Эксперт № 08 (2013)

Бомбардировке астероидами и кометами подвергаются все планеты и спутники Солнечной системы, кратеры от столкновений обнаружены даже на Венере, обладающей плотной атмосферой, а также на самих астероидах. При вхождении в атмосферу Земли космические тела имеют скорость от 11 до 72 км/с. Такой диапазон обусловлен тем, что подтвержденных случаев прилета в Солнечную систему космических тел из-за ее пределов не зарегистрировано. А притянутая к Земле из самой удаленной точки нашей системы комета относительно Солнца разовьет скорость не больше 42 км/с. В зависимости от того, будет ли Земля со своей орбитальной скоростью в 30 км/с двигаться навстречу или по движению космического тела, с учетом гравитационного взаимодействия мы и получаем обозначенный интервал скоростей. Но крайние показатели интервала редки, средняя скорость падения метеорита — 20 км/с.

Так как плоскость вращения многих астероидов не совпадает с плоскостью вращения Земли, падения метеоритов происходят во всех широтах, включая полярные области.

На первом рубеже обороны Земли небесные тела встречает атмосфера. Пылинки в ней «застревают» и плавно осаживаются. Мелкие метеориты сгорают. Объекты размером порядка 10 м могут достичь Земли или взорваться вблизи ее поверхности. При входе в атмосферу с вышеуказанными скоростями метеорит действует как поршень в закрытом шприце, собирая воздух, который находится по его траектории. Так как космическое тело движется со сверхзвуковой скоростью, молекулы атмосферного газа просто не успевают уйти из-под его давления. Сжимаемый воздух сильно нагревается, а когда его масса становится равной массе метеорита, кинетическая энергия переходит в тепловую. Проще говоря, происходит взрыв — космическое тело частично или полностью испаряется. Оставшиеся фрагменты могут продолжить путь к Земле — скорее всего, прорубь на озере Чебаркуль была образована каким-нибудь десятисантиметровым осколком. Рассыпанные вокруг нее мелкие камушки имели типичную для метеоритов хондритную структуру — на срезе видны хонды, зерна застывшего расплава размером около 1 мм.

Высота, на которой произойдет взрыв, зависит от размера, угла вхождения в атмосферу и состава космического тела. С размером понятно — чем больше тело, тем оно, как правило, тяжелее и тем труднее его остановить атмосфере. Если говорить про угол, то при пологом вхождении метеориту приходится преодолевать больший слой атмосферы, а значит, повышается вероятность того, что он успеет взорваться до столкновения с поверхностью земли — как и произошло над Челябинском. С составом метеорита еще проще: ледяные кометы имеют плотность около 1 г/см3, каменные тела — 2–3 г/см3, железные метеориты — до 5 г/см3. Пропорционально плотности возрастает масса метеорита, а значит, и масса воздуха, при «собирании» которой «камень с неба» взорвется. Кроме того, железные метеориты эффективнее перераспределяют тепло, меньше происходит локальных перегревов, которые также чреваты дефектами и трещинами. Больше всего шансов достичь поверхности Земли у железо-каменных и железных «камней». Так, один из наиболее известных — аризонский кратер диаметром 1240 м и глубиной 170 м был образован ударом железного метеорита размером примерно 60 м. В то время как сравнимый по параметрам (точные характеристики установить затруднительно) Тунгусский метеорит взорвался в атмосфере.

Разобраться с риском

Если в США активно проводится поиск внеземных объектов, то во многих других странах, в том числе в России, работы в этом направлении фрагментарны. Как часто падают метеориты? Мало кто знает, например, что 11 февраля 2013 года яркий болид упал в Башкирии. А через несколько часов после челябинского метеорита рядом с Землей пролетел более крупный, 45-метровый, астероид 2012 DA 14. Это небесное тело давно отслеживали, так как оно должно было пройти очень близко к Земле. Минимальное сближение составило менее 30 тыс. км — ближе, чем летают геостационарные спутники, а в 2094 году астероид вернется и может приблизиться к Земле еще сильнее. Мы не знаем, принадлежат ли эти метеориты к одному потоку, но пока такая возможность считается маловероятной — слишком разные траектории. Рассчитать траекторию астероидов можно только приблизительно, прикинув вероятность столкновения с Землей, — для известных небесных тел она мала. Прогнозируемое прохождение астероида Apophis диаметром 325 м в пятницу 13 апреля 2029 года в 30 тыс. км от Земли показывает, что не так уж редко значительные по размеру космические тела проносятся рядом с нашей планетой. Но самым наглядным напоминанием о космической угрозе стало падение метеорита в Челябинске.