Планетарная оборона: как мы учимся защищать Землю от астероидов и метеоритов

Ежегодно на Землю обрушивается около 44 тонн космических обломков. Большинство из них безобидные, размером с песчинку. Но иногда среди них встречаются астероиды — небесные тела в виде кусков камня, льда или металла, оставшиеся после формирования Солнечной системы. Астероиды редко долетают до нашей планеты, но все же риск столкновения с ней существует. В прошлом это уже случалось: 66 млн лет назад 10-километровый объект, врезавшись в Землю, привел к исчезновению динозавров, а в 2013 году 18-метровый огненный шар (оказавшийся метеоритом) взорвался на высоте 30 км над Уралом. 

Астероид — каменистое небесное тело, которое вращается вокруг Солнца. Чаще всего — в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Метеорит меньше астероида, и выглядит как каменистое или металлическое тело, которое прошло сквозь атмосферу и упало на Землю. 

Астрономы оценивают риск столкновения с астероидами по 10-балльной Туринской шкале с цветовыми обозначениями. Белый и зеленый цвета (0-1 балла) означают либо практически полное отсутствие угрозы столкновения, либо настолько малую его возможность, что она не заслуживает внимания. А красный (8-10 баллов) — предупреждает о гарантированных столкновениях, способных вызвать серьезные разрушения и/или привести к вымиранию видов. 

Хорошая новость: сейчас рейтинг по шкале Турина составляет 0 баллов. Однако потенциально Земле угрожают более 1700 объектов — все они в разной степени имеют шансы приблизиться к ней в будущем. Самым вероятным считается столкновение с астероидом 2024 YR4 в диаметре около 100 м — риск, что это произойдет, равен примерно 2%. По подсчетам разных ученых, он варьируется от 0,16% до 3,2%, но их оценки постоянно меняются. Поэтому ведущие национальные агентства и другие организации неусыпно отслеживают движение опасных объектов, стремясь минимизировать ущерб от столкновения.

Почему астероиды и метеориты так опасны 

Мелких астероидов гораздо больше, чем крупных, при этом первые падают на Землю в разы чаще. Самые маленькие, до 1 м в диаметре, по одному ежегодно ударяются о нашу планету. Такие, как в 2013-м, то есть 18-метровые — раз в 60-80 лет. А 50-метровые атакуют нас единожды за 200-300 лет. Наиболее опасными считаются астероиды диаметром свыше километра — от удара о твердую поверхность возникает энергия, способная привести к катастрофе. Ну, а самым разрушительным станет столкновение с астероидом диаметром 10 км — ему по силам полностью уничтожить жизнь на нашей планете.

Конечно, метеориты и астероиды оставляют следы не только на Земле. Два наиболее заметных кратера на поверхности Луны — Тихо и Коперник — видны в бинокль. Это тоже результаты столкновений, как и аналогичные следы на Меркурии, Юпитере и других планетах. 

Последний из известных крупных объектов — тунгусский, в диаметре около 50 м, — 30 июня 1908 года врезался в атмосферу Земли, пролетел на глазах испуганных людей огненным шаром и взорвался в небе над Сибирью. Это привело к лесным пожарам и гибели трех человек, а ударная волна повалила деревья на территории площадью 2150 км². Точную мощность взрыва определить не удалось, но, по разным подсчетам, она составила от 3 до 50 мегатонн в тротиловом эквиваленте. 

Тунгусский инцидент стал самым крупным за всю историю наблюдений. В 2016 году ООН установила 30 июня Международным днем астероидов, чтобы повысить осведомленность об астероидах и усилиях по защите нашей планеты.

Сегодня мы знаем об астероидах намного больше, чем в начале XX века, но полностью защитить Землю от подобных столкновений до сих пор не можем. Отчасти потому, что эти небесные тела все еще сложно обнаружить: телескопы видят их по-разному. К тому же астероиды не излучают свет, как звезды, из-за чего проблематично определить их форму и размеры. Прогнозы осложняет еще и эффект Ярковского: солнечный свет нагревает одну сторону вращающегося астероида, и испускаемое тепло создает слабую реактивную тягу. За десятилетия она может сместить орбиту камня на сотни километров. 

Вы узнаете больше об истории обнаружения и классификации астероидов в одной из наших предыдущих статей. 

Что предпринимают космические агентства для планетарной защиты

Астероиды миллионы лет врезаются в Землю, но долгое время ученые не умели оценивать угрозы и последствия таких падений. Все изменилось благодаря современным телескопам, непрерывно сканирующим небо, и исследователям, анализирующим полученные данные и создающим каталоги космических объектов Солнечной системы. 

Термин «планетарная защита» появился с подачи подполковника ВВС США Линдли Джонсона около тридцати лет назад, после масштабного космического столкновения. В 1994 году комета Шумейкеров — Леви 9 распалась и врезалась в Юпитер, оставив в его атмосфере гигантские отметины, превышающие размеры Земли. Сила удара была в 600 раз больше, чем если бы кто-то взорвал весь ядерный арсенал нашей планеты. 

Чтобы узнать больше о планетарной защите, а также о невероятных усилиях и незаметных героях, которые за ней стоят, обязательно посмотрите документальный фильм NASA Planetary Defenders.

Для NASA и Конгресса США инцидент 1994 года стал тревожным сигналом, после которого они наконец приступили к систематическому поиску опасных объектов в космосе. С 2016 года этим занимается Управление координации планетарной защиты (PDCO). А спустя четыре года после того знакового столкновения Конгресс поручил космическому агентству целенаправленно идентифицировать астероиды крупнее одного километра — это пороговое значение, при котором катастрофа может стать действительно глобальной. На тот момент было известно о двух сотнях подобных объектов, хотя на самом деле их гораздо больше.

Поиском потенциально опасных для Земли астероидов NASA занялось в рамках Программы наблюдений за околоземными объектами (NEO). До сегодняшнего дня она объединяет усилия по исследованию околоземных объектов, используя сеть обсерваторий по всему миру. Они предоставляют данные, позволяющие определять физические и химические свойства этих объектов, уточнять их орбиты и рекомендовать способы воздействия на них. 

Недостатка в объектах для наблюдения нет: на начало декабря 2025 года было открыто 876 астероидов размерами больше 1 км (и около 50 осталось найти) и чуть более 11 000 астероидов размерами свыше 140 м (осталось обнаружить 14 000). В PDCO выяснили, что ближе, чем Луна, к нам наведался 191 околоземной астероид с декабря 2024 по конец ноября 2025 года. Именно тогда в Европейском космическом агентстве (ESA) зарегистрировали 40-тысячный астероид, сближающийся с Землей, и отметили, что таких объектов становится все больше — четверть нашлась за последние три года. 

С одной стороны, это подтверждает уязвимость нашей планеты перед угрозами из космоса. А с другой — указывает на большой прогресс в том, как ученые находят, классифицируют и реально оценивают эти угрозы. Давайте посмотрим, что делается для их нейтрализации.

Непрерывный мониторинг астероидов с Земли

В начале 2014 года заработала Международная сеть предупреждения об астероидах (IAWN), объединившая15 обсерваторий и космических институтов из США, Европы, Китая, Кореи и других стран. Они обмениваются данными и оперативно выдают предупреждения, если какой-либо астероид размерами свыше 10 м приблизится к Земле в течение ближайших 20 лет с вероятностью столкновения, превышающей 1%. Спустя более десяти лет в IAWN числится 55 участников из 25 стран, среди которых космические агентства, университеты, частные организации и даже независимые астрономы. 

Телескопы, первыми замечающие угрозу

Чтобы IAWN и другие организации, занимающиеся планетарной защитой, получали точные данные и действовали превентивно, небо непрерывно сканируют три наземные системы: CSS, Pan-STARRS и ATLAS.

• Обсерватория CSS в Аризоне ищет кометы и астероиды посредством трех телескопов. В разные периоды с помощью этого проекта удалось обнаружить до 47% всех астероидов, в том числе те, которые столкнулись с Землей в 2008, 2014 и 2018 годах.
• Система телескопов Pan-STARRS находится на вершине вулкана Мауна-Кеа на острове Гавайи и постоянно сканирует три четверти неба. Она выявляет до 99% всех астероидов размерами больше 300 м, пересекающих земную орбиту. 
• Роботизированная система раннего оповещения о столкновении астероидов с Землей ATLAS базируется на Гавайях, в Чили и Южной Африке. Она объединяет данные наблюдений сразу пяти телескопов, каждый из которых четырежды за ночь осматривает четверть неба. Среди найденных ATLAS объектов — самый большой астероид, приблизившийся к Земле в январе 2018 года, и 2024 YR4, столкновение с которым может произойти в декабре 2032 года.

Flyeye: прорыв в автономном сканировании неба

В 2025 году ESA запустило телескоп Flyeye необычной конструкции, напоминающей строение глаза насекомого. Это событие стало важным вкладом в планетарную защиту: в отличие от традиционных телескопов, Flyeye способен за один подход сделать снимок области неба, более чем в 200 раз превышающей размер полной Луны. Это настоящий технологический прорыв! Теперь мы можем намного эффективнее обнаруживать приближающиеся из космоса объекты — до того, как они станут проблемой.

Еще одна уникальная особенность телескопа Flyeye в том, что он полностью автономный. Каждую ночь без участия человека он последовательно сканирует заранее определенные участки неба и отмечает объекты, движущиеся на фоне звезд. Именно так еще во время испытаний в Итальянском Центре космической геодезии Flyeye получил изображения нескольких известных астероидов и даже сфотографировал астероид 2025 KQ спустя всего два дня после его открытия.

Vera C. Rubin: новый флагман в поиске астероидов 

Первая в истории США обсерватория, названная в честь женщины-ученого, сканирует все доступное небо Южного полушария каждые 3-4 ночи. Она настолько чувствительная, что может увидеть свет от свечи на расстоянии тысячи километров. Обсерватория ищет ответы на вопросы о темной материи (как и сама Вера Рубин), но полученные ею данные уже используются и для планетарной защиты. Например, в первые 10 часов тестовых наблюдений, еще до старта программы, Vera C. Rubin нашла в Солнечной системе более 2000 неизвестных ранее астероидов, включая семь близких к Земле. Ученые говорят, что эта обсерватория сможет идентифицировать как минимум 90% потенциально опасных астероидов диаметром от 140 м и за два первых года работы обещает пополнить каталоги миллионами новых объектов.

Все данные с телескопов по всему миру стекаются в Центр малых планет (MPC). Это единый международный хаб, который проверяет, каталогизирует каждое наблюдение и рассчитывает первичные орбиты объектов. Масштабы его работы впечатляют: в базе центра уже хранится более 400 млн записей об отдельных наблюдениях, а новые данные поступают туда практически каждую минуту.

От наблюдений к действию

Хотя телескопы и технологии вроде машинного обучения и выполняют огромную работу по поиску потенциально опасных объектов, люди все еще играют важную роль в этом процессе. Например, специалисты CSS собственными глазами рассматривают вероятных кандидатов на столкновение с Землей. Опытный наблюдатель может заметить движение тусклого непримечательного объекта, чтобы как можно скорее передать эту информацию на перепроверку в другие обсерватории. В среднем за одну ночь здесь отбирают около 20 астероидов, чтобы изучить их детальнее, и публикуют их на платформе гражданской науки Zooniverse, чтобы все желающие могли с ними ознакомиться. 

Одновременно с IAWN по рекомендации ООН была создана еще одна организация — Консультативная группа по планированию космических миссий (SMPAG). Они работают вместе, но отвечают за разные этапы реагирования: если IAWN предупреждает, то SMPAG планирует ответные действия. Когда консультативная группа получает сигнал от IAWN, она корректирует космические миссии — например, выбирает, какая технология лучше подойдет для смещения орбиты астероида.

Параллельно планетарной защитой занимается федеральное агентство National Nuclear Security Administration (NNSA), которое работает при Министерстве энергетики США и тесно связано с американским Министерством обороны. С 2020 года оно также отвечает за обнаружение и смягчение угроз столкновения с потенциально опасными околоземными объектами. Сегодня NNSA и три ее лаборатории сотрудничают с NASA, чтобы использовать совместные ресурсы для анализа предполагаемых столкновений с астероидами. 

Иногда результатом работы NNSA становятся вот такие симуляции, где наглядно показана траектория движения астероида, приближающегося к Земле:

Как DART и Hera меняют правила игры в планетарной защите

На первый взгляд, все просто: нужно как можно раньше обнаружить потенциально опасный объект, а затем либо воздействовать на него, либо придумать, как минимизировать ущерб на Земле. Но при этом совсем недавно человечество было готово к столкновению с астероидами и метеоритами не лучше, чем динозавры. 

Важные изменения начались в сентябре 2022 года, когда NASA отправило космический аппарат Double Asteroid Redirection Test (DART) навстречу астероиду Диморф, спутнику Дидима, со скоростью более 22 500 км/ч. В результате столкновения орбита Диморфа (диаметром 160 м и массой в 5,5 млн тонн) сократилась на 32 минуты. Так миссия DART подтвердила, что посредством кинетического удара можно менять траекторию движения астероидов, имеющих высокие шансы нанести ущерб Земле. Это стало первой в истории демонстрацией того, как люди намеренно изменили движение небесного объекта.

Эта двойная система неслучайно была выбрана для первого масштабного эксперимента по планетарной защите. Диморф вращался вокруг Дидима точно так же, как Луна вокруг Земли. К тому же астероид не входил в число потенциально опасных для столкновения и был относительно небольшим. Для более крупного астероида потребовался бы толчок посильнее или сотни запусков DART для достижения аналогичного эффекта. 

На этом история не закончилась: в ноябре 2026 года аппарат Европейского космического агентства Hera, запущенный два года назад, окажется на месте столкновения и наконец задокументирует его последствия. Мы все ожидаем результатов Hera и выводов ученых, ведь они помогут разработать меры по защите нашей планеты от астероидов. DART не собрал необходимые данные ввиду специфики миссии, а у отделившегося от него спутника LICIACube была всего минута, чтобы сделать несколько изображений пылевых обломков с разных ракурсов.

Будущие миссии для усиления планетарной защиты

Помимо Hera, до конца десятилетия запланировано еще как минимум три новых миссии, призванных помочь лучше понять природу сближения астероидов с Землей и управлять рисками. Одна из них — Rapid Apophis Mission for Space Safety (Ramses), которая будет использовать значительную часть технологий, разработанных для Hera. Эту миссию ESA реализует совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). Космический корабль будет сопровождать астероид Апофис в ходе его очень близкого, но безопасного сближения с Землей в феврале 2029 года. С помощью двух кубсатов (один итальянского производства, а другой — испанского) ученые надеются понять, как гравитационное воздействие нашей планеты скажется на физических свойствах и орбите астероида. 

В 2027 году, согласно плану, должна заработать первая космическая инфракрасная обсерватория NEO Surveyor (ранее NEOCam). Она заменит телескоп NASA NEOWISE, выключенный в июле 2024 года, перед этим более десяти лет изучавший потенциально опасные для Земли астероиды и кометы. Прямо из космоса NEO Surveyor будет отслеживать астероиды внутри околоземной орбиты специальными детекторами, реагирующими на тепловое излучение, в то время как обычные телескопы фиксируют отраженный от астероидов солнечный свет. Это поможет обнаружить объекты, которые невозможно заметить с Земли. 

Еще одна инфракрасная обсерватория, Near-Earth Object Mission in the Infrared (NEOMIR), будет запущена ESA в начале 2030-х. В отличие от NEO Surveyor, ее направят ближе к Солнцу, а увеличенная частота повторных наблюдений позволит фиксировать даже быстро движущиеся околоземные объекты размерами 20-25 м за 3-4 недели до возможного столкновения с Землей. 

Азиатские страны тоже подключились к противодействию потенциальным угрозам из космоса. Китай планирует в 2027 году отправить миссию к 30-метровому астероиду 2015 XF261, которая объединит наблюдателя и ударный зонд в одном запуске. Столкновение ожидается в апреле 2029 года на скорости 10 км/с. А японское JAXA продлило миссию зонда Hayabusa2, отрядив его к небольшому быстро вращающемуся астероиду 1998 KY26. Это позволит в 2031 году впервые с близкого расстояния изучить один из объектов, которые чаще всего сталкиваются с нашей планетой. 

Риски столкновения крупного астероида с Землей в ближайшее десятилетие минимальные. Но хотя о гарантированной защите нашей планеты говорить рано, за последние несколько лет человечество смогло оценить реальные масштабы проблемы и начало создавать систему раннего обнаружения, которая поможет предсказать удар и подготовиться к нему. Для этого NASA и ESA создают координационные центры, консолидируют усилия по планетарной защите и расширяют сеть наземных и космических телескопов. Положительный опыт с DART показал, что мы можем не только наблюдать за астероидами, но и менять их орбиту. А объявление 2029-го Международным годом защиты от астероидов и осведомленности о планетарной защите только подчеркивает важность и масштабность этих вопросов.