Закройте глаза и откиньтесь на спинку кресла. И представьте Солнечную систему. Что Вы видите? В её центре находится яркое горячее Солнце. Возле него – маленький камешек Меркурий. Чуть дальше Меркурия находится облачная Венера. Еще немного дальше – наша Земля. Потом Марс. А за Марсом – пояс астероидов. Он окружает Солнце кольцом из камней самого разного размера и самых разных форм. Всё здесь хаотично движется, сталкивается друг с другом, разбивается в пыль и меняет направление…
А теперь выбросьте всё это из головы. Потому что в реальности всё выглядит совсем не так. И я знаю, откуда у Вас такое представление о поясе астероидов. Из документального фильма «Империя наносит ответный удар».
Миф о поясе астероидов
Образ, который создали в Вашей голове американские кинодокументалисты, далёк от реальности. Поскольку есть подозрение, что при съёмках картины использовались какие-то муляжи и компьютерная графика.
Посудите сами: все межпланетные зонды, пересекавшие наш пояс астероидов, преодолели его без происшествий. И вряд ли им для этого пришлось совершать манёвры в стиле Хана Соло. Более того, из первых четырёх космических аппаратов, пересёкших пояс астероидов, «Пионер-10» и «11» и «Вояджер-1» и «Вояджер-2» в 1970-х гг. ни один не прошёл в пределах миллиона километров от любого известного астероида! Повторю. Миллиона. Километров. Для сравнения – среднее расстояние от Земли до Луны составляет 384 000 километров.
В 2000 году зонд «Кассини» во время своего путешествия к Сатурну тоже не испытывал никаких проблем по поводу каких-то там астероидов. Но почему? Неужели пояс астероидов – это всего лишь подлый обман? Или все эти зонды на самом деле никуда не летали? А НАСА в очередной раз запуталось в своём вранье?
Да нет же. Пояс астероидов действительно существует. Просто он совсем не такой, как о нём привык думать по утрам в субботу обычный гражданин нашей необъятной страны. Но давайте попробуем разобраться в этом вопросе.
Итак, поехали.
Великая пустота
В Солнечной системе астероиды в основном сосредоточены между Марсом и Юпитером. Область наибольшей плотности, где собирается более 90% всех астероидов, простирается на расстоянии от 2,06 до 3,27 астрономических единиц от Солнца. Напомню, астрономическая единица – это расстояние, которое отделяет Землю от Солнца. 149,6 миллионов километров. То есть астероиды сосредоточены в районе от 308 до 489 миллионов километров от Солнца, который имеет площадь 453 триллиона квадратных километров.
Так. Идём дальше. Орбиты астероидов не все лежат в одной плоскости. Наклонение орбиты большинства астероидов имеет значение меньше 20 градусов. Поэтому можно рассчитать, что они удаляются от плоскости Солнечной системы не более чем на одну астрономическую единицу, то есть, как мы уже говорили, 149,6 миллионов километров. Таким образом, площадь космоса, где сосредоточена наибольшая плотность астероидов, соответствует объёму, имеющему в качестве основания «круглый» район, о котором мы говорили ранее, а в качестве высоты две астрономические единицы. Одну выше и одну ниже плоскости Солнечной системы. Этот объем пространства занимает 136 септиллионов кубических километров. Или 136 с 24 нулями.
Общая масса астероидов, находящихся между Марсом и Юпитером, оценивается в 3 секстиллиона тонн, что даёт нам плотность 22 миллиграмма на кубический километр для рассчитанного ранее объёма. Но это же практически… пустота! Да. И это если бы масса астероидов была распределена равномерно, а это далеко не так в реальности. Поскольку половина этой массы сосредоточена в самых больших четырёх астероидах. Или, вернее, в трех астероидах Веста, Паллада и Гигиея и карликовой планете Церере.
Есть и другой способ осознать настоящую плотность пояса астероидов. Нужно просто вычислить среднее расстояние между телами. Астрономам известно около 25 миллионов астероидов диаметром сто метров и более. Если распределить эти объекты равномерно, то получится, что среднее расстояние между ними составит около двух миллионов километров. Что более чем в пять раз превышает расстояние от Земли до Луны.
Забудьте картинку, расположенную выше. Сотрите её навсегда из своей памяти. Космос – это невероятно большая штука.
Большой астероид, астероид поменьше, вообще маленький астероид жесть
Это объясняет, почему космические зонды посетили так мало астероидов. И многие из них были околоземными объектами, на которые гораздо легче попасть, чем в главный пояс. Например, таким был астероид Эрос, на который совершил посадку зонд «NEAR Шумейкер» в 2001 году.
Первым зондом, который приблизился к астероиду главного пояса, была АМС «Галилео», которая прошла в пределах 1600 километров от астероида Гаспра в 1991 году, и на расстоянии 2390 километров от астероида Ида в 1993 году.
Ну ладно. Но это были большие астероиды! А как быть с талеми поменьше? Ведь их гораздо больше, чем крупных (спросите Вы).
Да, это действительно так. Распределение астероидов по размеру примерно соответствует так называемому «степенному закону». Работает это так: если разделить минимальный размер астероида на 10, то их количество умножится примерно на 100. В этом случае получается, что в главном поясе астероидов существует около 250 000 миллионов объектов диаметром более 1 метра, разделённых средним расстоянием 92 000 километров. И так далее. Для астероидов размером более 1 сантиметра среднее расстояние составит 4200 километров, астероиды размером в одну десятую миллиметра находятся на расстоянии около 200 километров друг от друга, а астероиды размером в одну тысячную миллиметра — на расстоянии около 9. Такой размер уже не является опасным для космического аппарата, пересекающего пояс астероидов.
Ну что? Теперь Вы поняли, что реальность не имеет ничего общего с астероидными полями, которые нам показывают в художественной литературе?
Всем добра.