Цивилизация
В ночь на среду сотрудники программы слежения за потенциально опасными астероидами сообщили о приближении к нашей планете астероида 2009FH, открытого всего несколько дней назад. Когда учёные просчитали его орбиту, выяснилось, что в среду днём, 18 марта, в 15.17 по московскому времени космическое тело пролетит меньше, чем в 80 тысячах километров от нашей планеты. В этот момент оно будет над востоком Турции.
80 тысяч километров – вполне приличное расстояние, даже далёкие геостационарные спутники находятся вдвое ближе к Земле. Так что бояться космического утёса, размер которого, исходя из его блеска, учёные оценивают в 15–20 метров, не стоит. По предварительным расчётам, столкновение с объектом, несущим около мегатонны кинетической энергии, не грозит землянам и в ближайшие пару веков – покуда хватает точности расчётов его орбиты.
А вот любители астрономии, вооружённые серьёзными телескопами, могут попробовать найти в небе быстродвижущийся объект 14–15-й звёздной величины.
Эфемериды 2009FH должны в этом помочь. Не забудьте только выставить в них свои географические координаты: при такой близости положение астероида на небе сильно меняется в зависимости от положения наблюдателя на Земле. В европейской России, правда, в 15.17 мск будет день, а в последующие часы астероид будет удаляться от Земли и приближаться к Солнцу на небе. В Восточной Сибири же и на Дальнем Востоке можно попытаться отыскать астероид на вечернем небе – примерно в том его углу, где сходятся созвездия Персея, Андромеды и Овна.
Кто нам угрожает
Подобные пролёты могли бы, вообще говоря, уже и наскучить. Всего пару недель назад Земля пережила и более тесное сближение с более крупным телом 2009 DD45 – как тогда казалось, вполне «тунгусских» размеров (более поздние оценки снизили ожидаемый размер примерно на треть). Однако то обстоятельство, что мы видим всё больше потенциально опасных небесных тел, не может не радовать – растёт надежда, что когда что-то опасное уже не потенциально, а актуально окажется на нашем пути, мы сможем заблаговременно предсказать удар и эвакуировать людей из опасной зоны. Один раз предсказать удар заранее уже получилось.
Меж тем, угроза астероидного удара по Земле остаётся реальностью. На сегодня самым опасным считается 130-метровый астероид 2007VK184, который может врезаться в Землю 3 июня 2048 года с вероятностью 1:3000. Полторы сотни мегатонн в тротиловом эквиваленте даже при таких невысоких шансах «заработали» 2007VK184 оценку «1» по 10-балльной Туринской шкале астероидной угрозы.
У всех остальных астероидов эта оценка равна нулю – кроме астероида (101955) 1999RQ36, который может столкнуться с Землёй 25 сентября 2182 года с вероятностью 1:4000. Кумулятивная, с учётом всех возможных во второй половине XXII века сближений вероятность столкновения этого астероида оценивается и вовсе в 1:1400. Но почти 200 лет – слишком большой срок, чтобы присваивать ему оценку по Туринской шкале.
Единственный астероид, которому давали более высокую туринскую оценку, – знаменитый 300-метровый астероид (99942) Апофис, 2004 MN4. В конце 2004 года, когда учёным удалось определить его орбиту, его шансы на столкновение с Землёй 13 апреля 2029 года оценивались как 1:37, что подняло его в «жёлтую» зону опасности с оценкой «4». Правда, дополнительные наблюдения позволили уже очень скоро отменить тревогу – в 2029 году астероид пройдёт примерно в 30 тысячах километров от нашей планеты, шансов на столкновение в этом году нет.
Однако такое тесное сближение с нашей массивной планетой очень сильно изменит орбиту Апофиса.
И его новая траектория может упереться в Землю 13 апреля 2036 или 2037 года (Земля должна быть в той точке своей орбиты, где с ней встречается орбита астероида, так что столкновения приходятся всё время на одну и ту же дату). А если не в эти годы – то удар может произойти позднее.
Пролезть через игольное ушко
Врежется ли астероид в Землю, учёные пока сказать не могут. Дело в том, что дальнейшая траектория Апофиса зависит от тончайших подробностей его сближения с Землёй в 2029 году, которые мы сможем предсказать не ранее 2011 года, когда представится новая возможность провести радиозондирование астероида. Просчитать траекторию от 13 апреля 2029 в будущее можно очень точно, но вот куда она пойдёт и приведёт ли к столкновению, зависит от того, на каком расстоянии от нашей планеты Апофис пролетит в 2029 году.
В пространстве параметров движения Апофиса существуют крохотные «дверки», которые ведут к столкновению в будущем. По-английски их называют «замочными скважинами» (keyholes), отечественные специалисты часто используют термин «игольные ушки». Чтобы удариться о Землю в 2036 году, астероид должен пройти на расстоянии в 36 786 км от центра Земли – с точностью в 2–3 км в ту и другую сторону. Чтобы врезаться в нашу планету годом позже – на расстоянии 40 392 км, с примерно такой же точностью.
Номинальная траектория Апофиса проходит на прицельном расстоянии в 38 600 км – почти ровно посредине между двумя «ушками».
Но вот неточность определения этой величины на данный момент – 600 км, и вот из этой неточности и определяются вероятности столкновения.
Дело в том, что 600 км – это формальная величина, оценка среднеквадратичного отклонения. Если эти оценки имеют гауссову статистику, то теория вероятности говорит, что с вероятностью 68% его истинное значение будет в пределах 600 км от 38 600 км. С вероятностью 95% – в пределах 1200 км, с вероятностью 99% – пределах 1800 км. Возникает своего рода «облако ошибок», плотность которого падает с удалением от центра. Та его доля, которая попадает в «игольное ушко» и представляет собой вероятность удара по Земле. Например, для удара в 2036 году она составляет 0,0022%, или 1:45 000.
Наглая статистика
По мнению Малгожаты Кроликовской, Гжегожа Ситарского и Анджея Солтана из Центра космических исследований Польской академии наук и Астрономического центра имени Коперника, все подобные оценки вероятности встречи Земли с астероидами – от лукавого. Это как раз та статистика, что, согласно известной шутке, стоит в иерархии лжи сразу после «наглого обмана».
Несложными математическими трюками можно изменить эти шансы в разы и даже на порядки.
Работа польских учёных доступна на сайте электронных препринтов Корнельского университета.
Астрономы сравнили результаты численных расчётов, в которых неизбежные ошибки наблюдений учитывались по-разному. Они просчитали миллионы возможных траекторий, каждая из которых попадает в разрешённый нынешними наблюдениями интервал, но с разной вероятностью, подсчитанной несколькими способами – в зависимости от принятой процедуры взвешивания. Затем Кроликовская и её коллеги подсчитали, какая доля из этих траекторий приводят к ударам по Земле. Результаты показали грандиозный разброс – например, для возможного столкновения 13 апреля 2036 года расчёты показывали шансы и в 1:70 000, и 1:150 000 и даже 1 к 1,5 миллионам.
Более того, распределение результатов расчёта не описывается простой функцией Гаусса. А значит, простого подсчёта доли гауссова облака ошибок, что проваливается в то или иное «игольное ушко», недостаточно – необходимо каждый раз проводить численный эксперимент с расчётом миллионов возможных траекторий.
В этих расчётах проявилось и ещё одно «игольное ушко», о котором учёные прежде не знали. Если Апофис пройдёт через него в 2029 году, он врежется в Землю в 2076 году.
Это «ушко» приводит к тесному сближению Апофиса с Землёй в 2051 году, которое, хотя и не закончится столкновением, но направит астероид прямо на нашу планету 26 годами позже.
При этом расположено это «игольное ушко» в 38 060 км от центра Земли – то есть вполне в пределах той формальной погрешности в 600 км от номинальной траектории, с которой эта траектория определена. Впрочем, это «ушко» совсем узкое, шириной около сотни метров, так что вероятность удара в 2076 году оценивается примерно как 1:1 миллиону. Или ещё меньше — смотря как взвешивать.