астероиды. ГБПОУ ПО астероиды. Опасность астероидов
 Скачать 27.29 Kb.
|
|
ГБПОУ ПО «Псковский медицинский колледж» Тема: «Опасность астероидов» Работу выполнила: Копышева Екатерина Владимировна Группа 305 «А» Псков 2021 Введение Астероиды — это небесные тела, двигающиеся вокруг Солнца, имеющие неправильную форму и диаметр более 30 метров. Их разделяют на три группы: астероиды Главного пояса, околоземные и астероиды из этих двух групп, представляющие потенциальную опасность. Главный пояс образуют астероиды, вращающиеся между орбитами Марса и Юпитера. Там находится примерно 90% всех объектов. Астероидов диаметром более 100 км насчитано 200 штук, а диаметром более 100 м — примерно 25 млн. Несмотря на большую численность объектов, суммарная масса Главного пояса — всего 4% от массы Луны и 0,06% массы Земли. Половина этой массы приходится на 4 крупнейших объекта: карликовую планету Цереру (занимает треть общей массы), Весту, Палладу и Гигею. Околоземные астероиды делятся на 4 группы, в зависимости от соотношения их орбит с земной орбитой: Атоны, Аполлоны, Амуры и Атиры. Околоземных астероидов десятки тысяч. Третий по величине околоземный астероид и крупнейший, из пересекающих земную орбиту — Эрос. Что означает «опасный астероид»? Потенциально опасными объектами считаются астероиды, которые могут приближаться к Земле достаточно близко, на расстояние менее 7,5 млн километров (что составляет примерно 19,5 расстояний от Земли до Луны). Как измеряется опасность столкновений: Туринская шкала. Качественная оценка в сравнении — какие астероиды более опасны, какие менее. Палермская шкала. Количественная оценка, вычисление опасности конкретного астероида. Самый известный из потенциально опасных астероидов: (99942) Апофис, открытие которого одно время обсуждалось всюду. Его диаметр составляет 370 м, дата сближения с Землей на расстояние 38 000 км — 13 апреля 2029 года. Однако в списке потенциально опасных астероидов по Палермской школе он занимает лишь пятое место. На первом месте находится астероид под названием (29075) 1950 DA, диаметром 1300 метров. Он окажется в опасной близости с Землей предположительно в 2880 году. Астероиды Главного пояса на данный момент опасность не представляют, но они могут пересечь орбиту Земли после столкновений с соседями либо в результате гравитационного влияния крупных объектов. Из околоземных астероидов внимание привлекает Эрос, аналогичный по величине тому, который, как предполагается, вызвал вымирание динозавров: он находится в орбитальном резонансе с Марсом, и планета изменяет его траекторию на более вероятную для соударения с Землей. Прогнозы утешительны: на данный момент не известно ни одного астероида, который достоверно столкнется с Землей. С тех пор как NASA стало финансировать изучение астероидов, новые объекты открываются чуть ли не ежедневно, и по Туринской шкале, которая предусматривает градацию опасности по 10 баллам, большинство астероидов при открытии получают рейтинг 1 балл, а после наблюдений риск приравнивается и вовсе к 0 баллов. По Палермской шкале также нет астероидов с опасными показателями — есть только объекты, требующие наблюдения. 5 астероидов, которые угрожают Земле. Пожалуй, один из самых популярных сценариев конца света таков: в результате падения астероида все живое на планете гибнет, а вместе с ним наступает и смерть нашей цивилизации. Появление астероида-убийцы может быть как предсказуемым, так и неожиданным. Совсем недавно в опасной близости от Земли пролетел астероид 2018 GE3. Обнаружили его не просто в прошлом году, как следует из его обозначения, а за считаные часы до того, как он пронесся рядом с нашей планетой. Четыре дня наблюдений позволили установить, что он не несет опасности для планеты. Однако есть астероиды, наблюдения за которыми позволяют сделать вывод, что их орбиты находятся в опасной близости от Земли. Они движутся по своим орбитам в нашей части Солнечной системы, и малейшее их изменение может привести к столкновению с нами. 1) 29075 (1950 DA) 1950 DA относится к Аполлонам – группе околоземных астероидов, чьи орбиты пересекают земную орбиту с внешней стороны, то есть в целом они уже находятся за пределами земной орбиты и еще продолжают пересекать ее в области афелия. 1950 DA имеет сильно вытянутую эллиптическую орбиту, из-за чего в процессе своего движения вокруг Солнца он пересекает не только орбиту нашей планеты, но и Марса. То есть одновременно относится и к семейству Марс-кроссеров. Ему требуется два с небольшим года, чтобы облететь Солнце, и на своем пути он достаточно часто сближается с Землей на относительно небольших расстояниях. Это, а также длительный период наблюдения и умеренный наклон его орбиты к плоскости эклиптики позволили вполне точно измерить его физические характеристики. Диаметр небесного странника, с которым, возможно, предстоит встретиться нашей планете, – в среднем 1,3 километра. Фактическая масса 1950 DA неизвестна, однако, по разным расчетам, она составляет от двух до четырех миллиардов тонн. Малые, по космическим меркам, размеры астероида и опять же сравнительно небольшая масса делают его подверженным воздействию эффекта Ярковского, который может значительно сместить его орбиту. Этот эффект, впервые предсказанный еще в 1900 году российским инженером Иваном Ярковским, заключается в появлении слабого реактивного импульса за счет теплового излучения от нагревшейся днем и остывающей ночью поверхности астероида. Такой своеобразный «фотонный двигатель» способен придать ему дополнительное ускорение и, соответственно, спровоцировать изменение его орбиты. Что может быть чревато для Земли катастрофическими последствиями. 2) 101955 Bennu (1999 RQ36) Бенну – второй из самых опасных для нашей планеты астероидов. Его индекс по Палермской шкале – минус 1,71. В 2135 году он окажется на расстоянии всего 300 тысяч километров от Земли – это даже ближе, чем Луна. Дата возможного падения колеблется в пределах 2175-го и 2199 года, за этот период он 78 раз подойдет к Земле на близкое расстояние. Период обращения вокруг Солнца – примерно 1,2 года. Так же, как и 1950 DA, Бенну входит в группу Аполлонов. Средний диаметр астероида – более 510 метров, а масса – от 60 до 78 миллионов тонн. Падение этого астероида на Землю было бы эквивалентно взрыву бомбы мощностью 1150 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Для сравнения: «Царь-бомба» – термоядерная авиационная бомба, мощнейшее взрывное устройство, когда-либо испытанное людьми на Земле – имела мощность взрыва около 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Интересен астероид еще и тем, что он – цель миссии космического зонда OSIRIS-REx, запущенного NASA в сентябре 2016 года. Вернуться с пробами на Землю космический аппарат должен в 2023-м. «Отщипнуть» от небесного камушка планируется порядка двух килограммов реголита. Помимо этого, OSIRIS-REx сможет уточнить его характеристики и измерить силу эффекта Ярковского непосредственно вблизи астероида. 3) 410777 (2009 FD) Это бинарный – то есть двойной – астероид. Он представляет собой систему из двух гравитационно связанных друг с другом небесных тел. Они вращаются вокруг общего центра масс, как, например, компоненты двойной звезды. Первый его компонент является телом диаметром в 120–180 метров, а второй – 60–120 метров. Масса 2009 FD – около 3,2 миллиона тонн. Как предполагают ученые, двойные астероиды уже падали на Землю. Об этом могут свидетельствовать некоторые ударные кратеры, такие как двойной кратер Клируотер в канадском Квебеке, который мог быть появиться как раз в результате падения бинарного астероида. Он образовался в пермский период, около 290 миллионов лет назад. Параметры орбиты 2009 FD также относят его к группе Аполлонов. Один оборот вокруг Солнца он совершает за 458 земных дней. Это третий и последний из астероидов, которые на сегодняшний день, согласно Палермской шкале, требуют к себе особого внимания. Его индекс – минус 1,78. Такой показатель для комет и астероидов вычисляется по специальной формуле, и если в результате расчетов получается минус два или меньше, то вероятность столкновения с Землей практически отсутствует, от минус двух до нуля – ситуация требует тщательного наблюдения, от нуля и выше – скорее всего, столкновения не избежать. Наиболее опасный для Земли период – 2185–2198 годы, максимально близко он подойдет к планете в 2198-м. 4) 99942 Apophis (2004 MN4) На сегодняшний день он вместе с тремя вышеописанными астероидами имеет статус «особый» – значит, нежелательная встреча с Землей, по мнению европейских исследователей, все же возможна. По Палермской шкале он имеет индекс минус 2,83. У Апофиса – неправильная форма с наибольшим диаметром в 325 метров. Период обращения вокруг Солнца составляет 325 суток, при этом наклон орбиты к плоскости эклиптики – 3,3 градуса. В отличие от трех предыдущих, он относится к группе Атонов (названы в честь астероида (2062) Атон), его орбита в целом находится внутри земной и пересекает ее с внутренней стороны. Апофис был открыт в 2004 году и сразу обратил на себя внимание астрономов. Расчеты допускали столкновение астероида с Землей уже в 2029-м, опасность которого по Туринской шкале в 2004 оценили в четыре балла. Апофис даже был занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый опасный астероид из когда-либо замеченных. Высокий балл по Туринской шкале Апофис сохранял до августа 2006 года, когда после уточнения траектории был снижен до нуля. Его диаметр, по данным последних наблюдений 2014 года, составляет приблизительно 370 метров, и, если все же столкновение с Землей случится, его падение может вызвать крупную региональную или даже глобальную катастрофу. Есть все основания полагать, что возможность столкновения сохраняется. В 2029-м астероид приблизится к нам на расстояние, близкое к геостационарной орбите. И дело даже не в том, что он может столкнуться с одним или несколькими спутниками. Из-за притяжения нашей планеты Апофис, вполне вероятно, изменит свою орбиту, в результате чего в 2036 году сможет подойти к Земле ближе, чем ожидается сейчас. Из-за отсутствия точных данных более четко предсказать изменение орбиты астероида пока затруднительно. 5) 2010 AU118 Астероид 2010 AU118 занимает четвертую строчку по Палермской шкале, его индекс опасности – минус 2,72. Расчетный диаметр астероида – 1,9 километра. Это самый большой объект, указанный в таблице риска Sentry – системе мониторинга столкновений, созданной в NASA. Ее специалисты постоянно сканируют самые последние данные наблюдений за астероидами и определяют вероятность их столкновения с Землей. В отличие от рассмотренных выше астероидов, относящихся к группам Аполлонов и Атонов, он принадлежит к третьей группе, группе Амуров (названа в честь астероида (1221) Амур). Он, как и другие астероиды группы, не пересекает орбиту планеты, а подходит к ней с внешней стороны. Один оборот вокруг Солнца 2010 AU118 совершает за 754 дня. Число потенциально опасных сближений с 2020 по 2112 год – 38. Почему важно изучать астероидную опасность? Столкновения астероидов с Землей происходят регулярно — это достоверно известно. Частота не меняется уже более миллиарда лет. Так, астероиды диаметром 30 м сталкиваются с Землей раз в 200 лет, а диаметром 10 км — раз в 100 млн. лет. Большая часть астероидов еще не открыта. По приблизительным данным, доля пока не обнаруженных астероидов диаметром 1 км — 20%, а диаметром 50 м — 97%. Большая часть уже открытых астероидов, включая потенциально опасные — «не номерные», то есть известна только их номинальная орбита и не известно влияние на нее других тел. Последствия столкновения могут быть как угодно велики. Наложение зоны поражения Тунгусского события на карту Москвы показало, что даже небольшой объект (диаметром около 50 м), способен полностью уничтожить мегаполис. Эффект отпадения астероида всоответствии сдиаметром: 50 м — взрыв сопоставимый с Тунгусской катастрофой. 200 м — взрыв, сопоставимый с взрывом водородной бомбы. 1000 м — разрушения в масштабах континента. 5000 м — глобальное изменение климата. 10 000 м — закат человеческой цивилизации (но таких объектов, к счастью, на околоземных орбитах нет). Защита от астероидов. Существует две стратегии действий в случае, если траектория астероида пересечется с траекторий Земли: разрушение или изменение траектории. Причем первая стратегия не рассматривается, поскольку вследствие разрушения один объект превратится в несколько тел с неизвестными траекториями. Что может изменить траекторию астероида: Ядерное взрывное устройство. Взрывается над поверхностью или внутри, чтобы спровоцировать испарение, выброс вещества астероида и так изменить скорость небесного тела. Кинетический таран. Тяжелый объект направляется в конкретную точку астероида (что очень сложно реализовать технически). Гравитационный буксир. Массивный объект помещается рядом с астероидом для использования закона всемирного тяготения (тоже сложно реализовать, поскольку буксир должен быть с двигателями). Ракетные двигатели. Устройства прикрепляются к астероиду. Перекрашивание. Изменение цвета на белый или черный позволяет использовать давление солнечных лучей. Литература https://rosuchebnik.ru/material/asteroidnaya-opasnost/ https://naked-science.ru/article/astronomy/opasnye-sosedi-top-5-asteroidov-kotorye-ugrozhayut-zemle https://ru.wikipedia.org/wiki/Потенциально_опасные_астрономические_объекты |