Місяць під ударом. Як науковці готуються до зустрічі з астероїдом 2024 YR4

Олександра Іванова 5 годин тому

Величезний астероїд наближається до Землі й загрожує усьому живому — такий сюжет ви могли бачити щонайменше в десятку фільмів-катастроф. Та цього разу реальна небезпека від астероїда вже зовсім скоро може загрожувати найближчому сусіду Землі — її супутнику Місяцю.

Тисячоліттями Місяць слугував своєрідним щитом Землі, оберігаючи нашу планету від різних небесних тіл. Саме про це свідчать кратери на його поверхні. І, за розрахунками науковців, у 2032 році він може знову взяти на себе удар астероїда, якому спершу пророкували зіткнення з нашою планетою. Що тоді станеться з супутником, чи загрожує щось Землі та як до цього готуються науковці — розбиралася астрофізикиня Олександра Іванова.

Нова ціль — Місяць

Близькі до Землі астероїди постійно перебувають під пильним наглядом астрономів через можливу загрозу зіткнення з нашою планетою. Їх відстежують за допомогою наземних і космічних телескопів, що дозволяє точно визначати орбіти та прогнозувати ймовірність потенційних ударів.

Один з останніх прикладів — астероїд 2024 YR4, відкритий наприкінці 2024 року, який спершу розглядали як потенційну загрозу для Землі. У січні 2025 року оцінка ймовірності їхнього зіткнення становила близько трьох відсотків, що викликало неабиякий інтерес у наукових колах і медіа. Подальші спостереження, зокрема з використанням сучасних наземних телескопів і космічного телескопа «Джеймс Вебб», дозволили уточнити орбіту астероїда і виключити ризик для нашої планети.

Проте вже у 2025 році з’ясувалося, що астероїд загрожує Місяцю: імовірність зіткнення 2024 YR4 із супутником Землі оцінюють у понад чотири відсотки, а час потенційного удару прогнозують на грудень 2032 року.

Зіткнення з Місяцем — теж загроза для Землі

Хоча Місяць розташований на відстані близько 384 тисяч кілометрів від Землі, його взаємодія з великими астероїдами може мати суттєві наслідки для нашої планети. За оцінками вчених, удар астероїда розміром у кілька сотень метрів у Місяць може викинути у космос величезну кількість уламків, від дрібних частинок до кам’яних фрагментів діаметром у кілька метрів. Ці уламки формують поле космічного сміття, яке на кілька днів чи навіть тижнів може різко підвищити щільність мікрометеоритів у навколоземному просторі.

За розрахунками дослідників, потік таких частинок може зрости в тисячу разів порівняно із середнім фоновим рівнем, що створює реальну загрозу для супутників, космічних станцій і астронавтів у відкритому космосі. Крім того, навіть дрібні уламки можуть пошкодити оптику та сенсори космічних апаратів, тимчасово ускладнюючи спостереження за космічними об’єктами та наукові дослідження. Потенційно ускладнюється також і планування майбутніх місячних місій, адже високий рівень космічного сміття створює додаткові ризики для посадкових модулів і роботизованих зондів.

Додатково, зіткнення з Місяцем може мати довгострокові наслідки для метеорного фону Землі, адже частина уламків може потрапити на орбіту нашої планети та з часом падати на поверхню у вигляді метеоритів.

Змінити траєкторію або зруйнувати

Запобігти зіткненню астероїда з Місяцем, як і з Землею, — складне завдання. Воно вимагає комплексного підходу і включає два ключових етапи: точне визначення характеристик об’єкта та вибір ефективного способу впливу на його траєкторію.

Перш ніж діяти, науковцям необхідно уточнити орбіту астероїда, його масу, форму, густину та внутрішню структуру, а також властивості його обертання та здатність поглинати й віддавати тепло. Ця інформація дозволяє точно розрахувати необхідний імпульс для зміни траєкторії та зменшити ризик непередбачуваних наслідків.

Для нейтралізації загрози науковці з NASA, Каліфорнійського технологічного інституту й Університету Джона Гопкінса пропонують два підходи.

Перший — відхилення від курсу, коли невеликий точний імпульс здатний змінити траєкторію астероїда так, щоб він оминув Місяць. Найпоширенішими методами є кінетичний імпактор, гравітаційний трактор та іонний або плазмовий буксир.

Кінетичним імпактором називають спеціально спроєктований апарат, що має зіткнутися з астероїдом, передаючи йому необхідний для зміни траєкторії імпульс. Гравітаційний трактор використовує силу тяжіння самого космічного апарата для поступового зміщення траєкторії астероїда. А іонні чи плазмові буксири створюють реактивний імпульс завдяки спрямуванню в бік астероїда струменя частинок.

Підхід зі зміною траєкторії астероїда має перевагу завдяки високій керованості та відсутності ризику створити численні уламки. Водночас він потребує точних даних про масу і густину об’єкта і доволі тривалого часу для реалізації.

Другий підхід передбачає повне руйнування астероїда. Цього можна досягти завдяки зіткненню з ним космічного апарата чи ядерного вибуху на певній висоті над поверхнею. У такому випадку енергія удару або вибуху розділяє тіло астероїда на багато частинок, які мають власні, відмінні від батьківського тіла, орбіти. Цей метод застосовують, коли терміни для впливу обмежені або маса об’єкта надто велика для ефективного відхилення.

Однак цей підхід пов’язаний зі значними ризиками. Наприклад, частина уламків може потрапити на Місяць, а частина — на орбіту Землі. Це підвищує небезпеку для супутників і космічних станцій, а також створює загрозу для майбутніх місій. Крім того, застосування ядерної зброї в космосі передбачає міжнародну координацію, дотримання Договору про космос та інші юридичні обмеження.

Вибір оптимального методу залежить від часу, що лишається до потенційного зіткнення, а також від маси та внутрішньої структури астероїда. Що раніше почати втручання, то менший імпульс потрібен для зміни траєкторії, й тим менші ризики руйнування об’єкта.

Для реалізації будь-якого сценарію необхідні ретельне планування, високоточне моделювання траєкторій, оцінка можливих побічних ефектів і підготовка запуску місій у проміжку між 2030 і 2032 роками, щоб мати достатній запас часу для корекцій і контролю результату. Таким чином, навіть віддалена загроза астероїда потребує поєднання спостережень, моделювання та технологічних рішень для ефективного і безпечного захисту Землі та Місяця.

Технології на варті планети

На сьогодні система планетарного захисту базується на трьох ключових компонентах: ранньому виявленні потенційно небезпечних об’єктів за допомогою наземних і космічних телескопів, точному моделюванні їхніх орбіт й оцінці ризиків зіткнення, а також — на розробці й тестуванні технологій нейтралізації загрози.

Новітні підходи, такі як використання штучного інтелекту для прогнозування траєкторій астероїдів і об’єднання великих масивів даних із телескопів по всьому світу, допомагають краще виявляти потенційні загрози для Землі та її супутників — природних і штучних. Водночас запуск спеціалізованих місій до навколоземних астероїдів, таких як Рюґу та Бенну, дозволяє уточнити масу, густину і склад астероїдів, а також рівень їхньої небезпечності для Землі.

Щоб підготуватися до потенційних загроз від астероїдів, науковці вже провели низку експериментів і тестових місій. Найвідоміша — місія DART, яка у 2022 році вперше у світі продемонструвала ефективність відхилення астероїда з його орбіти. Тоді апарат, завдяки удару, змінив орбіту астероїда Діморф, підтвердивши точність розрахунків та моделей реакції небесного тіла на таке зіткнення.

Сучасні дослідницькі місії, такі як Psyche, яка відправилася досліджувати астероїд Психея, і Hera, яка вже почала свою місію з дослідження Дідима та Діморфа, нададуть науковцям важливі дані про фізичні характеристики малих тіл Сонячної системи. Такі місії дозволяють не лише вчасно виявляти потенційні загрози, а й прогнозувати ефективність технологій планетарного захисту.