Изучить потенциально опасный астероид Апофис с близкого расстояния, не отправляя к нему специальную миссию, предложили российские ученые. Использовать для этого в 2029 году можно космическую обсерваторию «Спектр-Рентген-Гамма», которая к тому времени завершит работу и сможет отправиться к астероиду в момент его близкого пролета у Земли. Что сможет дать эта миссия и стоит ли бить телескопом по астероиду, RTVI рассказал ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт.
Ваш недавний доклад на Королевских чтениях посвящен предложению найти для российской космической обсерватории «Спектр-Рентген-Гамма» после завершения ее работы новую цель — астероид. Какие можно вспомнить интересные примеры продления космических миссий?
Наиболее часто упоминаемый пример это — американская миссия ISEE-3, которая работала в окрестностях солнечно-земной точки либрации L1 (Точка Лагранжа) и изучала солнечный ветер. Миссия была успешно завершена, и в 1982 году как раз началось соревнование, кто раньше долетит до кометы Галлея. И когда время стало поджимать, американец Роберт Фаркуар сказал, что эта миссия выполнена, давайте мы аппарат перенаправим к новой цели, к комете. В итоге европейско-советский консорциум направил к комете Галлея три аппарата, и это был исключительно успешный проект, а Фаркуар добился того, что аппарат ISEE-3 был переименован в ICE и отправлен к комете Джакобини-Циннера. У аппарата оставалось топливо, за счет пяти гравитационных маневров у Луны он долетел до кометы, пролетел через хвост, все были счастливы, Фаркуар получил поздравления от Рейгана. А через 30 лет этот аппарат вернулся к Земле, оказался жив, и его хотели вновь отправить на орбиту около точки L1. У него все работало, но не хватило газа в баллонах для наддува топлива.
В прошлом году после известных событий немцы отключили свой телескоп eROSITA в составе обсерватории СРГ. Когда по плану она прекратит работу и сколько топлива на ней останется?
Запланировано, что СРГ, запущенный в 2019 году, через шесть лет после запуска завершит свою миссию. Четыре года — обзор неба, еще два года на исследование выбранных участков. После 2025 года мы предлагаем попробовать изучать астероиды, потому что с этой орбиты удобно отправиться к астероидам и пролететь рядом с ними. К тому времени на его борту останется около 180 кг топлива, этого достаточно для таких операций.
А не захочет ли научная команда миссии продолжить рентгеновские наблюдения?
До завершения основной программы исследований, быть может, преждевременно строить планы, которые выглядят как повышающие риски выполнения основной задачи. К рискам относятся расходы топлива, не направленные на решение основной задачи. Всегда спокойнее поддерживать некий аварийный запас топлива на случай непредвиденных ситуаций. Между прочим, был такой случай с аппаратом SOHO в 1998 году. Аппарат эксплуатировался на орбите около точки L1. Из-за ошибки в определении траектории для исправления последствий пришлось потратить почти все имевшееся на борту топливо.
Поэтому не ясно, какое будет принято решение. Если основные задачи будут решены, мы можем попросить людей поделиться. Тем более, что они при этом совершенно не пострадают: в процессе этих операций они смогут продолжать все свои наблюдения.
Почему вами был выбран потенциально опасный околоземный астероид Апофис?
Оказалось, что если мы хотим отправиться к астероиду и вернуться обратно, то лучше всего подходит Апофис, потому что он как раз прилетит к Земле в 2029 году. На полет к астероиду и обратно СРГ надо дать небольшой импульс — всего 170 м/с.
Что нового мы сможем узнать об Апофисе, подлетев к нему на аппарате, создававшемся совсем для других целей?
Апофис пролетит мимо Земли 13 апреля 2029 года на расстоянии всего 30 тыс. км. И наземные средства будут максимально использованы, чтобы его как-то исследовать. Но что довольно трудно определить наземными средствами — его масса. А если аппарат пролетит, скажем, на расстоянии 1000 километров или ближе, то мы можем определить его массу с хорошей точностью.
А это очень интересно и важно хотя бы потому, что он до последних дней рассматривался как наиболее опасный астероид. Я напомню, что поначалу считалось, что Апофис попадет в Землю, правда, не в 2029 а в 2036 году, и только в 2011 году удалось подтвердить, что он точно промахнется.
Апофис сможет заметно отклонить орбиту аппарата, чтобы по траекторным измерениям мы могли точно определить массу астероида.
Фактически вы предлагаете использовать рентгеновский телескоп, как болванку для измерения гравитационного воздействия на нее, ведь он даже не сможет изучить его в оптическом диапазоне. Почему для тех же целей нельзя использовать летающие на близких орбитах спутники и сделать то же самое?
Это очень хорошая идея, но ее почему-то пока никто не предлагает.
По крайней мере, для этого не надо со своей орбиты снимать никакие аппараты, тратить топливо…
Что касается съемки астероида, то на СРГ есть своя оптика, но она предназначена для других целей. Там есть два французских звездных датчика и один российский. И у российского есть возможность поработать как небольшой телескоп — разработчики говорят, что мы можем это сделать. Для этого нужно лишь доработать софт. Софт там продвинутый, и мы его можем изменить с Земли.
В сентябре американцы в рамках миссии DART ударили по астероиду, и результаты оказались очень интересными. Почему в научных целях не ударить по Апофису?
В том сценарии, о котором мы говорим, удар не предусматривается. Пока язык даже не поворачивается такое предлагать.
Потому что это телескоп?
Да. Поживем-увидим. Пока что нужно быть готовым к любым вариантам, даже к такому.
Зачем после облета астероида возвращаться в исходную точку L2?
Дело в том, что этот аппарат не рассчитан на работу далеко от Земли, это связано с дальностью передачи данных.
Несмотря на то, что в 2022 году немцы выключили свой рентгеновский телескоп на СРГ, обсерватория остается российско-немецкой миссией, должны ли мы будем спрашивать у Германии разрешение на ее продление и полет к другой цели?
Если короткий ответ, то должны. Мы рассчитываем, что еще не конец света, и мы будем с ними продолжать сотрудничать. Если мы на это рассчитываем, то нужно как-то и отношения поддерживать, чтобы не было нареканий с их стороны. Пока что никаких оснований для нареканий с их стороны нет. Наоборот, есть с нашей стороны, ведь по соглашению у нашего телескопа все небо — наше. А у немецкого полнеба их, полнеба — наше. То есть у нас отняли полнеба.
Какие аппараты, также находящиеся в точках Лагранжа, можно направить к другим целям после окончания их работы?
Тот же СРГ можно отправить к астероиду 1990 MU в 2027 году. Космический аппарат Deep Space Climate Observatory перевести на траекторию полета к астероиду XF11 в 2028 году. И наконец, аппарат Gaia за счет небольшого импульса скорости может быть направлен в 2026 году к астероиду 1997 NC1.
Кто и как считал траекторию полета к астероиду?
Главный исполнитель этих работ в команде — Максим Пупков, младший научный сотрудник, аспирант (ИКИ РАН/Самарский аэрокосмический университет). Он занимается этими проблемами вместе с другими коллегами. Для расчетов используется американская программа NASA GMAT.
Почему мы используем для просчета траекторий наших аппаратов американский софт?
На это трудно ответить. Одно время подобные программы разрабатывал Институт прикладной математики Келдыша.
Надо понимать, что это занятие дорогостоящее, но оно того стоит. Если у нас этого не понимают, то мы имеем, что имеем. Вы спросите — а как у других? Знаете, у других тоже не очень хорошо. Как вы думаете, какими программами европейцы пользуются? Они ведь плевались и ругались, но пользуются тоже американскими GMAT и другими программами.
Просто, когда речь идет о том, что можно сделать быстрее всего и с нужными характеристиками, получается, что американцы побеждают здесь, и не только нас. Я не знаю, между прочим, чем пользуются китайцы, очень интересно, подозреваю, что тоже GMAT. Сейчас наши инженеры, научные сотрудники предпочитают использовать американский софт, поскольку он более удобен.
Он открытый? И нет ли у нас тут критической зависимости от его разработчика?
Это, безусловно, открытый софт. Но к нему есть разные уровни поддержки. И если появляются какие-то модификации, изменения, нам этого может уже не достаться. Американцы в свое время на это не жалели денег, устраивали курсы, которые оплачивали даже за свои деньги. То есть они приучали людей, а когда люди приучились, они, конечно же, становятся зависимыми. Но эта зависимость точно не является критической.
На каком уровне должно приниматься решение о продлении миссии СРГ и выборе новой цели?
Могу сказать, что это решение очень высокого уровня, на уровне Роскосмоса. Конечно и академические структуры, Совет РАН по космосу должны принимать участие. Здесь главные участники, естественно, ИКИ РАН, Институт прикладной математики имени Келдыша и НПО Лавочкина.
Недавний близкий пролет у Земли астероида 2023 BU, открытого всего за несколько дней до этого крымским астрономом Геннадием Борисовым, напомнил об опасности околоземных объектов, которые мы не можем отследить заранее, особенно, если они подлетают со стороны Солнца. Что надо сделать для их более эффективного обнаружения?
Орбитальная диаграмма из программы просмотра сближения CNEOS показывает траекторию астероида 2023 BU — красным цветом — во время его сближения с Землей
NASA / JPL-Caltech
После открытия Апофиса в 2004 году произошло радикальное изменение в отношении к проблеме со стороны тех, кто управляет бюджетами. Я могу сказать, что до Апофиса известных потенциально опасных астероидов насчитывалось порядка 5000. А сейчас, когда развернуты новые системы космические и наземные, которые в значительной мере даже превосходят космические, таких астероидов насчитывается больше 30 тыс. И каждую неделю и чуть ли не раз в день открывают новые такие астероиды. То есть здесь делается много больше, чем это было раньше.