NEOMIR будет искать опасные астероиды с солнечной стороны

Астероиды, как и звёзды, увидеть в небе можно только ночью. Но на дневной стороне неба также находится множество потенциально опасных космических объектов, некоторые из которых имеют шанс врезаться в Землю. Только в отличие от «ночных» астероидов способов разглядеть их заранее пока нет. Аппарат планируемой космической миссии ESA NEOMIR будет располагаться между Землёй и Солнцем и станет станцией раннего оповещения о таких астероидах размером более 20 метров, которые невозможно увидеть с Земли из-за солнечного света.

15 февраля 2013 года незадолго после рассвета 20-метровый астероид врезался в атмосферу Земли на скорости более 18 километров в секунду. Это произошло над Уральскими горами, и последствия столкновения помнят многие жители Челябинска. Причём «космический камень» был сравнительно небольшого размера. Но он приблизился к Земле откуда не ждали — со стороны Солнца. В атмосфере он благополучно развалился на маленькие фрагменты, но при этом развилась ударная волна, которая принесла множество разрушений уральскому мегаполису. К счастью, большую часть ущерба составили разбитые стёкла, но осколки ранили много людей (так, сообщают о примерно полутора тысячах человек, которые получили порезы разной степени тяжести от разлетевшихся оконных стёкол).

Астероиды такого размера врезаются в Землю в среднем раз в 50-100 лет. Более крупные астероиды встречаются реже, но ущерб от них более существенный. Но их и легче обнаружить заранее. Все астероиды размером более 1 километра, как думают астрономы, уже открыты. Астероидов небольшого размера, как «челябинский», гораздо больше, но даже без глобальной катастрофы они смогут навредить порядочно. Если научиться предупреждать их прилёт хотя бы за несколько дней, можно успеть среагировать — например, власти могут предупредить население и попросить не подходить близко к окнам (это пригодилось бы челябинцам в феврале 2013 года), а в более драматических ситуациях — эвакуировать людей.

Существующие проекты планетарной защиты, как правило, ориентируются на поиск крупных опасных для Земли астероидов с предупреждением о возможном столкновении за много лет, или, наоборот, на системы раннего предупреждения (несколько недель или дней) о взрывах в атмосфере сравнительно небольших тел вроде челябинского метеорита. Проект NEOMIR Европейского космического агентства призван заполнить важную брешь в наших возможностях предвидеть столкновение с опасным космическим объектом.

Астероиды мы видим так же, как и планеты: потому что они отражают свет Солнца. Но когда астероид пролетает близко к Солнцу, обнаружить его становится труднее. А если астероид проходит на фоне диска Солнца, увидеть его нереально. Для наблюдений с Земли задача усложняется ещё больше: на значительной части небосвода со стороны Солнца образуется «слепое пятно», и космический объект с этой стороны становится невидимым из-за солнечной засветки.

Планируемая станция ESA NEOMIR будет находиться на орбите вблизи точки Лагранжа L1 между Землёй и Солнцем. Она всегда будет оставаться в одном и том же положении по отношению к этим двум телам. Таким образом, телескоп на станции сможет зафиксировать астероиды, которые направляются к Земле со стороны Солнца. Напомним, что более популярная для космических аппаратов — «парная» к L1 точка L2 с другой стороны Земли; там пролегает орбита таких обсерваторий, как телескоп Джеймса Уэбба и других аппаратов, которые, наоборот, нужно спрятать от излучения Солнца. Станции NEOMIR не будет мешать земная атмосфера, а её телескоп сможет наблюдать небо в инфракрасном диапазоне. Поэтому она сможет включить в поле обзора «кольцо» вокруг Солнца, объекты в котором невозможно заметить с Земли. Таким образом, она будет замечать астероиды, пролетающие между Землёй и Солнцем. Любое из таких космических тел, представляющее угрозу для Земли, неизбежно в какой-то момент появится в этом кольце обзора.

Поскольку NEOMIR будет наблюдать в инфракрасной части спектра, она сможет зафиксировать тепловое излучение от самого астероида. С Земли такие наблюдения провести сложно, потому что собственное инфракрасное излучение астероида будет поглощаться земной атмосферой. Но для наблюдений из космоса таких проблем не возникнет, и станция сможет обнаружить объекты, которые располагаются на небесной сфере очень близко к Солнцу — значительно ближе, чем мы можем увидеть с Земли.

NEOMIR сможет определять астероиды размером более 20 метров, которые направляются к Земле, по крайней мере за три недели до входа в атмосферу. Самый неблагоприятный сценарий — астероид, который удастся заметить только в момент пролёта возле станции, и летящий прямо на Землю. Но и в этом случае предупреждение можно будет выдать как минимум за три дня: это как раз время, за которое самый быстрый астероид сможет долететь до Земли с расстояния точки Лагранжа L1 (примерно 1,5 миллиона км до Земли).

Запуск космического аппарата миссии планируется около 2030 года при помощи ракеты Ariane 6-2. Сейчас проект находится на стадии «раннего планирования». Для аппарата потребуется полуметровый телескоп с двумя инфракрасными каналами, которые будут улавливать волны в диапазоне 5—10 микрометров. Этот телескоп ещё предстоит разработать, предварительные требования к возможностям его детекторов примерно такие же, как к инфракрасным детекторам спектрометра NIRSpec телескопа Джеймса Уэбба, но с тем, что требуемые длины волн будут более короткими.