Чрезвычайные ситуации космического происхождения

Все рассмотренные нами до настоящего времени чрезвычайные ситуации природного происхождения вызываются явлениями, происходящими в недрах Земли, на ее поверхности и в атмосфере. Однако, имеющиеся данные показывают, что чрезвычайные ситуации на Земле могут вызываться и явлениями космического происхождения, например падением, на Землю достаточно крупных небесных объектов. Убедительным примером является Тунгусское явление, которое произошло 30 июня 1908 г.

Тогда в атмосферу с огромной скоростью вошел космический объект и, пролетев несколько тысяч километров, взорвался в непосредственной близости от поверхности земли в районе реки Подкаменная Тунгуска. По имеющимся данным энергия взрыва составила 2,5.1023 эрг (энергия взрыва 6 водородных бомб с тротиловым эквивалентом в 1 Мт). Эта энергия эквивалентна энергии землетрясения с магнитудой M=7,7 по шкале Рихтера.

За последнее столетие кроме Тунгусского явления наблюдалось падение на Землю крупного метеорита в Бразилии в 1930 г. (энергия 1 Мт) и Сихотэ-Алинского метеорита в 1947 г. (энергия 20 кт).

Имеются данные астрономических наблюдений, указывающие на принципиальную возможность падения на Землю значительно более крупных объектов с несравненно большими последствиями.

Наибольшую опасность для Земли представляют столкновения с космическим объектами 2-х типов: астероидами и ядрами комет.

Астероиды – это малые тела тела солнечной системы, наибольшие из которых имеют размеры порядка сотен километров, а наименьшие – порядка метров. Основная их масса движется со скоростью 20 км/c в так называемом «главном поясе» между Марсом и Юпитером. Однако, часть астероидов движется по орбитам пересекающим орбиту Земли и в определенные моменты времени могут сближаться с Землей. Для их обозначения используется аббревиатура (АЗС). Именно они и представляют основную опасность для Земли.

В настоящее время известно около 10 АЗС с размером более 5 км. Падение их на Землю способно вызвать катастрофу глобального масштаба. Однако, такие столкновения происходят крайне редко (не чаще, чем один раз за 20 млн. лет). Корректность этой оценки подтверждается геологическими данными о возрасте крупнейших импактных образований на поверхности Земли.

Значительно большей является вероятность падения на Землю АЗС меньших размеров. Для астероидов с диаметрами от 500 м до 1 км, способных вызвать разрушения регионального масштаба, характерное время выпадения на Землю порядка 10-100 тыс. лет. Падения астероидов меньших размеров, приводящие к локальным катастрофам, происходит еще более часто. Для астероидов диаметром 50-100 м время выпадения от нескольких сотен до тысяч лет. Падения астероидов диаметром порядка 10 м происходят раз в сто лет, а диаметром в 1 м - ежегодно. При этом, однако, следует иметь в виду, что основную опасность представляют астероиды с размерами большими нескольких сотен метров, поскольку они практически не разрушаются при прохождении через атмосферу.

Для оценки опасности астероидов в 1993 году на рабочей конференции Международного астрономического союза в Турине

 

утверждена 10-бальная шкала (Туринская шкала - астероидный аналог шкалы Рихтера).

До начала 2005 года наибольший уровень угрозы (4 балла по Туринской шкале) имел астероид Апофис диаметром 300-400 м, открытый в июне 2004 г. Первое сближение Апофиса с Землей произойдет 22 декабря 2012 г. Предварительные расчеты орбиты этого астероида показали беспрецедентно высокую вероятность столкновения Апофиса с Землей в следующем сближении в апреле 2029 г. (около 3 %). Именно этим печальным прогнозом и объясняется имя астероида - греческое имя древнеегипетского бога Апопа («Разрушитель»). Однако к началу 2005 г новые данные показали, что столкновения не будет, хотя 13 апреля 2029 г. астероид пройдет на расстоянии 35,7-37,9 тысяч километров от Земли, т.е. на расстоянии геостационарного спутника. При этом он будет виден невооруженным глазом как яркая точка в Европе, Африке и западной Азии. Тем не менее, остается малая вероятность столкновения Апофиса с Землей в следующем сближении в 2036 году.

В настоящее время среди известных астрономам астероидов нет такого, который в близком будущем представлял бы опасность для Земли. Тем не менее, многие ученые считают, что астероидная угроза для Земли вполне реальна, поскольку эта угроза, скорее всего, будет исходить от еще не открытых опасных астероидов. О том, что именно не известные астероиды представляют большую опасность, говорят такие данные. В мае 1996г. на расстоянии 477 тыс. км от Земли пролетел астероид размером 300 м, который был открыт только за 4 дня до его наибольшего сближения с Землей. В 2002 году астероид 2002EM7 диаметром 50 м, пролетев на расстоянии 460 тыс. км от Земли, был обнаружен только после того, как стал от нее удаляться.

Вторым типом космических объектов, столкновения с которыми т опасны для Земли являются кометы, точнее кометные ядра.

Ядра комет – это бесформенные глыбы размером от нескольких сотен метров до десятков километров, состоящие изо льда вперемешку с пылевыми частицами. Кометы движутся по очень вытянутым орбитам, находясь далеко от Солнца, где остаются невидимыми. Точная оценка вероятности столкновений Земли с кометами крайне затруднительна, поскольку большинство из них прилетает во внутренние области Солнечной системы как бы из "ниоткуда", то есть из очень удалённых от Солнца районов. Последние две, посетившие нас, - Хиякутаки и Хейла-Боппа - были открыты соответственно за 2 месяца и за 1,2 года до момента их наибольшего сближения с Землёй. И нам всем просто повезло, что их орбиты оказались благополучными. В тоже время реальность кометной опасности проявилась в отмеченном ранее Тунгусском явлении, в котором, по имеющимся данным, имело место падение на Землю осколка ядра кометы Энке.

На возможность столкновения планет с кометами указывает и падение на Юпитер в июле 1994 года фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9. Для Земли подобное столкновение означало бы конец существования человеческой цивилизации.

В настоящее время проблема астероидной и кометной опасности признана мировым сообществом как одна из проблем окружающей среды и космического пространства, требующих внимания, оценки степени реальной угрозы и анализа возможных мер противодействия. Во многих странах (США, Великобритания, Италия, Германия и др.) приняты и выполняются программы поиска, обнаружения и каталогизации потенциально опасных естественных космических объектов, которые осуществляются специализированными астрономическими обсерваториями. В России исследования, связанные с различными аспектами астероидной опасности, ведутся во многих отраслевых институтах и предприятиях. В 2006 года была создана Экспертная рабочая группа Совета РАН по космосу по проблеме астероидно-кометной опасности.

И последняя «информация к размышлению». Профильный подкомитет по космосу и аэронавтике палаты представителей конгресса США единогласно утвердил законопроект о бюджете НАСА на 2009 год, включив в него требование принять меры в связи с угрозой астероида Апофис. Администратор НАСА должен запросить информацию о не требующей больших затрат космической миссии с целью сближения с астероидом Апофис и описания астероида. Главе НАСА конгресс поручил также изучить возможность осуществления «космической миссии средних масштабов с целью обнаружения находящихся вблизи Земли объектов, имеющих размеры равные или превышающие в диаметре 140 метров.

Рассматривая возможность чрезвычайных ситуаций космического происхождения, нельзя не упомянуть об одной угрозе для Земли, исходящей из космоса. В отличие от только что рассмотренных крупных космических объектов, эта угроза создается объектами чрезвычайно малых размеров, а именно, микроорганизмами внеземного происхождения или земными организмами, заносимыми в ближний космос космическими аппаратами.

Микроорганизмы внеземного происхождения могут попадать на Землю вследствие естественных причин, например, в составе метеоритов, или переносится с небесных тел космическими аппаратами. Однако эта угроза пока остается гипотетической, поскольку даже простейшие формы жизни на ближайших к Земле небесных телах пока обнаружить не удалось.

Значительно более реальной представляется опасность, которую

 

представляют земные микроорганизмы, которые в больших количествах выносятся в околоземное космическое пространство на поверхностях спутников, последних ступеней ракет-носителей и других искусственных космических объектов.

Результаты проведенных в последнее время натурных экспериментов, в частности, российского эксперимента “Биориск”, показали, что споры некоторых земных микроорганизмов и грибов, способны выжить, даже при длительном нахождении в открытом космосе. При этом, они могут мутировать, приобретая новые свойства.

Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что примерно спустя месяц с момента запуска происходит практически полная очистка поверхности КА от микрообъектов, которыми она загрязняется в плотных слоях атмосферы. Таким образом, споры микроорганизмов, в конце концов, покинут поверхность КА и начнут самостоятельное орбитальное движение в околоземном пространстве.

Научные исследования показывают, что в результате торможения в разреженном газе верхней атмосферы спустя небольшой промежуток времени от нескольких часов до нескольких суток микрообъекты сходят с околоземной орбиты, опускаются в плотные слои атмосферы и, в конце концов, оседают на поверхность Земли. Результаты численного моделирования показали, что при определенных размерах бактерий, максимальные температуры, до которой они будут нагреваться в процессе торможения в атмосфере, не достаточны для их стерилизации. Таким образом, можно ожидать, что многие из земных микроорганизмов, побывавших в космосе и выдержавших воздействие факторов космической среды, в конце концов, благополучно возвратятся на Землю.

При этом существует опасность, что некоторые из мутировавших патогенных микроорганизмов могут стать источниками новых особо опасных инфекций, способных поражать людей, животных и растений. Таким образом, нельзя исключить, что одной из причин стремительного роста числа новых опасных инфекций, является микробиологическое загрязнение Земли возвращающимися из космоса земными микробами-мутантами.

Перейдем теперь к рассмотрению следующего класса чрезвычайных ситуаций – чрезвычайных ситуаций техногенного происхождения.