Могут ли метеориты двигаться со скоростью, близкой к скорости света?

Не уничтожить метеорит, а сбить его с траектории

Гораздо более действенный и безопасный способ предотвратить столкновение метеорита или астероида с Землёй предложили в 2017 году специалисты NASA. Концепция их плана заключается в постройке и выводе на орбиту «космической пушки», способной не разрушать потенциально опасные для планеты космические тела, а сбивать их с траектории, которая пересекается с земной.

В агентстве серьезно работают над проектом DART — Double Asteroid Redirection Test. В основе проекта лежит идея кинетического тарана астероида или метеорита с целью изменения его орбиты без разрушения самого космического объекта.

Список упавших тел

Львиная доля метеоритных объектов имеет небольшой вес в рамках пары килограмм. Только малый их процент достигает веса в 100 кг и выше. Но есть и самые крупные тела – от 1 000 кг. Их перечень выглядит следующим образом:

• Сихотэ-Алинский весит 23 т, упал в Приморском Крае РФ, состоит из железа;
• Гирин с массой 4 т приземлился в 1976 г. в Китае;
• Альенде в весе 2 т упал в 1969 г. в Мексике;
• объект Куня-Ургенч массой 1,1 т упал в 1998 г. на территории Туркменистана;
• Нортон Каунти приземлился в 1948 г. в США, вес его такой же, что и у предыдущего объекта;
• Челябинск упал в 2013 г. в России, массовое значение – 1 т.

Первым человеком, зафиксировавшим тот факт, что метеоритные тела произошли из космического пространства, стал Эрнст Хладни. К тому моменту времени существовало несколько версий о падении метеоритов. Считается, что самый ранний камень, столкнувшийся с Земной поверхностью, был обнаружен в 467 году до нашей эры.

Таким образом, места, где упал метеорит, всегда тщательно исследовались учеными со всего мира. Это позволило специалистам определить состав, массу, свойства данного тела, а также сформировать базу для проведения дальнейших исследований.

С курса метеорит сбить и проследить

Мишенью для миссии DART учёные выбрали бинарную астероидную систему 65803 Didymos, в которой находятся 2 тела размерами 780 и 160 м в поперечнике. Именно «младший» из астероидов и выбран специалистами как цель. Как отмечают в NASA, сами астероиды для Земли опасности не представляют, однако их орбита и досягаемость предрешили судьбу Didymos, как тренировочного полигона.

Старт миссии запланирован на июнь 2022, а уже в октябре этого же года космический таран атакует Didymos В на расстоянии примерно 11 млн км от орбиты Земли.

Сначала DART прицелится на астероид благодаря системам, интегрированным в аппарат, а после проведёт автоматическое столкновение с объектом на скорости примерно в 6 км/секунду. Учёные считают, что такой небольшой толчок позволит сместить астероид в последующем со своей орбиты на проектную величину.

Если вследствие эксперимента «ДАРТу» удастся не только отклонить движение Didymos В, но и разрушить эту бинарную астероидную систему, то, по мнению специалистов NASA, это и будет доказательством самого оптимального оружия против «космических пришельцев».

Характеристики

Метеорит – космический объект, у которого присутствует кора плавления и свойства магнита. Форма его обычно является неправильной.

Кора плавления тела появляется в процессе его перемещения сквозь атмосферную часть. В результате этого происходит нагревание до температурной отметки в 1800 градусов. Это вещество, которое расплавилось, а затем было подвержено затвердеванию. Слой считается тонким и представлен в чёрном цвете, а поверхность его считается матовой. Внутри преобладают светлые тона. Магнитные свойства, в свою очередь, могут быть каменными и железными. В первой ситуации могут наблюдаться никелистые включения.

Метеориты, найденные России

• Тунгусский. 30 июня 1908 года бассейн р. Подкаменная Тунгуска посетил гость, природу которого пока установить не удалось. Осколки его найти не удалось, вероятно он взорвался вблизи поверхности земли. Энергия от его взрыва, по подсчётам, составляла около 50 мегатонн.
• Царёв. Дата его падения – 6 декабря 1922 года. Возле села Царёв Волгоградской области упал каменный метеорит. Он распался на куски, крупнейший из которых имеет массу 284 кг, общий вес был примерно 1,6 тонн.
• Сихотэ-Алинский. Этот железный метеорит имел полную массу 30 тонн, а энергия его оценена в 20 килотонн. Упал он 12 февраля 1947 года в дебрях Уссурийской тайги.
• Челябинский. 15 февраля 2013 года под Челябинском упал метеорит. Крупнейший его осколок потянул на 654 кг.

Сколько астероидов возле Земли?

Точных данных никто не скажет, однако по мнению ряда специалистов, на околоземной орбите может находиться до полумиллиарда астероидов размером от одного метра и больше. Ежегодно ученые проводят оценку вероятности падения самых крупных из них Землю.

Схематическое изображение околоземных объектов вокруг нашей планеты (желтая точка в центре)

Оценка вероятности падения астероида на Землю проводится с помощью сложного компьютерного моделирования. Обнаружив новый объект, ученые записывают его в каталог, а затем используют компьютерное моделирование, в котором проводится расчет множества факторов: текущая орбита астероида, его размеры, текущее расположение и дистанция относительно Земли и прочее. Из этого прогнозируется вероятность пересечения орбит астероида и Земли в той или иной точке времени. Как уже отмечалось выше, в основном ученые пытаются прогнозировать шансы падения только тех объектов, которые могут нести реальную угрозу.

Астрофизические параметры метеоритов

Метеориты принято делить на два типа: упавшие и найденные. Первые представляют собой астрофизические явления, зафиксированные в нашем небе во время своего падения. Вторые относятся к объектам, которые были найдены человеком случайно. Первый тип может представлять наибольший интерес для науки. Фиксируя полет метеорита, и точно зная его место падения, ученые могут получить огромный объем информации. Найденный осколок метеорита или целый фрагмент, дают представление о том, какой состав метеорита и каков возраст этого гостя.

Типы метеоритов

Небесные объекты, которые были обнаружены человеком в результате своей жизнедеятельности, могут встречаться достаточно часто. Каждый день на поверхность нашей планеты из космоса прилетает 5-6 тонн метеоритов. Обычно эти визитеры имеют небольшие размеры, однако встречаются экземпляры массой до одного килограмма. В большинстве случаев найденные метеориты – это куски железа.

Метеорит Гоба

Огромная скорость метеорита приводит к тому, что каменные небесные тела при падении разрушаются. Железные куски способны долететь до нашей планеты, сохранив свою основную массу.

Падение метеорита представляет собой интереснейшее астрофизическое явление. Метеориты, достигшие земной атмосферы, несутся со скоростью 20-30 км/ с. Скорость метеорита, достигшего поверхности планеты, соответственно такая же, однако сам полет скоротечен, и длится не более 10-15 секунд.

Можно только представить, какая была скорость падения у метеорита, оставившего после себя знаменитый Аризонский кратер. Известнейший Юкатанский кратер – след самого большого метеорита, упавшего на нашу планету в древности. Место падения представляет собой впадину диаметром 180 км, которую обнаружили по снимкам, полученным из космоса. Трудно вообразить, чем грозит столкновение Земли с космическим объектом такого размера в современных условиях. Не исключено, что это был тот самый метеорит, который положил конец динозаврам как целому виду.

Юкатанский кратер

Масса космического тела, помноженная на скорость с которой оно несется к Земле, наделяют метеорит колоссальной разрушительной силой. Энергия метеорита измеряется в тоннах в тротиловом эквиваленте.

Состав метеорита (железо или силикаты), угол падения и его размер определяют поведение небесного тела в земной атмосфере. Поверхность метеорита (кора) находится под воздействием высоких температур, вызванных эффектом трения о слои земной атмосферы. Объект может также под воздействием геомагнитных полей и силы земного притяжения разрушиться в атмосфере. Пролетая сквозь воздушный слой, небесное тело теряет в своем весе 10-19% первоначальной массы. Такие воздушные взрывы довольно часто случаются в земной атмосфере. На Землю выпадает огромное количество мелких частиц и осколков, не неся больших разрушений и опустошений. Крупный метеорит, вероятно, достигнет земной коры, вызвав своим падением естественные разрушения. Все известные метеориты оставили после себя следы, которые разбросаны по всему земному шару. Размеры метеоритных кратеров указывают на размеры космических пришельцев.

Аризонский кратер

1Метеорит Гоба. Намибия

Гоба — крупнейший из найденных на Земле метеоритов. Он лежит на месте своего падения в юго-западной Африке, в Намибии, близ фермы Гоба-Уэст. Метеорит Гоба упал примерно 80 тысяч лет назад. При падении он не создал кратера, и вообще не оставил каких-либо следов своего падения. Однако, за такой срок следы могли просто исчезнуть в результате естественных геологических процессов. Гоба был случайно обнаружен местным фермером в 1920 году во время вспахивания поля. Имя свое он получил от названия фермерского хозяйства, в пределах которого находился — Hoba West Farm.Метеорит Гоба представляет собой плотное металлическое тело размерами 2,7×2,7×0,9 метров, на 84% состоящее из железа и на 16% — из никеля с небольшой примесью кобальта. Считается, что первоначальная масса метеорита при падении на Землю составляла около 90 тонн. В 1920 году его масса была около 66 тонн, но эрозия, научные исследования и вандализм сделали свое дело: метеорит «похудел» до 60 тонн.В 1955 году правительство решило прекратить растаскивание метеорита и присвоило Гобе статус национального памятника. Но это ситуацию не изменило. В 1985 частная фирма «Rossing Uranium Ltd.» выделила деньги для усиления охраны объекта, а через три года владелец метеорита передал Гобу государству. Было проведено благоустройство территории, организована охрана, за счет чего посягательства на метеорит со стороны туристов прекратились.

Самые крупные кратеры

В процессе падения этих тел образуются воронки – углубления, или кратеры. Самые крупные образования имеют следующие названия:

• ВРЕДЕФОРТ (Южная Африка) – это самый крупный элемент на всей планете Земля, его диаметральное сечение составляет 300 километров;
• МАНИКУАГАН – диаметр, который имеет этот метеорит, равняется 100 метров;
• ПОПИГАЙ (Россия) – размер данного тела является аналогичным;
• АКРАМАН (Австралия) – диаметр на 10 метров меньше, но объект всё равно является массивным и захватывающим;
• ПИНГАЛИТ (Канада) – диаметр равен 3,4 километра.

Все эти объекты, несмотря на относительную изученность, до сих пор исследуются учёными, ведь каждый метеорит по-своему уникален.

Болиды: типы, состав и происхождение

Раньше метеоритом называли твёрдое падающее тело (обычно из пояса астероидов), которое, как правило, достигало Земли. Не исключено, что в атмосферу Земли вторгались и снежно-ледяные кометы (таковой считают Тунгусский метеорит), которые, как правило, сгорали или взрывались еще не долетев до поверхности. Но, поскольку, теоретически, ледяная комета может преодолеть атмосферу, а метеорит может и сгореть, то по полёту не всегда можно выносить верное суждение о природе падающего космического тела. Тем более, что есть вероятность существования каменных комет и ледяных астероидов. Поэтому, если природа такого пришельца не ясна, лучше называть его просто болидом (за исключением укоренившихся названий). Болидами на сайте будем называть и всю группу падающих на Землю тел, если речь идет об их общих особенностях. Кроме того, в источниках бессистемно называют причину какой-либо астроблемы то астероидом, то метеоритом (иногда кометой). Поэтому стоит принять более точное определение для этих терминов. Будем стараться называть астероидом космический объект от 500 м до нескольких (или даже десятков) километров, а падающее тело до 500 м пусть называется метеоритом.

Типы и состав метеоритов

Метеориты распадаются на несколько типов:

1. 92% — каменные. Их состав — силикаты железа и магния с примесями металлических
   железа и никеля.
2. 2% составляют железо-каменные метеориты
3. и 6% — почти чисто железо-никелевые.

В свою очередь каменные метеориты также делятся на ряд типов, в том числе:

1. Хондриты (85%) включают округлые силикатные частицы, размерами до нескольких миллиметров.
2. Редкий тип каменных метеоритов — урейлиты. У них уникальный минералогический состав, отличающийся от других каменных метеоритов,
   и они часто содержат большое количество графита и наноалмазов, которые образовались под длительным давлением внутри протопланеты.

Сетевые обзоры и новости по типам метеоритов:

Органика и следы возможной жизни в метеоритах

При исследовании каменных метеоритов обнаруживаются так называемые «организованные элементы» —
микроскопические (5-50 мкм) «одноклеточные» образования, часто имеющие явно выраженные двойные стенки, поры, шипы и т. д.

Пока не доказано, что эти окаменелости являются останками внеземной жизни.
Но, тем не менее, эти образования имеют такую высокую степень организации, которую принято связывать с жизнью,
хотя, такие формы и не обнаружены на Земле.
Особенностью «организованных элементов» является также их многочисленность: на 1 грамм вещества углистого метеорита
приходится примерно 1800 «организованных элементов».

Астероидный грунт преподнёс исследователям сюрпризы.

Происхождение и степень опасности метеоритов

Сравнение орбит астероидов и метеоритов показывает, что это тела, имеющие общее происхождение.
Как правило, орбиты метеоритов имеют афелий в районе пояса астероидов.
Если сюда добавить отмеченное выше сходство их оптических характеристик, то станет ясно, что природа этих двух групп тел общая.
Как известно, вблизи Земли проходили некоторые астероиды группы Аполлона,
в частности, Гермес в 1937 г. прошел всего лишь в 580 тыс. км от Земли.

В принципе падение таких тел на Землю не только возможно, но и не раз имело место в прошлом,
о чем свидетельствуют многочисленные метеоритные кратеры
на Земле до 100 км и более поперечником,

В настоящее время в Солнечной системе насчитывается до 300 тысяч обнаруженных и зарегистрированных астероидов и комет
диаметрами от 100 м до 1000 км, сближающихся с Землей и имеющих вероятность столкновения в будущем.

И в Солнечной системе на сегодня эксперты насчитывают
свыше 1100 опасных объектов, способных взять курс в сторону Земли.
Кроме того, есть еще и вероятность входа в Солнечную систему объектов из открытого космоса.

А если под опасными объектами считать метеориты размеров около 100 метров в диаметре,
то таких объектов, летящих в нашу сторону, уже целых 103.

Кольцевые структуры как импактные кратеры. Нигматзянов Р.С.

Самые знаменитые и исследованные космические метеориты

Современная наука имеет достаточное количество собранных данных о метеоритах, посещавших нашу планету. Данные о доисторических гостях носят антропологический и геологический характер. Более свежие данные о падении метеоритов на нашу планету, несут уже информативный и более точный научный потенциал.

Из наиболее известных метеоритов, упавших в новое время и подвергнувшихся детальному изучению, первое место занимает Тунгусский метеорит. За прошедшие 110 лет с момента столкновения эта космическая катастрофа считается самой крупной. Ученые допускают, что упади это тело на поверхность Земли, история человеческой цивилизации могла бы пойти по другому пути.

Место падения Тунгусского метеоритаМесто падения метеорита в Перу

К более мелким встречам с космическими гостями можно отнести следующие:

• падение Сихоте-Алиньского метеорита в феврале 1947 года;
• метеоритный дождь в 1976 году, осыпавший сразу несколько провинций Китая;
• падение железного метеорита в районе озера Стерлитамак в мае 1990 года.

Средства видеофиксации позволили запечатлеть масштабное астрономическое зрелище в 2007 году, когда на территории Перу упало крупное небесное тело. Этот метеорит оставил после себя воронку диаметром 20 метров. Не менее впечатляюще выглядел очередной метеоритный дождь в Китае, прошедший в феврале 2012 года. После него были обнаружены более 30 кратеров самых разных размеров. Грандиозной катастрофой современности мог стать прилет в 2012 году метеорита Саттер Милл. Этот объект взорвался в воздухе на высоте 100 км и покрыл своими обломками территорию всего среднего Запада США.

Интересным является упавший в России метеорит в районе Челябинска 15 февраля 2013 года. Космическое тело не долетело до поверхности планеты и разрушилось в нескольких километрах над городом. Установить точное место падения этого объекта не удалось. Осколки и обломки небесного тела разлетелись на огромной территории.

Метеорит над Челябинском

Какие бывают метеориты?

Размеры метеоритов обычно не превышают 30 метров. По своему составу они делятся на каменные, железные и железокаменные. Первые состоят из разных минералов вроде оливинов и силикатов. Вторая разновидность характеризуется наличием никелистого железа. Железокаменные метеориты это что-то среднее между предыдущими двумя, потому что в равном количестве содержат как минералы, так и железо.

Типы метеоритов сверху вниз: каменные, железные и железокаменные

Каменные метеориты также можно разделить на хондриты и ахондриты. Хондриты состоят из хондр — сферических образований, из которых состоит все тело метеорита. Ахондриты, как можно понять из названия, хондр не имеют. Они состоят из веществ, которые образовались в результате плавления небесных тел. Обычно ахондриты прилетают к нам с Марса и Луны.

Типы метеоритов сверху вниз: хондрит, ахондрит и железный метеорит

Также метеориты можно разделить на осколочные и индивидуальные. Осколочные имеют острые края, потому что образуются в результате сильного удара о землю. А индивидуальные сталкиваются с атмосферой планеты и подвергаются высокой температуре. Из-за этого они имеют округлую форму с очень гладкой поверхностью.

Осколочный метеорит

Ну и наконец, существует два метода обнаружения метеоритов: падения и находки. Упавшим метеоритом считается, если людям удается заметить его на небе и рассчитать траекторию движения и примерное место падения. А находками принято называть метеориты, случайно найденные в лесу и других случайных местах.

Куда упал астероид, убивший динозавров

Кратер было сложно найти, потому что он находится под землей. Северная часть также была далеко от берега, погребенная под 600 метров океанских отложений.

В апреле 2016 года ученые начали бурение на километр вниз в морской части кратера, чтобы извлечь образцы керна длиной в 3 метра. Группа ученых проанализирует извлеченные образцы, чтобы выявить изменения в типе породы, крошечные окаменелости и, возможно, даже ДНК, заключенную в камне.

Некоторые вещи можно было узнать и без бурения кратера.

Например, учитывая размеры кратера, ученые подсчитали, как много энергии должно было высвободиться при ударе.

Используя эту информацию, Дурда и Дэвид Кринг из Института Луны и планет в Техасе смоделировали точные детали столкновения и предсказали, какая цепочка событий могла при этом произойти. Ученые смогли протестировать этот сценарий с помощью окаменелостей и проверить, насколько точны прогнозы.

И эти исследования рассказывают катастрофическую историю.

Цунами в Мексиканском заливе после взрыва

Астероид пронзил небо на скорости, в 40 раз превышающей скорость звука, и врезался в земную кору. Результатом стал взрыв в 100 триллионов тонн тротилового эквавалента — в семь миллиардов раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Метеорит Царёв

В декабре 1922-го года жители Астраханской губернии смогли наблюдать падение камня с неба: очевидцы говорили, что огненный шар имел огромные размеры и издавал в полёте оглушительный шум. После раздался взрыв, а с неба (опять же по свидетельствам очевидцев) пошёл дождь из камней — на следующий день жившие в том районе земледельцы нашли на своих полях обломки камней странной формы и вида.

Слух о происшествии быстро разнёсся по всей России: в Астраханскую губернию прибыли экспедиции, но они следов падения метеорита по каким-то причинам не нашли. Найти их удалось только 50 лет спустя при распашке полей совхоза «Ленинский» — всего было найдено 82 хондритовых метеорита, причём обломки разбросало по территории 25-ти км2. Крупнейший обломок весит 284 кг (сейчас его можно увидеть в Московском музее имени Ферсмана), самый маленький — всего 50 граммов, а состав образцов ясно указывает на их внеземное происхождение.

Общий вес найденных обломков оценивается в 1225 кг, при этом падение столь крупного небесного тела существенного урона не нанесло.

Метеорит Царёв, Россия, 1922 год

Метеорит Царёв взорвался над территорией Астраханской губернии в декабре 1922-го года. Очевидцы события заметили в небо огненный шар, который с гулом мчался к земле и, не долетев до поверхности, взорвался и разметал свои осколки по обширной площади.

Хотя различные учреждения юга России и посылали на предполагаемое место падения своих представителей, тем не менее найти этот камень (метеорит) никому не удалось. Только спустя 50 лет во время распахивания полей совхоза «Ленинский» удалось обнаружить 82 фрагмента хондритного метеорита. Самый крупный обломок весом в 284 кг передали в Московский музей имени Ферсмана. Совокупный вес всех найденных обломков составил 1225 кг.

Астероид, метеороид, метеор и метеорит – в чем разница?

Немного теории. Астероиды – это малые небесные тела, оставшиеся в нашей Солнечной системе после ее формирования около 4,5 миллиарда лет назад. Обычно такое определение дают объектам, чьи размеры составляют больше 1 метра в диаметре. В Солнечной системе существует несколько мест большого скопления астероидов. Эти места называют поясами астероидов. Один из них – «главный пояс» — находится между Марсом и Юпитером, второй – за орбитой Нептуна.

Некоторые астероиды могут пролетать мимо нашей планеты. Если такие астероиды приближаются к нашей планете на расстояние 50 миллионов километров, то их называют околоземными. Потенциально опасными называют объекты размером больше 140 метров, которые могут приближаться к нашей планете на расстояние 7,5 миллиона километров и меньше.

Объекты меньше 1 метра в диаметре принято называть метеородиами. Самые маленькие из них могут весить менее 1 грамма. При столкновении метеороида с атмосферой планеты он начинает испытывать сильное трение о частицы атмосферы и быстро сгорает, оставляя за собой яркий огненный след в небе. Этот след называют метеором. При этом если все-таки метеороид долетит до поверхности планеты или как единое целое, или распавшись на множество частей, то его называют метеоритом. По сути астероид тоже может стать метеоритом.

Список 30 крупнейших кратеров на Луне

Карта высот обратной стороны Луны, в районе Южного полюса. Вот это синее пятно – это и есть бассейн Южный полюс-Эйткен. Попади такой «камешек» в Землю, вымерли бы не только динозавры, а всё до последней бактерии

И все же самый невероятный “кратер” на Луне остается за пределами этого списка и называется бассейн Южный полюс-Эйткен. Дело в том, что назвать этот громадный шрам на Луне кратером – просто не поворачивается язык. Бассейн Южный полюс-Эйткен – это след гигантского столкновения произошедшего примерно 4 миллиарда лет назад.

Его диаметр – 2400 х 2500 км, а глубина составляет 13 км, что делает этот “кратер” одним из крупнейших в Солнечной системе. Трудно даже представить какого размера было тело “чиркнувшее” по Луне под углом примерно в 30 градусов, однако подсчитано, что такой же удар, но нанесенный по поверхности вертикально, буквально вспорол бы внутренности спутника нашей планеты.

Сбить метеорит ракетой

Человечество в XXI веке обладает боеприпасами, способными поразить и разрушить приближающийся из космоса потенциально опасный метеорит или астероид. Однако мощь заряда не является решающим показателем в эффективности применения даже ракет с ядерными боеголовками против «космических боеприпасов».

Даже малейший просчёт в применении такого средства «противометеоритной обороны» может повлечь за собой куда более трагические последствия, чем, если бы космическое тело упало без внешнего воздействия.

Первое, и, пожалуй, самое главное: при падении космического тела, даже если оно будет заранее обнаружено и отслежено, никто не сможет точно предугадать поведение метеорита в атмосфере. Объект может просто сгореть на подлёте к поверхности Земли (падающая звезда), взорваться над поверхностью или нанести удар по ней.

Сбить летящий в атмосфере или ближнем космосе метеорит для современных ракет не будет являться большой трудностью. Однако фрагменты разрушенного космического объекта после прицельной атаки могут накрыть, куда большую территорию, чем удар целого камня. Следовательно, жертвы и разрушения могут быть непредсказуемыми.

В заключение

Сколько еще будет падений на нашу планету метеоритов, точно сказать невозможно. Ученые постоянно работают в области обеспечения противометеоритной безопасности. Анализ последних явлений в этой сфере показал, что интенсивность посещений Земли космическими гостями повысилась. Прогнозирование падений в будущем является одной из основных программ, которой занимаются специалисты NASA , других космических агентств и научных астрофизических лабораторий. Все-таки наша планета остается слабо защищенной от визитов непрошеных гостей, и крупный метеорит, упавший на Землю, может сделать свое дело — положить конец нашей цивилизации.