Кроме того, ученые должны были выявить наиболее опасные их них и предложить проект их уклонения от планеты. NASA в настоящее время отслеживает в основном самые крупные космические объекты, диаметр которых составляют более километра. Однако по крайней мере 769 известных астероидов и комет, диаметр которых не превышает 140 метров, наблюдаются не так пристально. Хотя ученые отмечают, что даже небольшие объекты представляют угрозу Земле, поскольку их взрывы вблизи планеты в результате нагрева могут привести к значительным разрушениям. Чтобы в полной мере отслеживать движение астероидов, NASA предлагает два варианта: либо построить новый наземный телескоп стоимостью 800 миллионов, либо запустить космический инфракрасный телескоп стоимостью 1,1 миллиардов. Администрация США считает оба варианта слишком дорогими [6].

Таким образом, космос полон опасностями для жизни, особенно астероидами, метеоритами, кометами, грозящими врезаться в Землю. Число опасностей возрастает по мере удаления в космос: например, сверхновые, которые выбрасывают достаточно излучения, чтобы пробить защитный озоновый слой Земли. Новое исследование показало, что для этого бывшая звезда должна оказаться на расстоянии 25 световых лет от Земли - так близко, что это может случиться только раз или два в миллиард лет. Ранее считалось, что этот риск гораздо выше. Физик Мальвин Рудерман из Колумбийского университета в 1974 году подсчитал, что космические и гамма-лучи от сверхновой, находящейся на расстоянии 50 световых лет, за десятки лет могут уничтожить большую часть озонового слоя. Но последние оценки Нила Герельса из Goddard Space Flight Center позволяют вздохнуть с облегчением. Ученый использовал подробную модель атмосферы, чтобы понять, как оксид азота - соединение, появление которого катализируется радиацией сверхновой - будет разрушать озон. Оказалось, что для того, чтобы сквозь атмосферу проникало вдвое больше ультрафиолетовых лучей, чем сейчас, звезда должна взорваться на расстоянии не больше 25 световых лет. Сегодня на столь небольшой дистанции до Земли нет ни одной достаточно крупной звезды, чтобы она погибла, превратившись в сверхновую. Более того, подобные звезды очень редко приближаются к Солнечной системе, так что сверхновая здесь может появляться не чаще раза в 700 миллионов лет.

Существует опасность, от так называемых черных дыр. Известный физик Стефан Хоукин вынужден был пересмотреть свою теорию черных дыр. Прежде считалось, что ни один объект не способен выйти из мощного гравитационного поля черной дыры. Однако впоследствии ученый пришел к выводу, что информация об этих объектах, попавших в космическую дыру, может быть излучена обратно в трансформированном виде. Эта извращенная информация, в свою очередь, меняет сущность объекта. "Зараженный" подобным образом объект трансформирует любую информацию о предмете, который встречается у него на пути. При этом если облако достигнет Земли, то эффект его воздействия на планету будет сродни тому, как если пролить на рукописный чернильный текст воду, которая разъедает слова и превращает в месиво.

Опасны вспышки на Солнце. Межпланетная ударная волна, порожденная солнечной вспышкой, достигнув Земли вызывает, полярное сияние, видимое даже в средних широтах. Скорость выброшенного материала может составлять около 908 км/с (наблюдалась в 2000 г.). Выброс, состоящий из гигантских облаков электронов и магнитных полей, достигнув Земли способен вызвать крупные магнитные бури, способные прерывать спутниковую связь. Выбросы корональной массы могут уносить до 10 миллиардов тонн наэлектризованного газа из короны Солнца, распространяющегося со скоростью до 2000 км/c. Так как их становятся все больше и больше, они окутывают Солнце, формируя ореол вокруг нашей звезды. Это может звучать угрожающе, но на самом деле такие выбросы не представляют опасности для людей, находящихся на Земле. Магнитное поле нашей планеты служит надежным защитным экраном против солнечного ветра. Когда солнечный ветер достигает магнитосферы - области вокруг Земли, контролируемой ее магнитным полем - большая часть материала отклоняется далеко за пределы нашей планеты. Если волна солнечного ветра велика, она может сжимать магнитосферу и вызывать геомагнитный шторм. В предыдущий раз такое событие произошло в начале апреля 2000 года.

Сущность метеоритов и комет

Метеорит - твёрдое тело космического происхождения, упавшее на поверхность Земли. Большинство найденных метеоритов имеют вес от нескольких граммов до нескольких килограммов. Крупнейший из найденных метеоритов - Гоба (вес 60 тонн).

Небесное тело, пролетающее атмосферу Земли и оставляющее в атмосфере яркий светящийся след (не зависимо от того, пролетит ли оно по касательной к поверхности Земли, сгорит ли в атмосфере, или упадет на Землю), называется метеором, если оно не ярче 4-й звёздной величины. В противном случае (ярче или заметны угловые размеры тела) - болидом.

Космическое тело до падения называется метеорным телом и классифицируется по астрономическим признакам, например, это может быть метеороид, или комета, или астероид, или их осколки, или другие метеорные тела. Аналогичные падению метеорита явления на других планетах и небесных телах обычно называются просто столкновениями между небесными телами.

На месте падения метеорита может образоваться кратер. Один из самых известных - Аризонский кратер. Предполагается, что наибольший метеоритный кратер на Земле - Кратер Земли Уилкса (диаметр около 500 км)

Другие названия метеоритов: аэролиты, сидеролиты, уранолиты, метеоролиты, бэтилиямы (baituloi), небесные, воздушные, атмосферные или метеорные камни и т.д.

Метеорное тело входит в атмосферу Земли на скорости около 11-25 км/сек. На такой скорости начинается разогрев и свечение вошедшего в атмосферу тела. За счет абляции (обгорания и сдувания набегающим потоком частиц вещества метеорного тела) масса, долетевшая до земли, м.б. меньше, а в некоторых случаях значительно меньше той массы, что вошла в атмосферу. (так, например, тело, вошедшее в атмосферу Земли на скорости 25 км/с и более - сгорает почти без остатка, из десятков и сотен тонн начальной массы, при такой скорости вхождения, до земли долетает всего несколько килограмм вещества, или даже несколько грамм.) Следы сгорания метеорного тела в атмосфере можно найти на протяжении почти всей траектории его падения.

Если метеорное тело не сгорело в атмосфере, то по мере торможения метеорит теряет горизонтальную составляющую скорости, что приводит к траектории падения часто почти горизонтальной вначале (при входе в атмосферу) и почти вертикальной (почти отвесной) в конце. По мере торможения свечение метеорита падает, метеорит остывает (часто свидетельствуют, что метеорит был при падении теплый, но не горячий). Кроме того, может произойти разрушение метеорного тела на фрагменты, что приводит к выпадению Метеоритного дождя.

Наиболее часто встречаются каменные метеориты (92,8% падений). Они состоят в основном из силикатов: оливинов (Fe, Mg) 2SiO4 (от фаялита Fe2SiO4 до форстерита Mg2SiO4) и пироксенов (Fe, Mg)SiO3 (от ферросилита FeSiO3 до энстатита MgSiO3).

Подавляющее большинство каменных метеоритов (92,3% каменных, 85,7% общего числа падений) - хондриты. Хондритами они называются, поскольку содержат хондры - сферические или эллиптические образования преимущественно силикатного состава.

Классификация по методу обнаружения: падения (когда метеорит находят после наблюдения его падения в атмосфере); находки (когда метеоритное происхождение материала определяется только путём анализа);

Кометы являются одними из самых эффектных тел в Солнечной системе. Это своеобразные космические айсберги, состоящие из замороженных газов сложного химического состава, водяного льда и тугоплавкого минерального вещества в виде пыли и более крупных фрагментов. Ежегодно открывают 5-7 новых комет и, довольно часто, один раз в 2-3 года вблизи Земли и Солнца проходит яркая комета с большим хвостом. Кометы - тела Солнечной системы, имеющие вид туманных объектов, обычно со светлым сгустком-ядром в центре и хвостом. Вдали от Солнца у комет нет никаких атмосфер и они ничем не отличаются от обычных астероидов. При сближении с Солнцем на расстояния примерно 11 а.е. у них сначала появляется газовая оболочка неправильной формы (кома). Кома вместе с ядром (телом) называется головой кометы. В телескоп такая комета наблюдается как туманное пятнышко и ее можно отличить по виду от какого-нибудь удаленного звездного скопления только по заметному собственному движению. Затем, на расстояниях 3-4 а.е. от Солнца у кометы, под действием солнечного ветра, начинает развиваться хвост, который становится хорошо заметным на расстоянии менее 2 а.е.

Причины их возникновения до конца не ясны, но уже понятно, что они возникают при взаимодействии комет с солнечным ветром - потоком заряженных частиц (в основном протонов и электронов), вытекающим из Солнца со скоростью 350-400 км/с, а также с силовыми линиями межпланетного электромагнитного поля.

Хвосты могут иметь разную форму, которая зависит от природы частиц, его составляющих: на частицы действует сила гравитационного притяжения, зависящая от массы частицы, и сила давления света, зависящая от площади поперечного сечения частиц

Маленькие частицы будут легче уноситься светом прочь от Солнца, а большие будут охотнее к нему притягиваться. Соотношение двух сил и определяет степень изогнутости кометного хвоста. Газовые хвосты будут направлены прочь от Солнца, а корпускулярные, пылевые, будут отклоняться от этого направления. У кометы может быть даже несколько хвостов, состоящих из частиц разного рода. Бывают и совсем аномальные случаи, когда хвост вообще направлен не от Солнца, а прямо к нему. Видимо, такие хвосты состоят из довольно тяжелых и больших пылевых частиц. Плотность кометного хвоста, простирающимся иногда на десятки и даже сотни миллионов километров, ничтожна, так как состоит он только из разреженного светящегося газа и пыли. При сближении кометы с Солнцем хвост может разделиться, приобретая сложную структуру. Голова же кометы увеличивается до максимального размера на расстояниях 1,6-0,9 а.е., а затем уменьшается.

Практически вся масса вещества кометы заключена в ее ядре. Массы ядер комет, вероятно, находятся в пределах от нескольких тонн (мини-кометы) до 1011-1012 т.

В отличие от планет и абсолютного большинства астероидов, движущихся по стабильным эллиптическим траекториям и поэтому вполне предсказуемых при своих появлениях (для надежного расчета орбиты каждого из этих тел достаточно измерить его координаты всего в трех точках траектории движения), с кометами дело обстоит намного сложнее. На основе накопленных наблюдательных данных установлено, что абсолютное большинство комет также обращается вокруг Солнца по вытянутым эллиптическим орбитам. Но на самом деле, ни одна комета, пересекающая планетные орбиты, не может двигаться по идеальным коническим сечениям, поскольку гравитационные воздействия планет постоянно искажают ее "правильную" траекторию (по которой она бы двигалась в поле тяготения одного Солнца. Реальный путь кометы в межпланетном пространстве извилист и методы небесной механики (науки о движении небесных тел) позволяют вычислить только среднюю орбиту, которая совпадает с истинной не во всех точках.

Кометы делят на два основных класса в зависимости от периода их обращения вокруг Солнца.

Короткопериодическими называют кометы с периодами обращения менее 200 лет, а долгопериодическими - с периодами более 200 лет. Наклоны орбит долгопериодических комет по отношению к плоскости эклиптики распределены случайным образом

Короткопериодических комет сейчас известно более 200. Как правило, их орбиты расположены очень близко к плоскости эклиптики. Все короткопериодические кометы являются членами разных кометно-планетных семейств.

Считается, что все эти короткопериодические кометы вначале были долгопериодическими, но в результате длительного гравитационного влияния на них больших планет они постепенно перешли на орбиты, связанные с соответствующими планетами, и стали членами их кометных семейств

В конце концов, кометы разрушаются, некоторые из них порождают рой метеорных тел - ледяных и пылевых частиц, вращающихся по прежней орбите, и называемые метеорными потоками. В частности, считается, что "матерью" самого известного потока Персеид является комета Свифта-Туттля. Другой нашумевший в 1999-м и 1998-м годах - поток Леонид - порожден кометой Темпеля-Туттля. При прохождении Земли через кометные хвосты не было замечено никаких, даже самых незначительных эффектов. Опасность для Земли могут представлять только кометные ядра.

Большинство комет появляется только один раз и затем навсегда исчезает в глубинах Солнечной системы, там, откуда они пришли. Но есть и исключения - периодические кометы.

У всех комет при их движении в области, занятой планетами, орбиты изменяются под действием притяжения планет. При этом среди комет, пришедших с периферии облака Оорта, около половины приобретает гиперболические орбиты и теряется в межзвездном пространстве. У других, наоборот, размеры орбит уменьшаются, и они начинают чаще возвращаться к Солнцу. Изменения орбит бывают особенно велики при тесных сближениях комет с планетами-гигантами. Известно около 100 короткопериодических комет, которые приближаются к Солнцу через несколько лет или десятков лет и поэтому сравнительно быстро растрачивают вещество своего ядра.

Орбиты комет скрещиваются с орбитами планет, поэтому изредка должны происходить столкновения комет с планетами. Часть кратеров на Луне, Меркурии, Марсе и других телах образовались в результате ударов ядер комет В наше время иногда среди населения высказываются опасения, что Земля столкнется с кометой. Столкновение Земли с ядром кометы крайне маловероятное событие. Возможно, такое столкновение наблюдалось в 1908 г. как падение Тунгусского метеорита. При этом на высоте нескольких километров произошел мощный взрыв, воздушная волна которого повалила лес на огромной площади.

Способы защиты от метеоритов и комет

Исследователи, занимающиеся изучением задач, связанных с защитой Земли от космогенных катастроф, сталкиваются с двумя фундаментальными проблемами, без решения которых разработка активных средств противодействия невозможна в принципе. Первая проблема связана с отсутствием твердых данных по физико-химическим и механическим свойствам околоземных объектов (ОЗО), несущих Земле потенциальную угрозу. В свою очередь решение первой проблемы невозможно без решения еще более фундаментальной проблемы - происхождения малых тел Солнечной системы. На сегодня неизвестно представляют ли ОЗО груду щебня или слабосвязанных обломков, сложены ли они твердыми скальными, осадочными или пористыми породами, являются ли ОЗО загрязненным льдом или замороженным комом грязи и т.д. Положение еще более усугубляется, если принять во внимание, что часть ОЗО, возможно, если не все, являются не астероидами, а представляют собой “спящие” или “выгоревшие кометные ядра”, т.е. потерявшие летучие компоненты (лед, смерзшиеся газы), “маскирующиеся” по внешним признакам под астероиды. Короче говоря, налицо полная неясность последствий применения к таким телам активных средств противодействия.

Причина такого положения кроется в недооценке наукой важности проведения космических исследований малых тел Солнечной системы. Все усилия космонавтики с самого ее рождения были направлены на изучение околоземного пространства, Луны, планет и их спутников, межпланетной среды, Солнца, звезд и галактик. И вот в результате такой научной политики мы сегодня оказались совершенно беззащитными перед лицом грозной опасности, исходящей из Космоса, несмотря на впечатляющие достижения космонавтики и наличия целого Монблана ракетно-ядерного оружия.

Однако, ученые в последнее время, по-видимому, прозрели. Если проанализировать программы НАСА и ЕКА по исследованию Солнечной системы, то явно наблюдается тенденция по наращиванию темпа изучения малых тел.

Неясность с природой комет, приведшая к полному параличу разработок средств активного воздействия на опасные кометы, еще ранее породила ряд проблем, над которыми давно и пока безуспешно ломают головы ученые [7]. Так какое же отношение все эти исследования имеют к защите Земли от космогенных катастроф? Самое, что ни на есть непосредственное и даже можно сказать - определяющее. Результаты исследования кометного вещества, дают возможность совершенно с иных позиций рассмотреть некоторые события в истории и Земли и проблему защиты Земли от космогенных катастроф.

Последняя глобальная космогенная катастрофа в истории Земли.

Теперь, на основе развиваемой концепции, результатов исследований последствий падения на Землю космических тел, проведенных Вычислительным Центром (ВЦ) РАН и некоторых данных по Тунгусской катастрофе, вырисовывается наиболее вероятный сценарий космогенной катастрофы среднего масштаба, с которой рано или поздно обязательно столкнется цивилизация.

Первые три ночи после падения Тунгусского метеорита в Европе и западной части Азии были на редкость светлыми, можно было даже читать газету. Предложенные гипотезы, объясняющие этот феномен, так или иначе, видят первопричину в кометной пыли, выпавшей на атмосферу. Частицы пыли стали центрами конденсации паров в высотных слоях атмосферы, а образовавшиеся капли переотражали лучи Солнца, находящегося в эти дни неглубоко за горизонтом. Было также зафиксировано, что в последующие месяцы погода в Европе была дождливая и средняя температура понизилась на 0,3 градуса.

Результаты расчетов, проведенных в ВЦ РАН, показывают, что падение даже небольших, от 200м в диаметре, тел (диаметр Тунгусского метеорита оценивается в ~50м) приводит к серьезной запыленности атмосферы, после чего в течение нескольких дней происходит резкое падение температуры воздуха до минусовых значений, даже в летнее время. Кроме того, резко увеличивается количество осадков. Вымывание пыли из атмосферы длится ~1 месяц. С увеличением размера падающих тел эти возмущения атмосферы, будут пропорционально возрастать. Положение может еще более усугубиться, из-за дополнительной запыленности высотных слоев атмосферы, в результате сброса там пылевой оболочки ядра кометы.

Таким образом, можно констатировать, что падение космических тел на Землю, запускает механизм, который по суммарной энергетике воздействия на атмосферу и гидросферу на много порядков превысит кинетическую энергию упавшего тела. Пыль воздушными течениями разнесется по атмосфере и станет экранировать поступления солнечной радиации к земной поверхности. В тоже время она не мешает инфракрасному излучению беспрепятственно уходить в космическое пространство с этой поверхности, что в свою очередь приведет к выхолаживанию тропосферы. Так как воды мирового океана еще не остыли, интенсифицируются процессы тепломассобмена между холодной сушей и еще теплым океаном, что вызовет резкое увеличение количества осадков, бурь, смерчей и тайфунов.

Приведенные выше рассуждения преследуют вполне определенную цель - показать, что падения, даже небольших кометных ядер в любую точку земного шара, не оставляющих даже кратеров на Земле, приводит к резкому, кратковременному изменению климата и катастрофическим наводнениям в некоторых районах земного шара.

В тоже время, в большинстве оценок ущерба от столкновений учитывается причиненный ущерб только непосредственно в месте падения космического тела, а это уводит нас от действительности. Такая оценка действует успокаивающе, так как площади с высокой плотностью населения составляют незначительную часть земной поверхности.

Как же защититься от этих вполне реальных напастей. Для начала необходимо как минимум знать, какие тела нам угрожают, какими свойствами они обладают, откуда приходит угроза. Предложенная концепция позволяет дать научно обоснованные ответы на эти вопросы. И хотя она, разработанная, кстати, на основе классической теории извержения комет, идет вразрез с общепринятыми взглядами на эти проблемы, но так как эти проблемы пока еще не решены, концепция имеет право на существование.

Дмитриев Е.В., ныне ветеран КБ “Салют” ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, проводит исследования ключевых проблем космогонии. По вопросу о защите Земли от космогенных катастроф предложил стратегическую концепцию по защите Земли от опасных эруптивных комет и считает их основными виновниками космических катастроф Земли. В соавторстве провел исследования ключевых проблем защиты Земли от опасных космических объектов (ОКО), разработал тактику ближнего перехвата ОКО, предложил сублимационный способ увода опасных комет, предложил порядок действий по Гражданской защите в случае надвигающейся космической опасности и т.п.

Есть все основания попробовать варианты решения означенных задач, руководствуясь следующими положениями.

1) Основными виновниками космогенных катастроф Земли являются исключительно кометы. Астероиды, пересекающие земную орбиту, являются ни чем иным, как “погасшими” или “выгоревшими” кометными ядрами, маскирующимися под астероиды. Астероиды Главного пояса имеют очень устойчивые орбиты, о чем говорит древний возраст метеоритов ~4,5 млрд. лет, а падающие на Землю метеориты, как уже давно доказано, являются осколками астероидов.

2) Кометы образуются внутри Солнечной системы, путем извержения (выброса) материи из систем планет-гигантов, они имеют небольшой срок жизни и малый возраст. Вопросы, с каких конкретно небесных тел происходит выброс комет, и каков механизм выброса, остаются пока открытыми.

3) Кометы состоят из материнских пород тектитов и субтектитов и представляют собой сцементированный смерзшимися газами и водным льдом конгломерат осадочных и изверженных пород с включениями никелистого железа. Они обладают высокой пористостью и имеют малую прочность.

Стратегия защиты Земли от таких комет в следующем: в качестве первоочередной задачи нужно установить в системах планет-гигантов дозорные зонды, способные фиксировать начало выброса кометных ядер, что позволит заведомо знать минимальное располагаемое время на отражение опасных комет. Начинать нужно с системы Юпитера, которая, судя по внушительному семейству ее короткопериодических комет, обладает наибольшей эруптивной активностью. Самое простое, что можно предложить на первом этапе создания системы защиты Земли, это дооборудовать уже существующие стартовые комплексы, с которых запускаются межпланетные космические аппараты. В связи с отсутствием жесткого ограничения на время, необходимое для подготовки к пуску ракеты-носителя с перехватчиком комет, даже в случае первого сближения с Землей только что родившейся кометы, достаточно будет иметь в составе этих стартовых комплексов несколько комплектов перехватчиков и периодически обновляемых ракетоносителей. Количество комплектов уточняется в процессе разработки проекта. В дальнейшем следует создать специализированный противокометный ракетно-космический комплекс (ПК РКК) [8].

Каким же образом заставить обнаруженную опасную комету свернуть с рокового пути? Для этого случая уже имеется способ, предложенный совместно ЦНИИМАШ на международной конференции по защите Земли, состоявшейся в г. Снежинске, 1994 г. Согласно законам небесной механики любое воздействие на комету должно изменить параметры ее орбиты. Задача состоит в том, чтобы это воздействие не разрушило ее ядро и в тоже время быть достаточным для обеспечения гарантированного пролета мимо Земли. Наиболее вероятно, что атаку на комету придется осуществлять на пересекающихся орбитах, на высоких относительных скоростях, достигающих нескольких десятков км/c. Поэтому наиболее легко реализуемый является надповерхностный ядерный взрыв. Рекомендуемая мощность боеприпаса 10-20 Мт. К сожалению, какой-либо разумной альтернативы ядерному заряду, пока не просматривается. В результате такого взрыва, с поверхности кометного ядра сносится ее корка и ядро получает небольшой импульс. Далее, под действием солнечной радиации должен резко усилиться сублимационный реактивный эффект, который создаст небольшую, но постоянно действующую тягу и комета начнет сходить с опасной орбиты.

Конечно, одного такого воздействия на комету будет явно недостаточно. Основная задача - не дать образовываться поверхностной корке, препятствующей процессу сублимации. Поэтому предполагается последовательные пуски нескольких перехватчиков. В зависимости от массы кометы их число может достигать нескольких десятков. Для повышения эффективности каждый перехватчик является навигатором для идущего следом. Такая тактика отражения комет обеспечит последовательные мягкие воздействия на ядро, периодическое обнажение внутренних пород, что в свою очередь позволит получить максимальную отдачу от сублимационного реактивного эффекта. Такая же тактика должна быть применена и для околоземных объектов, являющихся, согласно предложенной концепции, ни чем иным, как неактивными кометными ядрами, которые по своим оптическим характеристикам практически не отличаются от астероидов.

Развитие высоких технологий позволило астрономам открыть половину из наиболее опасных космических тел километрового диапазона, блуждающих в космосе. Космическая техника позволит нам противостоять не очень крупным объектам (порядка 50-500 метров) с помощью ядерных устройств. Речь идет не о военных зарядах, а о специальных устройствах, которые позволят разбить и рассыпать в пыль опасные метеориты. Мы надеемся, что более крупные опасные тела астрономы смогут открыть заранее, и у нас будет достаточно времени, чтобы изучить их поведение и попытаться изменить траекторию, чтобы отвлечь катастрофу от Земли.

Согласно, концепции системы планетарной защиты "Цитадель". “В первую очередь, опасный объект надо обнаружить. Для этого необходимо организовать единую глобальную систему контроля космического пространства и ряд региональных центров перехвата опасных объектов, например, в России и Америке, в странах с необходимым арсеналом защиты. После обнаружения опасного тела заработают все службы наблюдения на Земле, а информация будет обрабатываться в специально созданном центре планетарной защиты, где ученые вычислят место падения, объем предварительного разрушения и выработают рекомендации для правительства. После этой работы взлетят космические аппараты, сначала для разведки и определения параметров траектории, размеров, формы и прочих характеристик угрожающего объекта. Затем полетит аппарат-перехватчик с ядерным зарядом, который разрушит тело или изменит его траекторию. Создание системы оперативного перехвата позволит заранее обнаружить более крупные объекты и сосредоточить усилия региональных служб на борьбе с угрозой. Мы можем защититься, но наши возможности не безграничны, и от очень больших объектов, к сожалению, мы спрятаться не сможем, даже если соберем все имеющиеся на планете ядерные заряды. Поэтому, не такой утопичной кажется мысль о создании “Ноева ковчега” на Луне, чтобы спасти человечество” [9].

Проблема астероидной опасности стала осознаваться с 80-х гг. при открытии астероидов, пролетающих мимо Земли и после расчетов последствий «ядерной» зимы.

Изучение орбит малых тел Солнечной системы (комет и астероидов), падение на Юпитер кометы Шумейкера-Леви в 1994 г. свидетельствуют о том, что вероятность столкновения Земли с подобного рода объектами значительно выше, чем это предполагалось ранее. По последним оценкам вероятность столкновения с 50-метровым объектом составляет 1 раз в столетие. Опасное сближение Земли с астероидом Таутатис имело место в декабре 1992 г., когда астероид вошел, по некоторым оценкам, в сферу гравитационного поля Земли. Глобальную катастрофу, грозящую гибелью цивилизации, способна вызвать только космогенная катастрофа - столкновение с крупным астероидом или кометой, так как здесь нет ограничения по энергии.

В настоящее время существуют разные идеи для Защиты Земли от космической опасности. Одна из идей - отклонение траектории космического тела с помощью ракеты с ядерным зарядом. Таким образом, проблема астероидной опасности и защиты Земли включает в себя идеи, которые заложены В.И. Вернадским в исследованиях метеоритов, которые относятся к семье астероидов, и в исследованиях урана. Военные готовы испытать свою технику на пролетающих мимо безопасных астероидах и преувеличивают значимость проблемы в надежде сохранить финансирование.

здоровый жизнь чрезвычайный ситуация гражданский оборона

Научная сторона проблемы, наблюдательные программы

Проблема противодействия астероидно-кометной опасности, как и любая другая сложная проблема, является многоплановой. Первая, научная, сторона проблемы состоит в обнаружении объектов, сближающихся с Землей, определении и каталогизации их орбит, изучении физических свойств, предвычислении возможных столкновений с Землей, оценке последствий этих столкновений, создании соответствующей базы данных объектов, сближающихся с Землей (ОСЗ). Примечательно то, что систематические работы (исследования) в этом направлении астрономы ведут уже в течение 25-30 лет и, как результат, накоплен богатый опыт. Однако при сохранении современных темпов обнаружения АСЗ потребуется несколько столетий, чтобы достичь необходимой полноты обзора. Поэтому нужны современные скоординированные программы по обзору неба с целью как обнаружения новых АСЗ, так и проведения большого объема работ по слежению за ними, уточнению их орбит, изучению их физических характеристик и т. п.

Необходимо отметить, что в ряде стран уже выделены определенные средства и начаты работы в этом направлении.

Техническая сторона проблемы. Возможность противодействия астероидно-кометной опасности

В отличие от других природных катастроф (землетрясений, извержений вулканов, наводнений и др.) падение крупных тел на Землю можно заранее предвычислить и, следовательно, предпринять необходимые меры. Человечество на нынешнем этапе развития цивилизации уже может защитить себя от угрозы столкновения с кометами и астероидами.

Техническая часть проблемы астероидно-кометной опасности - предотвращение возможного столкновения - представляется намного более сложной и дорогостоящей по сравнению с научной. Глобальная система защиты Земли должна включать в себя средства обнаружения ОСЗ, определения орбит ОСЗ и слежения за ними, систему принятия решений по организации противодействия в случае реальной угрозы столкновения, а также средства воздействия на ОСЗ и соответствующие ракетно-космические комплексы для их оперативной доставки. Современный уровень развития науки и технологии позволяет разработать систему защиты Земли от столкновений с астероидами и кометами, хотя для реального создания ее необходимы новые исследования и испытания, включая проведение экспериментов в космосе.

Таким образом, существуют различные технические решения задачи воздействия на опасный космический объект, которые можно разделить на два типа: это разрушение объекта или изменение его траектории. Последнее может быть осуществлено путем сообщения астероиду дополнительной скорости системой ядерных взрывов на его поверхности или двигателями реактивной тяги космического аппарата, рассеяния пылевого облака на пути движения астероида, направленного сброса вещества с его поверхности, окраски части поверхности астероида с целью изменения его альбедо и получения дополнительного импульса и др. Уровень развития технологии в настоящее время позволяет, в принципе, осуществить эти решения. Причем чем раньше астрономы сообщат о возможном столкновении объекта с Землей, тем меньше надо будет затратить энергии и средств для его предотвращения. Выбор способа воздействия будет зависеть от времени до расчетного момента столкновения (времени упреждения) и физических свойств объекта. К последним относятся прежде всего размер тела, форма, плотность и прочность вещества, определяемые типом астероида (силикатный, углистый, металлический). В случае необходимости посадки на поверхность объекта космического аппарата, нужно знать, кроме того, скорость и направление его вращения, а также ориентацию оси вращения в пространстве. Нужно знать также природу ОСЗ - это слабо консолидированное ядро потухшей кометы с прочностью порядка 100-1000 дин/см2, которое легко фрагментируется в атмосфере, или же, например, железо-никелевый астероид с прочностью порядка 1 мрд дин/см2. Все эти характеристики доступны для определения из наземных наблюдений, хотя крайне желательны и космические миссии типа "Галилео", "NEAR", "Клементина".

Таким образом, определение физических характеристик АСЗ является одной из важнейших задач после его обнаружения и определения орбиты. Вопрос о применении ядерных зарядов для изменения орбиты или уничтожения опасного объекта имеет политические, экологические и моральные аспекты. Ядерная технология, безусловно, не экологична, однако ее применение вблизи Земли может стать неизбежным в случае очень малого времени упреждения. Только объединенными усилиями всех стран можно решить проблему прогноза и предотвращения глобальных экологических катастроф и наиболее сильной из возможных - астероидной опасности.

Таким образом, подводя итог данной работы следует сделать такие выводы.

В космосе существует большое количество опасных для жизни на Земле объектов и явлений. К ним относятся: астероиды, метеориты, кометы; вирусы, заносимые данными объектами на землю; “черные дыры” о природе которых спорят ученые; рождение сверхновых звезд вблизи нашей планеты; катастрофической силы вспышки на Солнце. Все эти объекты и явления могут нанести ущерб планете Земля, изменить ее климат, вызвать цунами, наводнения и.т.п, загрязнить окружающую среду опасными веществами, привести к гибели большого числа людей, уничтожить города и целые страны, и даже полностью уничтожить нашу планету. За свое существование наша планета претерпевала много атак космических объектов, многие крупные объекты приводили к изменению климата на ней и весьма повлияли на ее теперешнее состояние. На теле Земли осталось много “шрамов” от астероидов, метеоритов, комет. Поэтому угроза чрезвычайных ситуаций космического характера реальна, и в первую очередь должна быть предметом заботы государств. Программы по защите от космических напастей должны достойно финансироваться и проводится на качественном уровне всеми странами вместе. Должны быть разработаны программы, по защите Земли от угроз из космоса.

Мерами, которые могут помочь в данном вопросе, могут стать: наблюдение за опасными объектами с помощью современных средств, мощных телескопов, внесение их в каталоги, отправка зондов направляемых в космическое пространство для отслеживания опасных объектов, своевременное оповещение людей о надвигающейся угрозе из космоса, их эвакуация в безлопастные местности, укрытия (подземные бункеры), защита людей от опасных последствий космических катастроф (информирование о способах защиты, средства индивидуальной защиты, развертывание госпиталей, помощь пострадавшим и.т.п.) разработка методов и оружия для разрушения опасных космических объектов либо хотя бы смещения орбиты данных объектов, для отвода их от Земли, при особо опасных угрозах, не так фантастичны даже такие разработки, как переселение людей с планеты Земля на другие пригодные для жизни планеты либо постройка искусственного Ноевого ковчега.

Лекция 14. Техногенные пожары и взрывы, обрушения зданий. ЧС на транспорте

Усложнение технологических процессов. увеличение площадей застройки объектов народного хозяйства повышает их пожарную опасность.

По взрывной, взрыво-пожарной и пожарной опасности объекты подразделяются на категории А, Б, В, Г, Д, Е, К. К первой категории относятся нефтеперерабатывающие заводы, химические предприятия, трубопроводы, склады нефтепродуктов; ко второй - цехи приготовления и транспортировки угольной пыли, древесной муки, сахарной пудры, мукомольные мельницы; к третьей - лесопильные, деревообрабатывающие, столярные, мебельные, лесотарные производства. Объекты остальных категорий менее опасны.

Последствия пожаров и взрывов определяются поражающими факторами.

Опасными факторами пожара (ОФП) или поражающими факторами являются:

открытый огонь и искры;

повышенная температура окружающей среды и предметов;

токсичные продукты горения, дым;

пониженная концентрация кислорода;

падающие части строительных конструкций, агрегатов, установок и т. д.

Поражающими факторами взрыва являются:

воздушная взрывная волна, основным параметром которой является избыточное давление в ее фронте;

осколочные поля, создаваемые летящими обломками взрывающихся объектов, поражающее действие которых определяется количеством летящих осколков, их кинетической энергией и радиусом разлета.

Пожары, взрывы с последующими пожарами являются традиционно-опасными для территории России. В наше время пожары зданий и сооружений производственного, жилого, социально-бытового и культурного назначения остаются самым распространенным бедствием.

В 1961 г. в результате пожара в школе в деревне Эльбарусово (Чувашия) погибло 105 детей. В 1977 г. пожар в Московской гостинице «Россия» охватил 3 тыс. м² площади, где жертвами стали 42 чел. В 1993 г. в результате пожара, длившегося неделю был полностью выведен из строя моторный завод КамАЗа. В 1999 г. в результате пожара в Самарском областном управлении внутренних дел погибло более 60 чел.

В 1998 г. в г. Арзамасе в результате взрыва трех вагонов с промышленными взрывчатыми веществами на железнодорожной станции городу был нанесен тяжелый материальный ущерб, погиб 91 человек, пострадало 750 чел, 700 семей остались без крова.

В 1989 г. из-за разрыва продуктопровода вблизи железнодорожного полотна (Башкирия) скопилось большое количество углеводородной воздушной смеси. При прохождении в этом месте двух встречных пассажирских поездов произошел сильнейший взрыв. В результате 11 вагонов были сброшены с полотна, 7 из них сгорели полностью; остальные 26 вагонов сильно обгорели; в этой катастрофе погибли, пропали без вести, умерли затем в больницах почти 800 человек.

При пожарах и взрывах люди получают термические (ожоги тела, верхних дыхательных путей, глаз) и механические повреждения (переломы, ушибы, черепно-мозговые травмы, осколочные ранения, комбинированные поражения).

Принципы прекращения горения основаны на понимании основных путей прекращения горения: снижение скорости тепловыделения или увеличении скорости теплоотвода от зоны реакции горения. Основным условием при этом является снижение температуры горения ниже температуры потухания. Достигается это соблюдением четырех известных принципов прекращения горения:

охлаждение реагирующих веществ;

изоляция реагирующих веществ от зоны горения;

разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций или концентраций, не поддерживающих горение;

- химическое торможение реакции горения.

Для этих целей применяются различные огнетушащие вещества, которые подробно описываются, классифицируются в специальных руководствах (Повзик Я.С. и соавт., 1990 г.; Бахтин А.К., 1984 г.; Иванников В.П., 1987 г.). Основные способы прекращения горения представлены в таблице 26.

Таблица

Способы прекращения горения

Способы охлаждения	Способы разбавления	Способы изоляции	Способы химического торможения реакции
Охлаждение сплошными струями воды. Охлаждение распыленными струями воды. Охлаждение перемешиванием горючих	Разбавление струями тонкораспыленной воды. Разбавление газоводяными струями. Разбавление горючих жид	Изоляция слоем пены. Изоляция слоем продуктов взрыва. Изоляция созданием разрыва в горючем веществе Изоляция слоем огнетушащего порошка. Изоляция огнезащитными полосами.	Торможение реакций огнетушащим порошком. Торможение реакций галоидопроизводными углеводородов

ЧС на транспорте

Аварии на железнодорожном транспорте

Чрезвычайные ситуации на железной дороге могут быть вызваны столкновением поездов, их сходом с рельсов, пожарами и взрывами.

При возгорании непосредственную опасность для пассажиров представляют огонь и дым, а также удары о конструкции вагонов, что может привести к ушибам, переломам или гибели людей.

Для уменьшения последствий возможной аварии пассажиры должны строго соблюдать правила поведения в поездах.

Аварии в метрополитене

Чрезвычайные ситуации на станциях, в тоннелях, в вагонах метрополитена возникают в результате столкновения и схода с рельсов поездов, пожаров и взрывов, разрушения несущих конструкций эскалаторов, обнаружения в вагонах и на станциях посторонних предметов, которые могут быть отнесены к категории взрывоопасных, самовозгорающихся и токсичных веществ, а также в результате падения пассажиров с платформы на пути.

Аварии на автомобильном транспорте

Безопасность участников движения во многом зависит непосредственно от них самих.

Одним из правил безопасности является неукоснительное выполнение требований дорожных знаков. Если же вопреки принимаемым мерам не удается избежать дорожно-транспортного происшествия, то необходимо управлять машиной до последней возможности, принимая все меры для того, чтобы уйти от удара со встречным автомобилем, т.е. свернуть в кювет, кустарник или забор. Если же это неосуществимо -перевести лобовой удар в скользящий боковой. При этом нужно упереться ногами в пол, голову наклонить вперед между рук., напрягая все мышцы, упереться руками в рулевое колесо или переднюю панель.

Пассажир, находящийся на заднем сидении, должен закрыть голову руками и завалиться набок. Если рядом ребенок, крепко прижать его, накрыть собой и также упасть набок. Наиболее опасное место - переднее сидение, поэтому детям до 12 лет запрещается сидеть на нем.

Как правило, после удара двери заклинивает, и выходить приходится через окно. Машина, упавшая в воду, может некоторое время держаться на плаву. Выбираться из нее нужно через открытое окно. Оказав первую помощь, необходимо вызвать «скорую помощь» и ГИБДД.

Аварии на морском и речном транспорте

Ежегодно в мире происходит около 8 тыс. кораблекрушений, при которых гибнет свыше 2 тыс. человек.

При кораблекрушении по распоряжению капитана спасательная команда осуществляет посадку пассажиров в шлюпки и на плоты в следующей последовательности: вначале женщины и дети, раненые и старики, а затем - здоровые мужчины. В шлюпки загружается также питьевая вода, лекарства, продовольствие, одеяла и др.

Все плавучие средства со спасенными должны держаться вместе и, если есть возможность, плыть к берегу или к трассе прохождения пассажирских судов. Необходимо организовать дежурство по наблюдению за горизонтом, воздухом; пищу и воду расходовать экономно; нужно помнить, что человек без воды может прожить от трех до десяти суток, тогда как без пищи - более месяца.

Аварии на авиационном транспорте

Безопасность полета зависит не только от экипажа, но и от пассажиров.

Пассажиры обязаны занимать места согласно номерам, указанным в авиабилетах. Садиться в кресло следует так, чтобы в случае аварии не травмировать ноги. Для этого ноги необходимо упереть в пол, выдвинув их как можно дальше, но не под расположенное впереди кресло.

Заняв свое место, пассажир должен выяснить, где находятся аварийные выходы, медицинская аптечка, огнетушители и другое вспомогательное оборудование.

Если полет будет проходить над водой, то следует до взлета узнать, где находится спасательный жилет и как им пользоваться.

При взлете и посадке пассажир должен пристегнуть ремни безопасности. При аварийной посадке самолета эвакуация осуществляется через аварийные выходы по надувным трапам. Покинув самолет, следует быстро оказать помощь пострадавшим и не оставаться вблизи самолета.

Лекция 15. Аварии с выбросом химически опасных веществ

Химически опасные объекты

Химически опасными объектами (ХОО) называют объекты народного хозяйства, производящие, хранящие или использующие аварийно-химические опасные вещества (АХОВ).

В настоящее время в народном хозяйстве широко применяются химические соединения, большинство из которых представляют опасность для человека. Из 10 млн. химических соединений, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и быту, более 500 высокотоксичны и опасны для человека.

К химически опасным объектам относятся:

- предприятия химической, нефтеперерабатывающей промышленности;

предприятия пищевой, мясо-молочной промышленности, хладокомбинаты, продовольственные базы, имеющие холодильные установки, в которых в качестве хладогента используется аммиак;

водоочистные и другие очистные сооружения, использующие в качестве дезинфицирующего вещества хлор;

железнодорожные станции, имеющие пути отстоя подвижного состава со СДЯВ;

железнодорожные станции выгрузки и погрузки СДЯВ;

- склады и базы с запасом ядохимикатов и др. веществ для дезинфекции, дезинсекции и дератизации.

Попадание АХОВ в окружающую среду может произойти при производственных и транспортных авариях, при стихийных бедствиях. Причинами аварий на производстве, использующем химические вещества, чаще всего бывают нарушение правил транспортировки и хранения, несоблюдение правил техники безопасности, выход из строя агрегатов, механизмов, трубопроводов, неисправность средств транспортировки, разгерметизация емкостей хранения, превышение нормативных запасов.

Каждые сутки в мире регистрируется около 20 химических аварий. Примерами могут служить:

1961 г. 22 июля в Дзержинске из-за разрыва хлоропровода была заражена территория химзавода; 44 человека получили отравления различной степени;

1965 г. 18 июня на Ново-Липецком металлургическом комбинате произошла утечка аммиака; облако распространилось на часть кварталов Липецка; 1 чел. погиб, 35 получили отравления, пострадали многие жители Липецка в зданиях, автобусах, трамваях;

1966 г. 15 декабря на Волгодонском химзаводе из-за повреждения цистерны произошла утечка 1,9 т хлора; 115 рабочих получили отравления;

1983 г. 15 ноября на Кемеровском ПО «Прогресс» повреждена цистерна с 60 т хлора; облако заполнило территорию объединения (~ 5 тыс. м²); 26 рабочих погибли, десятки получили отравление различной степени тяжести;

- 1985 г., Индия, Бхопал предприятие «Юнионкарбид», в результате взрыва вырвалось наружу 45т метилизоцианата; погибло 3 тыс. человек, более300 тыс. человек получили тяжелые калечащие отравления. По данным литературы в мире тысячипредприятий, подобных Бхопальскому. Только в Западной Европе таких предприятий сотни, например,в Дюссельдорфе (ФРГ) хранятся тысячи бочек с цианидом натрия (смертельная доза - 15 мг).

В результате аварий или катастроф на ХОО возникает очаг химического заражения (0X3). В очаге химического заражения или зоне химического заражения (3X3) может оказаться само предприятие и прилегающая к нему территория. В соответствии с этим выделяют 4 степени опасности химических объектов:

I степень - в зону возможного заражения попадают более 75000 чел;

II степень - в зону возможного химического заражения попадают 40000-75000 чел;

III степень - менее 40000 чел;

IV степень - зона возможного химического заражения не выходит за границы объекта.

Последствия аварий на АОХО определяются как степенью опасности ХО, так и токсичностью и опасностью самих химических веществ. По показателям токсичности и опасности химические вещества делят на 4 класса:

-1-й - чрезвычайно опасные (LС менее 0,5 г/м³)¹;

С₅₀ - концентрация, вызывающая гибель 50% животных, подвергнутых воздействию.

2-й - высокоопасные (LС₅₀ до 5 г/м³);

3-й умеренноопасные (LC₅₀ до 50 г/м³);

4-и - малоопасные (LС₅₀ более 50 г/м³).

По характеру воздействия на организм АОХВ или СДЯВ (сильнодействующие ядовитые вещества) делятся на следующие группы:

I. Вещества удушающего действия:

1) с выраженным прижигающим эффектом (хлор и др.);

2) со слабым прижигающим действием (фосгени др.).

ІІ. Вещества общеядовитого действия (синильная кислота, цианиды, угарный газ и др.).

III.Вещества удушающего и общеядовитого действия:

с выраженным прижигающим действием (акри-лонитрил, азотная кислота, соединения фтора и др.);

со слабым прижигающим действием (сероводород, сернистый ангидрид, оксиды азота и др.).

IV. Нейротропные яды (фосфорорганические соединения, сероуглерод, тетраэтилсвинец и др.).

V. Вещества нейротропного и удушающего действия (аммиак, гидразин и др.).

VI. Метаболические яды (дихлорэтан, оксид этилена и др.).

VII. Вещества, извращающие обмен веществ (диоксин, бензофураны и др.).

Кроме того, все АОХВ делятся на быстродействующие и медленнодействующие. При поражении быстродействующими картина отравления развивается быстро, а при поражении медленнодействующими до проявления картины отравления проходит несколько часов т.н. латентный или скрытный период.

Возможность более или менее продолжительного ' заражения местности зависит от стойкости химического вещества.

Стойкость и способность заражать поверхности зависит от температуры кипения вещества. К нестойким относятся АОХВ с температурой кипения ниже 130°, а к стойким - вещества с температурой кипения выше 130°С. Нестойкие АОХВ заражают местность на минуты или десятки минут. Стойкие сохраняют свойства, а следовательно, и поражающее действие, от нескольких часов до нескольких месяцев.

С позиций продолжительности поражающего действия и времени наступления поражающего эффекта АОХВ условно делятся на 4 группы:

нестойкие с быстронаступающим действием (синильная кислота, аммиак, оксид углерода);

нестойкие замедленного действия (фосген, азотная кислота);

стойкие с быстронаступающим действием (фосфорорганические соединения, анилин);

стойкие замедленного действия (серная кислота, тетраэтилсвинец, диоксин).

Территория, подвергшаяся заражению АОХВ, на которой могут возникнуть или возникают массовые поражения людей, называется очагом химического поражения (ОХП).

На зараженной территории химические вещества могут находиться в капельножидком, парообразном, аэрозольном и газообразном состоянии.

При выбросе в атмосферу парообразных и газообразных химических соединений формируется первичное зараженное облако, которое в зависимости от плотности газа, пара, будет в той или иной степени рассеиваться в атмосфере. Газы с высоким показателем плотности (выше I) будут стелиться по земле, «затекать» в низины, а газы (пары) с плотностью меньше 1 - быстро рассеиваться в верхних слоях атмосферы.