту же орбиту. как Леониды. [33]
Первым астероидом, сближающимся с Землей, который был открыт 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 недостаточно известное расстояние Земли от Солнца. . [35]
Если околоземный объект находится вблизи части своей орбиты, ближайшей к орбите Земли, в то время как Земля находится на части своей орбиты, ближайшей к орбите околоземного объекта, объект имеет близкое сближение, или, если орбиты пересекаются , может даже повлиять на Землю или ее атмосферу.
По состоянию на май 2019 года [обновлять]было замечено, что только 23 кометы прошли в пределах 0,1 а.е. (15 000 000 км; 9 300 000 миль) от Земли, в том числе 10, которые являются или были короткопериодическими кометами. [36] Две из этих околоземных комет, комета Галлея и 73P/Швассмана-Вахмана , наблюдались во время нескольких близких сближений. [36] Ближайшее наблюдаемое сближение кометы Лекселла составило 0,0151 а.е. (5,88 LD) 1 июля 1770 года. [36] После изменения орбиты из-за близкого сближения Юпитера в 1779 году этот объект больше не является NEC. Ближайшее сближение , которое когда-либо наблюдалось для текущего короткопериодического NEC, составляет 0,0229 а.е. (8,92 LD) для кометы Темпеля -Туттля в 1366 году . период NEC, наблюдаемый только во время его близких сближений с Солнцем, [37] прошел мимо Земли незамеченным на расстоянии 0,0120 а.е. (4,65 LD) 12 июня 1999 г. [38]
В 1937 году астероид 69230 Гермес высотой 800 м (2600 футов) был обнаружен, когда он пролетел мимо Земли на расстоянии, вдвое превышающем расстояние от 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), что в 16 раз превышает расстояние до Луны. [40] Во время этого подхода Икар стал первой малой планетой, наблюдаемой с помощью радара . [41] [42] Это было первое близкое сближение, предсказанное за несколько лет до этого, с тех пор, как Икар был открыт в 1949 году. [43] Первый астероид, сближающийся с Землей, который, как известно, прошел мимо Земли на расстояние, близкое к Луне, был в 1991 году BA , тело длиной 5–10 м (16–33 футов), прошедшее на расстоянии 170 000 км (110 000 миль). [44] К 2010-м годам каждый год несколько, в основном небольших ОСЗ, пролетают мимо Земли ближе, чем расстояние до Луны. [45]
Когда астрономы получили возможность обнаруживать все меньшие, более тусклые и все более многочисленные объекты, сближающиеся с Землей, они начали регулярно наблюдать и каталогизировать близкие сближения. [45] По состоянию на апрель 2024 года [обновлять]самым близким сближением без столкновения, когда-либо обнаруженным, была встреча с астероидом 2020 VT 4 14 ноября 2020 года. [46] Было обнаружено удаление АСЗ высотой 5–11 м (16–36 футов) от Земли; Расчеты показали, что накануне он приблизился на расстоянии примерно 6750 км (4190 миль) от центра Земли или примерно 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), пролетел 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 ) высотой 30 м (98 футов) пролетел примерно на высоте 27 700 км (17 200 миль) над поверхностью Земли, ближе, чем спутники на геостационарной орбите. [49] Астероид не был виден невооруженным глазом. Это был первый близкий проход объекта под Луной, обнаруженный во время предыдущего прохода, и, таким образом, первый, который был предсказан заранее. [50]
Некоторые небольшие астероиды, вошедшие 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 горения ее поверхности такой объект можно наблюдать как задевающий Землю огненный шар .
10 августа 1972 года метеор, который стал известен как Большой дневной огненный шар 1972 года, был свидетелем многих людей и даже заснят на видео, когда он двигался на север через Скалистые горы с юго-запада США в Канаду. [51] Он прошел в пределах 58 км (36 миль) от поверхности Земли. [52]
13 октября 1990 года над Чехословакией и Польшей наблюдали касающийся Земли метеороид EN131090 , двигавшийся со скоростью 41,74 км/с (25,94 миль/с) по траектории длиной 409 км (254 мили) с юга на север. Ближайший подход к Земле находился на высоте 98,67 км (61,31 мили) над поверхностью. Его засняли две камеры всего неба Европейской сети Fireball Network , что впервые позволило провести геометрические расчеты орбиты такого тела. [53]
Когда объект, сближающийся с Землей, сталкивается с Землей, объекты диаметром до нескольких десятков метров обычно взрываются в верхних слоях атмосферы (обычно безвредно), при этом большая часть или все твердые вещества испаряются , и лишь 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 ОСЗ, частоты ударных кратеров на Земле и Луне, а также частоты близких сближений. [55] [56] Исследование ударных кратеров показывает, что частота ударов была более или менее стабильной в течение последних 3,5 миллиардов лет, что требует постоянного пополнения населения ОСЗ из главного пояса астероидов . [27] Одна модель удара, основанная на широко распространенных популяционных моделях ОСЗ, 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 бьют с такой же энергией, как атомная бомба, сброшенная на Хиросиму , примерно 15 килотонн в тротиловом эквиваленте) через пять лет, для астероидов диаметром 60 м (200 футов) (энергия удара 10 мегатонн) , сравнимое с Тунгусским событием в 1908 году) через 1300 лет, для астероидов диаметром 1 км (0,62 мили) через 440 тысяч лет и для астероидов диаметром 5 км (3,1 мили) через 18 миллионов лет. [57] Некоторые другие модели оценивают аналогичную частоту ударов, [27] в то время как другие рассчитывают более высокие частоты. [56] Для воздействий размером с Тунгуску (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 стал воздушный взрыв мощностью 1,1 мегатонны в 1963 году возле островов Принца Эдуарда между Южной Африкой и Антарктидой, который был обнаружен только инфразвуковыми датчиками. [58] Однако это мог быть и не метеор. [59] Третьим по величине, но, безусловно, наиболее наблюдаемым ударом стал Челябинский метеорит 15 февраля 2013 года. Ранее неизвестный астероид высотой 20 м (66 футов) взорвался над этим российским городом с эквивалентной взрывной мощностью 400–500 килотонн. . [58] Рассчитанная орбита астероида до удара аналогична орбите астероида Аполлона 2011 EO 40 , что делает последний возможным родительским телом метеора. [60]
7 октября 2008 г., через 20 часов после того, как его впервые наблюдали, и через 11 часов после того, как его траектория была рассчитана и объявлена, астероид 2008 TC 3 высотой 4 м (13 футов) взорвался на высоте 37 км (23 мили) над Нубийской пустыней в Судане. Это был первый случай наблюдения астероида и предсказание его воздействия еще до его входа в атмосферу в виде метеора . После падения было обнаружено 10,7 кг метеоритов. [61] По состоянию на апрель 2024 года [обновлять]было предсказано восемь столкновений, все из которых представляли собой небольшие тела, вызвавшие взрывы метеоритов, [62] при этом некоторые удары в отдаленных районах были обнаружены только Международной системой мониторинга Организации Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. (IMS) — сеть инфразвуковых датчиков, предназначенная для обнаружения детонации ядерных устройств. [63] Прогнозирование столкновений с астероидами все еще находится в зачаточном состоянии, и успешно предсказанные столкновения с астероидами редки. Подавляющее большинство воздействий, зарегистрированных IMS, не прогнозируются. [64]
Наблюдаемые воздействия не ограничиваются поверхностью и атмосферой Земли. ОСЗ размером с пыль сталкивались с искусственными космическими аппаратами, в том числе с космическим зондом Long Duration Exposure Facility , который собирал межпланетную пыль на низкой околоземной орбите в течение шести лет, начиная с 1984 года. [65] Удары по Луне можно наблюдать как вспышки света с помощью типичная продолжительность доли секунды. [66] Первые лунные удары были зафиксированы во время шторма Леонид в 1999 году. [67] Впоследствии было запущено несколько программ непрерывного мониторинга. [66] [68] [69] Лунный удар, наблюдавшийся 11 сентября 2013 г., длившийся 8 секунд, вероятно, был вызван объектом диаметром 0,6–1,4 м (2,0–4,6 фута) [68] и создал новый кратер диаметром 40 м (130 футов) по состоянию на июль 2019 года был самым большим из когда-либо наблюдавшихся [обновлять]. [70]
На протяжении всей истории человечества риск , который представляет собой любой околоземный объект, рассматривался с учетом как культуры , так и технологий человеческого общества . На протяжении всей истории люди связывали ОСЗ с меняющимися рисками, основанными на религиозных, философских или научных взглядах, а также на технологических или экономических возможностях человечества справляться с такими рисками. [6] Таким образом, ОСЗ рассматривались как предзнаменование стихийных бедствий или войн; безобидные зрелища в неизменной вселенной; источник катаклизмов, меняющих эпоху [6] или потенциально ядовитых дымов (во время прохождения Земли через хвост кометы Галлея в 1910 г.); [71] и, наконец, как возможная причина кратерообразующего удара, который может даже вызвать вымирание людей и другой жизни на Земле. [6]
Потенциал катастрофических столкновений околоземных комет был признан сразу же, как только первые расчеты орбит позволили понять их орбиты: в 1694 году Эдмонд Галлей представил в Библии теорию о том, что Ноев потоп был вызван столкновением с кометой. [72]
Человеческое восприятие астероидов, сближающихся с Землей, как безобидных объектов, вызывающих восхищение, или объектов-убийц с высоким риском для человеческого общества , то ослабело, то ослабело за то короткое время, пока АСЗ наблюдались с научной точки зрения. [12] Близкое сближение Гермеса в 1937 году и близкое сближение Икара в 1968 году впервые вызвало обеспокоенность среди ученых. Икар привлек значительное внимание общественности благодаря паникерским новостям. тогда как Гермес считался угрозой, поскольку был утерян после открытия; таким образом, его орбита и вероятность столкновения с Землей точно не были известны. [43] Гермес был вновь открыт только в 2003 году, и теперь известно, что он не представляет угрозы, по крайней мере, в следующем столетии. [39]
Ученые признали угрозу ударов, которые создают кратеры, намного большие, чем тела, столкнувшиеся с телами, и оказывают косвенное воздействие на еще более обширную территорию с 1980-х годов, после подтверждения теории о вымирании мел-палеогенового периода (в ходе которого нептичьи динозавры вымерли) 65 миллионов лет назад были вызваны ударом крупного астероида . [6] [73] 23 марта 1989 года астероид Аполлона диаметром 300 м (980 футов) 4581 Асклепий (1989 FC) пролетел мимо Земли на 700 000 км (430 000 миль). Если бы астероид упал, это привело бы к крупнейшему взрыву в истории человечества, эквивалентному 20 000 мегатоннам в тротиловом эквиваленте . Оно привлекло всеобщее внимание, поскольку было обнаружено только после максимально близкого сближения. [74]
С 1990-х годов типичным ориентиром при поиске ОСЗ была научная концепция риска . Осведомленность широкой общественности о риске столкновения возросла после наблюдения за столкновением фрагментов кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером в июле 1994 года. [6] [73] В марте 1998 года были проведены ранние расчеты орбиты недавно открытого астероида ( 35396) 1997 XF 11 продемонстрировал потенциальное сближение в 2028 году на расстоянии 0,00031 а.е. (46 000 км) от Земли, в пределах орбиты Луны, но с большим запасом погрешности, допускающим прямое попадание. Дополнительные данные позволили пересмотреть дистанцию захода на посадку в 2028 году до 0,0064 а.е. (960 000 км) без вероятности столкновения. К тому времени неточные сообщения о потенциальном воздействии вызвали бурю в СМИ. [43]
В 1998 году фильмы « Столкновение с глубиной» и «Армагеддон» популяризировали идею о том, что околоземные объекты могут вызывать катастрофические столкновения. [73] Также в то время возникла теория заговора о предполагаемом столкновении с вымышленной планетой Нибиру в 2003 году , которая сохранилась в Интернете, поскольку предсказанная дата столкновения была перенесена на 2012, а затем на 2017 год. [75]
Существует две схемы научной классификации опасности столкновения с ОСЗ как способа информирования широкой общественности о риске воздействия.
Простая туринская шкала была создана на семинаре IAU в Турине в июне 1999 года, после того, как общественность запуталась в вопросе о риске столкновения с XF 1997 года 11 . [76] Он оценивает риски столкновений в ближайшие 100 лет в зависимости от энергии удара и вероятности удара, используя целые числа от 0 до 10: [77] [78]
Более сложная Палермская шкала опасности технических воздействий , созданная в 2002 году, сравнивает вероятность удара в определенную дату с вероятным количеством ударов аналогичной энергии или большей до момента возможного удара и логарифмирует это соотношение. Таким образом, рейтинг по шкале Палермо может представлять собой любое положительное или отрицательное действительное число, а риски, вызывающие беспокойство, обозначаются значениями выше нуля. В отличие от Туринской шкалы, Палермская шкала не чувствительна к вновь обнаруженным небольшим объектам, орбита которых известна с низкой достоверностью. [79]
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства НАСА поддерживает автоматизированную систему для оценки угрозы со стороны известных ОСЗ в течение следующих 100 лет, которая генерирует постоянно обновляемую таблицу рисков Sentry . [80] Все или почти все объекты, скорее всего, в конечном итоге исчезнут из списка по мере поступления новых наблюдений, что снижает неопределенность и позволяет более точно прогнозировать орбиту. [80] [81] Аналогичная таблица поддерживается на NEODyS (Динамический сайт околоземных объектов) Европейского космического агентства (ЕКА). [82]
В марте 2002 г. (163132) 2002 CU 11 стал первым астероидом с временно положительным рейтингом по Туринской шкале с вероятностью столкновения в 2049 году примерно 1 из 9300. [83] Дополнительные наблюдения снизили предполагаемый риск до нуля, и астероид был удален из Таблицы рисков Sentry в апреле 2002 года. [84] Теперь известно, что в течение следующих двух столетий 2002 CU 11 пройдет мимо Земли на безопасном ближайшем расстоянии (перигее) 0,00425 а.е. (636 000 км; 395 000 миль) 31 августа 2080 года. [85]
Астероид (29075) 1950 DA был утерян после его открытия в 1950 году, поскольку его наблюдений в течение всего 17 дней было недостаточно для точного определения его орбиты. Он был вновь открыт в декабре 2000 года перед сближением с ним в следующем году, когда новые наблюдения, включая радиолокационные изображения, позволили гораздо более точно рассчитать орбиту. Его диаметр составляет около километра (0,6 мили), и поэтому воздействие будет глобально катастрофическим. Хотя этот астероид не упадет в течение как минимум 800 лет и, следовательно, не имеет рейтинга по Туринской шкале, он был добавлен в список Sentry в апреле 2002 года как первый объект со значением по шкале Палермо, превышающим ноль. [25] [86] Рассчитанная тогда максимальная вероятность столкновения 1 из 300 и значение +0,17 по шкале Палермо были примерно на 50% выше, чем фоновый риск столкновения со всеми такими же крупными объектами до 2880 года. [86] [87] После дополнительных радиолокационными [88] и оптическими наблюдениями, по состоянию на апрель 2024 года [обновлять]вероятность этого воздействия оценивается в 1 на 34 000. [80] Соответствующее значение по шкале Палермо, равное -2,05, по-прежнему является вторым по величине среди всех объектов в Таблице сторожевого списка. [80]
24 декабря 2004 г. астероиду 99942 Апофис высотой 370 м (1210 футов) (в то время известный только под своим предварительным обозначением 2004 MN 4 ) был присвоен рейтинг 4 по Туринской шкале, самый высокий рейтинг, присвоенный на сегодняшний день, согласно информации, доступной на сайте это время соответствует 1,6% вероятности столкновения с Землей в апреле 2029 года. [89] По мере сбора данных в течение следующих трех дней расчетная вероятность столкновения увеличилась до 2,7%, [90] затем снова упала до нуля, поскольку зона неопределенности для этого близкого сближения больше не включала Землю. [91] Все еще существовала 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. [92] Следовательно, Апофис был удалено из таблицы рисков охраны. [84]
В феврале 2006 года (144898) 2004 VD 17 был присвоен рейтинг 2 по Туринской шкале из-за близкого столкновения, предсказанного на 4 мая 2102 года . в мае 2006 г., затем до 0 в октябре 2006 г., а в феврале 2008 г. астероид был полностью удален из таблицы рисков Sentry. [84]
В 2021 году RF 12 2010 года был внесен в список с наибольшей вероятностью столкновения с Землей - 1 из 22 5 сентября 2095 года. Однако астероид диаметром всего 7 м (23 фута) слишком мал, чтобы считаться потенциально опасным астероидом. и он не представляет серьезной угрозы: поэтому возможное воздействие 2095 года оценивается всего в -3,32 по Палермской шкале. [80] Ожидалось, что наблюдения во время близкого сближения в августе 2022 года позволят установить, столкнется ли астероид с Землей или пролетит мимо нее в 2095 году. [94] По состоянию на апрель 2024 года [обновлять]риск столкновения в 2095 году оценивался в 1 из 10, что по-прежнему остается самым высоким. с рейтингом по Палермской шкале -2,98. [80]
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 на случай, если будет обнаружено, что он находится на пути к столкновению с Землей. [95] Проект «Икар» получил широкое освещение в средствах массовой информации и послужил вдохновением для создания в 1979 году фильма-катастрофы «Метеор» , в котором США и СССР объединяют усилия, чтобы взорвать связанный с Землей фрагмент астероида, сбитый кометой. [96]
Первой астрономической программой, посвященной открытию околоземных астероидов, стала Palomar Planet-Crossing Asteroid Survey . Связь с опасностью столкновения, необходимость в специальных обзорных телескопах и варианты предотвращения возможного столкновения впервые обсуждались на междисциплинарной конференции 1981 года в Сноумассе, штат Колорадо . [73] Планы более комплексного исследования, названного «Spaceguard Survey», были разработаны НАСА в 1992 году по поручению Конгресса США . [97] [98] Чтобы продвигать исследование на международном уровне, Международный астрономический союз (МАС) организовал семинар в Вулкано , Италия, в 1995 году, [97] а год спустя также основал Фонд «Космическая стража» в Италии. [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. [98] [99]
В нескольких исследованиях проводилась деятельность « Космическая стража » (общий термин), включая исследование околоземных астероидов Линкольна (LINEAR), Spacewatch , отслеживание околоземных астероидов (NEAT), поиск околоземных объектов обсерватории Лоуэлла (LONEOS), Catalina Sky. Обзор (CSS), Обзор объектов, сближающихся с Землей Кампо-Императоре (CINEOS), Японская ассоциация космических стражей , Обзор астероидов Asiago-DLR (ADAS) и Объект WISE, сближающийся с Землей (NEOWISE). В результате соотношение известного и предполагаемого общего числа околоземных астероидов диаметром более 1 км выросло примерно с 20% в 1998 г. 93% в 2011 году. Таким образом, первоначальная цель Космической стражи была достигнута, хотя и с опозданием всего на три года. [8] [100] По состоянию на март 2024 года [обновлять]было обнаружено 861 АСЗ размером более 1 км. [1]
В 2005 году первоначальный мандат космической охраны США был продлен Законом Джорджа Э. Брауна-младшего об обследовании объектов, сближающихся с Землей, который призывает НАСА обнаружить 90% ОСЗ диаметром 140 м (460 футов) или больше к 2020 году. [9] По оценкам , в январе 2020 года было найдено менее половины из них, но объекты такого размера попадают на Землю только примерно раз в 2000 лет. [101] В декабре 2023 года доля обнаруженных ОСЗ диаметром 140 м (460 футов) и более оценивалась в 38%. [102] Ожидается , что базирующаяся в Чили обсерватория Веры К. Рубин , которая будет обследовать южное небо на предмет переходных событий с 2025 года, увеличит количество известных астероидов в 10–100 раз и увеличит соотношение известных ОСЗ с диаметром. 140 м (460 футов) или выше, по крайней мере, до 60%, [103] [62], в то время как спутник NEO Surveyor , который будет запущен в 2027 году, как ожидается, увеличит это соотношение до 76%. [102]
В январе 2016 года НАСА объявило о создании Координационного управления планетарной защиты (PDCO) для отслеживания ОСЗ диаметром более 30–50 м (98–164 футов) и координации эффективного реагирования на угрозы и усилий по смягчению их последствий. [10] [104]
Программы исследований направлены на выявление угроз на годы вперед, давая человечеству время подготовить космическую миссию для предотвращения угрозы.
РЕП. СТЮАРТ: ...способны ли мы технологически запустить что-то, что могло бы перехватить [астероид]? ...
ДР. А'ХЕРН: Нет. Если бы у нас уже были планы космических кораблей, это заняло бы год... Я имею в виду типичную небольшую миссию... с момента утверждения до запуска до запуска требуется четыре года...- Член палаты представителей Крис Стюарт (республиканец, Юта) и доктор Майкл Ф. А'Хирн , 10 апреля 2013 г., Конгресс США [105]
Проект ATLAS , напротив, направлен на обнаружение сталкивающихся астероидов незадолго до столкновения, что слишком поздно для маневров по отклонению, но все еще есть время для эвакуации и иной подготовки пострадавшего региона Земли. [106] Другой проект, Zwicky Transient Facility (ZTF), который исследует объекты, которые быстро меняют свою яркость, [107] также обнаруживает астероиды, проходящие близко к Земле. [108]
Ученые, участвующие в исследованиях ОСЗ, также рассмотрели варианты активного предотвращения угрозы, если будет обнаружено, что объект находится на пути к столкновению с Землей. [73] Все действенные методы направлены на то, чтобы отклонить, а не уничтожить угрожающий ОСЗ, поскольку его фрагменты все равно вызовут широкомасштабные разрушения. [13] Отклонение, которое означает изменение орбиты объекта за месяцы или годы до прогнозируемого удара , также требует на порядки меньше энергии. [13]
Когда ОСЗ обнаруживается, как и все другие малые тела Солнечной системы, его положение и яркость передаются в Центр малых планет (MPC) МАС для каталогизации. MPC ведет отдельные списки подтвержденных ОСЗ и потенциальных ОСЗ. [109] [110] MPC ведет отдельный список потенциально опасных астероидов (PHA). [30] ОСЗ также каталогизируются двумя отдельными подразделениями Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА : Центром исследований околоземных объектов (CNEOS) [111] и Группой динамики Солнечной системы. [112] Каталог околоземных объектов CNEOS включает расстояния сближения астероидов и комет. [46] ОСЗ также каталогизируются подразделением ЕКА – Координационным центром по объектам, сближающимся с Землей (NEOCC). [113]
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 метеоритные дожди .
По состоянию на 30 марта 2024 года [обновлять], согласно статистике CNEOS, было обнаружено 34 725 ОСЗ. Из них только 122 (0,35%) — кометы, а 34 603 (99,65%) — астероиды. 2406 из этих ОСЗ классифицируются как потенциально опасные астероиды (ПГА). [1]
По состоянию на 5 апреля 2024 года на странице рисков воздействия Sentry на веб-сайте НАСА[обновлять] появилось 1712 NEA . [80] Все эти АСЗ, за исключением 95, имеют диаметр менее 50 метров, и ни один из перечисленных объектов не находится даже в «зеленой зоне» (1-я туринская шкала), а это означает, что ни один из перечисленных объектов не заслуживает внимания широкой публики. [77]
Основная проблема с оценкой количества ОСЗ заключается в том, что на вероятность обнаружения одного из них влияет ряд аспектов ОСЗ, начиная, естественно, с его размера, но также включая характеристики его орбиты и отражательную способность его поверхности. [114] То, что легко обнаружить, будет более подсчитано, и эти ошибки наблюдений необходимо компенсировать при попытке подсчитать количество тел в популяции по списку ее обнаруженных членов. [114]
Более крупные астероиды отражают больше света, и два крупнейших околоземных объекта, 433 Эрос и 1036 Ганимед , естественно, также были обнаружены одними из первых. [115] 1036 Ганимед имеет диаметр около 35 км (22 миль), а 433 Эрос — около 17 км (11 миль) в диаметре. [115] Между тем, видимая яркость объектов, находящихся ближе, выше, что вносит предвзятость, которая благоприятствует открытию ОСЗ заданного размера, приближающихся к Земле. [116]
Наземная астрономия требует темного неба и, следовательно, ночных наблюдений, и даже космические телескопы избегают смотреть в направлениях, близких к Солнцу, поэтому большинство обзоров ОСЗ не учитывают объекты, проходящие мимо Земли со стороны Солнца. [116] [117] Это смещение еще больше усиливается эффектом фазы : чем уже угол между астероидом и Солнцем со стороны наблюдателя, тем меньшая часть наблюдаемой стороны астероида будет освещена. [116] Другое смещение возникает из-за разной поверхностной яркости или альбедо объектов, из-за чего большой объект с низким альбедо может быть таким же ярким, как маленький объект с высоким альбедо. [116] [118] Кроме того, отражательная способность поверхностей астероидов неоднородна, а увеличивается в направлении, противоположном освещению, что приводит к явлению фазового затемнения, которое делает астероиды еще ярче, когда Земля приближается к оси солнечного света. [116] Наблюдаемое альбедо астероида обычно имеет сильный пик или всплеск сопротивления очень близко к направлению, противоположному Солнцу. [116] Различные поверхности демонстрируют разные уровни фазового затемнения, и исследования показали, что, помимо смещения альбедо, это способствует открытию, например, астероидов S-типа, богатых кремнием, а не богатых углеродом астероидов C-типа . [116] В результате этих наблюдательных ошибок в наземных исследованиях ОСЗ, как правило, обнаруживались тогда, когда они находились в оппозиции, то есть противоположно Солнцу, если смотреть с Земли. [102]
Самый практичный способ обойти многие из этих предубеждений — использовать в космосе тепловые инфракрасные телескопы, которые наблюдают за их тепловыми выбросами, а не за светом, который они отражают, с чувствительностью, которая почти не зависит от освещения. [102] [118] Кроме того, космические телескопы, находящиеся на орбите вокруг Солнца в тени Земли, могут проводить наблюдения под углом до 45 градусов к направлению Солнца. [117]
Дальнейшие ошибки наблюдений отдают предпочтение объектам, которые чаще встречаются с Землей, что делает обнаружение Атенса более вероятным, чем обнаружение Аполлона ; и объекты, которые движутся медленнее при столкновении с Землей, что повышает вероятность обнаружения АСЗ с низким эксцентриситетом. [119]
Такие ошибки наблюдений должны быть идентифицированы и количественно определены для определения популяций ОСЗ, поскольку исследования популяций астероидов затем принимают во внимание известные ошибки отбора наблюдений для проведения более точной оценки. [120] В 2000 году с учетом всех известных наблюдательных ошибок было подсчитано, что существует около 900 околоземных астероидов размером не менее километра, а технически и точнее, с абсолютной звездной величиной ярче 17,75. [114]
Это астероиды на околоземной орбите без хвоста или комы кометы. По состоянию на март 2024 года известно [обновлять]34 603 околоземных астероида (АСЗ), 2406 из которых достаточно велики и могут подойти достаточно близко к Земле, чтобы быть классифицированными как потенциально опасные. [1]
АСЗ живут на своих орбитах всего несколько миллионов лет. [27] В конечном итоге они уничтожаются планетарными возмущениями , вызывающими выброс из Солнечной системы или столкновение с Солнцем, планетой или другим небесным телом. [27] Поскольку время жизни на орбите коротко по сравнению с возрастом Солнечной системы, новые астероиды должны постоянно перемещаться на околоземные орбиты, чтобы объяснить наблюдаемые астероиды. Общепринятое происхождение этих астероидов состоит в том, что астероиды главного пояса перемещаются во внутреннюю часть Солнечной системы посредством орбитального резонанса с Юпитером . [27] Взаимодействие с Юпитером посредством резонанса возмущает орбиту астероида, и он попадает во внутреннюю часть Солнечной системы. В поясе астероидов есть пробелы, известные как разрывы Кирквуда , где возникают эти резонансы, когда астероиды в этих резонансах перемещаются на другие орбиты. Новые астероиды мигрируют в эти резонансы из-за эффекта Ярковского , который обеспечивает постоянное поступление околоземных астероидов. [121] По сравнению со всей массой пояса астероидов, потеря массы, необходимая для поддержания популяции АСЗ, относительно невелика; на общую сумму менее 6% за последние 3,5 миллиарда лет. [27] Состав околоземных астероидов сравним с составом астероидов пояса астероидов, отражая разнообразие спектральных классов астероидов . [122]
Небольшое количество АСЗ представляют собой вымершие кометы , утратившие летучие вещества на поверхности, хотя наличие слабого или прерывистого кометоподобного хвоста не обязательно приводит к классификации как околоземной кометы, что делает границы несколько размытыми. Остальные околоземные астероиды вытесняются за пределы пояса астероидов гравитационными взаимодействиями с Юпитером . [27] [123]
Многие астероиды имеют естественные спутники ( спутники малых планет ). По состоянию на апрель 2024 года [обновлять]было известно, что 97 АСЗ имеют как минимум одну луну, в том числе три, как известно, имеют две луны. [124] Астероид 3122 Флоренция , один из крупнейших PHA [30] диаметром 4,5 км (2,8 мили), имеет два спутника размером 100–300 м (330–980 футов) в поперечнике, которые были обнаружены с помощью радиолокационных изображений во время приближение астероида к Земле в 2017 году. [125]
В мае 2022 года было объявлено об успехе алгоритма, известного как «Восстановление гелиоцентрической орбиты без треклета» или THOR, разработанного исследователями Вашингтонского университета для обнаружения астероидов в Солнечной системе. [126] Центр малых планет Международного астрономического союза подтвердил ряд первых астероидов-кандидатов, идентифицированных алгоритмом. [127]
Хотя размер очень небольшой части этих астероидов известен с точностью более 1% из радиолокационных наблюдений, изображений поверхности астероидов или звездных покрытий , диаметр подавляющего большинства околоземных астероидов только оценен. на основе их яркости и репрезентативной отражательной способности поверхности астероида или альбедо , которое обычно принимается равным 14%. [111] Такие косвенные оценки размера неточны более чем в 2 раза для отдельных астероидов, поскольку альбедо астероидов может варьироваться от 5% до 30%. Это делает объем этих астероидов неопределенным в 8 раз, а их массу, по крайней мере, в столько 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) [111] , а абсолютная величина 22,0 — диаметру 140 м (460 футов). [2] Диаметры промежуточной точности, лучше, чем на основе предполагаемого альбедо, но не так точны, как хорошие прямые измерения, могут быть получены из комбинации отраженного света и теплового инфракрасного излучения, используя тепловую модель астероида для оценки его диаметра. и его альбедо. Надежность этого метода, применяемого миссиями Wide-field Infrared Survey Explorer и NEOWISE, была предметом спора между экспертами: в 2018 году были опубликованы два независимых анализа, один с критикой, а другой с результатами, соответствующими методу WISE. . [128]
В 2000 году НАСА снизило с 1000–2000 до 500–1000 свою оценку числа существующих околоземных астероидов диаметром более одного километра, а точнее, ярче абсолютной звездной величины 17,75. [129] [130] Вскоре после этого исследование LINEAR предоставило альтернативную оценку1227+170
−90. [131] В 2011 году на основе наблюдений NEOWISE оценочное количество километровых АСЗ было сужено до981 ± 19 (из них 93% были обнаружены на тот момент), а количество АСЗ диаметром более 140 метров оценивалось в13 200 ± 1 900 . [8] [100] Оценка NEOWISE отличалась от других оценок главным образом тем, что предполагалось несколько более низкое среднее альбедо астероида, что дает больший расчетный диаметр при той же яркости астероида. В результате появилось 911 известных тогда астероидов диаметром не менее 1 км, в отличие от 830, перечисленных тогда CNEOS на основе тех же данных, но с предположением о немного более высоком альбедо. [132] В 2017 году два исследования с использованием усовершенствованного статистического метода уменьшили оценочное количество АСЗ ярче, чем абсолютная величина 17,75 (диаметром примерно более одного километра), немного до921 ± 20 . [133] [134] Оценочное количество околоземных астероидов с абсолютной величиной выше 22,0 (приблизительно более 140 м в поперечнике) выросло до27 100 ± 2 200 , что вдвое превышает оценку WISE, из которых на тот момент было известно около четверти. [134] Число астероидов ярче H = 25 , что соответствует примерно 40 м (130 футов) в диаметре, оценивается в840 000 ± 23 000 — из них около 1,3 процента были обнаружены к февралю 2016 года; количество 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. [134]
По состоянию на 30 марта 2024 года [обновлять], используя диаметры, которые в основном оцениваются грубо на основе измеренной абсолютной величины и предполагаемого альбедо, 861 АСЗ, внесенный в список CNEOS, включая 152 PHA, имеют диаметр не менее 1 км, а 10 832 известных АСЗ, в том числе 2406 PHA, имеют диаметр более 140 м. [1]
Самый маленький из известных астероидов, сближающихся с Землей, — 2022 WJ 1 с абсолютной величиной 33,58, [112] что соответствует предполагаемому диаметру около 0,7 м (2,3 фута). [135] Самый крупный такой объект — 1036 Ганимед , [112] с абсолютной величиной 9,26 и непосредственными измеренными нерегулярными размерами, которые эквивалентны диаметру около 38 км (24 мили). [136]
Околоземные астероиды делятся на группы в зависимости от их большой полуоси (a), расстояния в перигелии (q) и расстояния в афелии (Q): [2] [26]
Некоторые авторы определяют Атенс по-другому: они определяют его как все астероиды с большой полуосью менее 1 а.е. [140] [141] То есть они считают Атира частью Атенов. [141] Исторически сложилось так, что до 1998 года не было известных или предполагаемых Атира, поэтому в этом различии не было необходимости.
Атирас и Аморс не пересекают орбиту Земли и не представляют непосредственной угрозы столкновения, но их орбиты могут измениться и в будущем стать орбитами, пересекающими Землю. [27] [142]
По состоянию на 30 марта 2024 года [обновлять]открыто и каталогизировано 33 Атира, 2744 Атена, 19 613 Аполлонов и 12 213 Аморов. [1]
Орбиты большинства АСЗ значительно более эксцентричны , чем у Земли и других крупных планет, а их орбитальные плоскости могут наклоняться на несколько градусов относительно плоскости Земли. АСЗ, орбиты которых напоминают земные по эксцентриситету, наклону и большой полуоси, группируются как астероиды Арджуна . [143] В эту группу входят АСЗ, которые имеют тот же период обращения, что и Земля, или коорбитальную конфигурацию , что соответствует орбитальному резонансу в соотношении 1:1. Все соорбитальные астероиды имеют особые орбиты, которые относительно стабильны и, как это ни парадоксально, могут помешать им сблизиться с Землей:
К околоземным астероидам относятся также соорбитали Венеры. По состоянию на январь 2023 года [обновлять]все известные коорбитали Венеры имеют орбиты с высоким эксцентриситетом, также пересекающие орбиту Земли. [153] [159]
В 1961 году МАС определил метеороиды как класс твердых межпланетных объектов, отличающихся от астероидов значительно меньшими размерами. [65] Это определение было полезным в то время, потому что, за исключением Тунгусского события , все исторически наблюдаемые метеоры были созданы объектами, значительно меньшими, чем самые маленькие астероиды, которые тогда наблюдались в телескопы. [65] Поскольку различия начали стираться с открытием все более мелких астероидов и увеличением числа наблюдаемых столкновений ОСЗ, с 1990-х годов были предложены пересмотренные определения с ограничениями по размерам. [65] В апреле 2017 года МАС принял пересмотренное определение, которое обычно ограничивает размер метеороидов от 30 мкм до 1 м в диаметре, но разрешает использовать этот термин для любого объекта любого размера, вызвавшего метеорит. различие между астероидом и метеороидом размыто. [160]
Околоземные кометы (NEC) — это объекты на околоземной орбите с хвостом или комой, состоящей из пыли, газа или ионизированных частиц, испускаемых твердым ядром. Ядра комет обычно менее плотные, чем астероиды, но они пролетают мимо Земли с более высокими относительными скоростями, поэтому энергия удара ядра кометы немного больше, чем у астероида аналогичного размера. [162] NEC могут представлять дополнительную опасность из-за фрагментации: метеороидные потоки, вызывающие метеорные дожди, могут включать в себя крупные неактивные фрагменты, по сути, NEA. [163] Хотя ни одно воздействие кометы в истории Земли не было окончательно подтверждено, Тунгусское событие могло быть вызвано фрагментом кометы Энке . [164]
Кометы обычно делят на короткопериодические и долгопериодические. Короткопериодические кометы, с периодом обращения менее 200 лет, зарождаются в поясе Койпера , за орбитой Нептуна ; в то время как долгопериодические кометы зарождаются в Облаке Оорта , на внешних границах Солнечной системы. [13] Различие в орбитальном периоде имеет важное значение для оценки риска, связанного с околоземными кометами, поскольку короткопериодические NEC, вероятно, наблюдались во время нескольких явлений, и, таким образом, их орбиты могут быть определены с некоторой точностью, в то время как долгопериодические NEC, вероятно, наблюдались во время нескольких явлений и, следовательно, их орбиты могут быть определены с некоторой точностью, Можно предположить, что НЭК были замечены в первый и последний раз при их появлении с начала точных наблюдений, поэтому их приближение невозможно предсказать заранее. [13] Поскольку угроза от долгопериодических NEC оценивается не более чем в 1% от угрозы от NEA, а долгопериодические кометы очень слабы и, следовательно, их трудно обнаружить на больших расстояниях от Солнца, усилия Spaceguard постоянно фокусируются на на астероидах и короткопериодических кометах. [97] [162] И CNEOS НАСА [2] , и NEOCC ЕКА [26] ограничивают свое определение NEC короткопериодическими кометами. По состоянию на 30 марта 2024 года [обновлять]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 и 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 ударом в диапазоне неопределенности. К 1993 году были выявлены еще более ранние возвращения (по крайней мере, к 188 году нашей эры), а более длинная дуга наблюдения устранила риск столкновения. Комета пройдет мимо Земли в 2126 году на расстоянии 23 миллионов километров. Ожидается, что в 3044 году комета пройдет мимо Земли на расстоянии менее 1,6 миллиона километров. [165]
Несуществующие космические зонды и последние ступени ракет могут оказаться на околоземных орбитах вокруг Солнца и быть вновь обнаружены в ходе исследований ОСЗ, 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 рукотворного космоса. обломки. 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. [156]
В сентябре 2002 года астрономы обнаружили объект, получивший обозначение 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 Ракета Сатурн-5 , доставившая Аполлон-12 на Луну. [166] [167] В 2006 году были обнаружены еще два временных спутника, которые предположительно были искусственными. [167] Один из них в конечном итоге был подтвержден как астероид и классифицирован как временный спутник 2006 RH 120 . [167] Другой, 6Q0B44E , был подтвержден как искусственный объект, но его идентичность неизвестна. [167] Еще один временный спутник был обнаружен в 2013 году и получил обозначение 2013 QW 1 как предполагаемый астероид. Позже выяснилось, что это искусственный объект неизвестного происхождения. 2013 QW 1 больше не числится Центром малых планет как астероид. [167] [168] 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 объектом был ракетный ускоритель «Кентавр» беспилотного лунного корабля «Сервейор-2» 1966 года . [169] [170]
В некоторых случаях активные космические зонды на солнечных орбитах наблюдались в ходе обзоров ОСЗ и были ошибочно каталогизированы как астероиды до идентификации. Во время облета Земли в 2007 году на пути к комете космический зонд ЕКА Розетта был обнаружен неопознанным и классифицирован как астероид 2007 VN 84 , при этом было выдано предупреждение из-за его близкого сближения. [171] Обозначение 2015 HP 116 было аналогичным образом удалено из каталогов астероидов , когда наблюдаемый объект был отождествлен с Gaia , космической обсерваторией астрометрии ЕКА . [172]
Некоторые ОСЗ представляют особый интерес, поскольку общая сумма изменений орбитальной скорости, необходимая для отправки космического корабля в миссию по физическому исследованию ОСЗ – и, следовательно, количество ракетного топлива, необходимого для миссии – ниже, чем необходимо даже для лунной миссии. миссий из-за сочетания низкой скорости относительно Земли и слабой гравитации. Они могут представлять интересные научные возможности как для прямых геохимических и астрономических исследований, так и в качестве потенциально экономичных источников внеземных материалов для эксплуатации человеком. [11] Это делает их привлекательным объектом для разведки. [173]
В марте 1971 года МАС провел семинар по малым планетам в Тусоне, штат Аризона . В тот момент запуск космического корабля к астероидам считался преждевременным; семинар только вдохновил на проведение первого астрономического исследования, специально предназначенного для АСЗ. [12] Миссии к астероидам вновь рассматривались на семинаре в Чикагском университете , проведенном Управлением космических наук НАСА в январе 1978 года. Из всех околоземных астероидов (NEA), открытых к середине 1977 года, именно По оценкам, космический корабль может встретиться и вернуться только примерно с 1 из 10, используя меньше движущей энергии , чем необходимо для достижения Марса . Было признано, что из-за низкой поверхностной гравитации всех АСЗ передвижение по поверхности АСЗ будет стоить очень мало энергии, и, таким образом, космические зонды смогут собирать несколько образцов. [12] В целом, было подсчитано, что около одного процента всех АЯЭ могут предоставлять возможности для миссий с экипажем человека , или не более десяти известных на тот момент АЯЭ. Пятикратное увеличение количества открытий NEA было сочтено необходимым, чтобы сделать миссию с экипажем в течение десяти лет окупаемой. [12]
Первым околоземным астероидом, который посетил космический корабль, был 433 Эрос , когда зонд НАСА NEAR Шумейкер вращался вокруг него в феврале 2000 года и приземлился на поверхность астероида высотой 17 км (11 миль) в феврале 2001 года. [16] Второй астероид. NEA, имеющая форму арахиса 25143 Itokawa длиной 535 м (1755 футов) , исследовалась с сентября 2005 года по апрель 2007 года миссией JAXA « Хаябуса » , которой удалось доставить образцы материала обратно на Землю. [174] Третий NEA, удлиненный 4179 Toutatis длиной 2,26 км (1,40 мили) , был исследован космическим кораблем CNSA « Чанъэ-2» во время пролета в декабре 2012 года. [17] [25]
Астероид Аполлона 162173 Рюгу высотой 980 м (3220 футов) исследовался с июня 2018 года [175] по ноябрь 2019 года [18] космическим зондом JAXA «Хаябуса-2» , который доставил образец на Землю. [21] Вторая миссия по возврату проб, зонд НАСА OSIRIS-REx , нацелился на астероид Аполлона высотой 500 м (1600 футов) 101955 Бенну , [176] который по состоянию на апрель 2024 года [обновлять]имеет самый высокий совокупный рейтинг по Палермской шкале (-1,59 для несколько близких встреч между 2178 и 2290 годами). [80] По пути к Бенну зонд безуспешно искал троянские астероиды Земли, [177] вышел на орбиту вокруг Бенну в декабре 2018 года, приземлился на ее поверхности в октябре 2020 года, [19] и успешно вернул образцы на Землю. Земля три года спустя. [22] Китай планирует запустить свою собственную миссию по возврату образцов «Тяньвэнь-2» в мае 2025 года, нацелившись на квазиспутник Земли 469219 «Камоалева» и вернув образцы на Землю в конце 2027 года. [178]
После завершения миссии на Бенну зонд OSIRIS-REx был перенаправлен на 99942 Апофис, на орбиту которого планируется выйти с апреля 2029 года. [19] После завершения исследования 162173 Рюгу миссия космического зонда Хаябуса-2 была продлена до включают пролеты астероида Аполлон L-типа (98943) 2001 CC 21 в июле 2026 года и быстро вращающегося астероида Аполлон 1998 KY 26 в июле 2031 года. [179] В 2025 году JAXA планирует запустить еще один зонд, DESTINY+ , для исследования астероида Аполлон 3200. Фаэтон , родительское тело метеорного потока Геминиды , во время пролета. [180]
26 сентября 2022 года космический корабль НАСА DART достиг системы 65803 Дидим и столкнулся с луной астероида Аполлона Диморфосом в ходе испытания метода планетарной защиты от околоземных объектов. [20] Помимо телескопов на орбите Земли или вокруг нее, удар наблюдал итальянский мини-космический корабль CubeSat LICIACube , который отделился от DART за 15 дней до удара. [20] В результате удара период обращения Диморфоса вокруг Дидима сократился на 33 минуты, что указывает на то, что изменение импульса Луны в 3,6 раза превышало импульс врезавшегося космического корабля, таким образом, большая часть изменения произошла из-за выброшенного материала самой Луны. [23]
В октябре 2024 года ЕКА планирует запустить космический корабль «Гера» , который должен выйти на орбиту вокруг Дидимоса в декабре 2026 года, для изучения последствий удара DART. [181] Китай планирует запустить в 2025 году собственный зонд для отклонения астероида, нацеленный на астероид Атен 2019 VL 5 высотой 30 м (98 футов) . [182]
С 2000-х годов существовали планы коммерческой эксплуатации околоземных астероидов либо с помощью роботов, либо даже путем отправки частных коммерческих астронавтов в качестве космических шахтеров, но немногие из этих планов были реализованы. [24]
В апреле 2012 года компания Planetary Resources объявила о своих планах по коммерческой добыче астероидов . На первом этапе компания рассмотрела данные и выбрала потенциальные цели среди NEA. На втором этапе космические зонды будут отправлены в выбранные АЯЭ; Добывающий космический корабль будет отправлен на третьем этапе. [183] Компания Planetary Resources запустила два испытательных спутника в апреле 2015 года [184] и январе 2018 года, [185] а запуск первого разведочного спутника второго этапа планировался на 2020 год, до закрытия компании и покупки ее активов компанией ConsenSys Space в 2018. [184] [186]
Другая американская компания, созданная с целью космической добычи полезных ископаемых, AstroForge , планирует запустить зонд «Один» (ранее Brokkr-2 ) [187] в июне 2024 года, [188] с целью совершить облет пока еще не раскрытого астероида для подтверждения если это богатый металлами астероид М-типа . [189]
Первой околоземной кометой, которую посетил космический зонд, была 21P/Джакобини-Циннера в 1985 году, когда зонд НАСА/ЕКА International Cometary Explorer ( ICE ) прошел через ее кому. В марте 1986 года ICE вместе с советскими зондами «Вега-1» и «Вега-2» , зондами ISAS «Сакигаке » и «Суисей» и зондом ЕКА «Джотто» пролетел мимо ядра кометы Галлея. В 1992 году Джотто также посетил другой NEC, 26P/Grigg-Skjellerup . [13]
В ноябре 2010 года, после завершения своей основной миссии к не околоземной комете Темпель 1 , зонд НАСА Deep Impact пролетел мимо околоземной кометы 103P/Хартли . [14]
В августе 2014 года зонд ЕКА «Розетта» начал вращение вокруг околоземной кометы 67P/Чурюмова-Герасименко , а его спускаемый аппарат «Фила» приземлился на ее поверхность в ноябре 2014 года. После завершения своей миссии «Розетта» врезалась в поверхность кометы в 2016 году. [15] ]
Людям начала XXI века было предложено рассматривать астероиды как межпланетный эквивалент морских монстров. Мы часто слышим разговоры об «астероидах-убийцах», хотя на самом деле не существует убедительных доказательств того, что какой-либо астероид убил кого-либо за всю историю человечества. … В 1970-х годах астероиды еще не обрели свою нынешнюю устрашающую репутацию… большинство астрономов и планетологов, сделавших карьеру на изучении астероидов, по праву считали их источником восхищения, а не беспокойства.