13 апреля 2029 года астероид 99942 Апофис, размером около 370 метров, совершит одно из самых близких сближений с Землей в истории. Он пройдет на расстоянии менее 32 тысяч километров от поверхности нашей планеты, что сравнимо с орбитами геостационарных спутников. Хотя многочисленные расчеты подтверждают, что угрозы столкновения с Землей нет, новое исследование показывает: во время пролета астероид может столкнуться с другой, неожиданной опасностью — космическим мусором, созданным человеком.

К такому выводу пришли физик Джулия Скеттино и специалист по небесной механике Алессандро Росси из Института прикладной физики имени Нелло Каррары Национального исследовательского совета Италии. По словам Росси, который занимается как динамикой астероидов, так и проблемой космического мусора, идея исследования возникла после просмотра анимаций будущего пролета Апофиса, когда он задумался, может ли астероид пересечься с многочисленными искусственными объектами на околоземной орбите.

Предстоящее сближение Апофиса представляет огромную научную ценность. Во время пролета мощное гравитационное воздействие Земли может изменить скорость вращения астероида, вызвать оползни на его поверхности, спровоцировать своеобразные «астероидные землетрясения» и, возможно, открыть ранее скрытые внутренние слои небесного тела. За этим событием в беспрецедентных подробностях будут наблюдать сразу две космические миссии — европейская RAMSES и американская OSIRIS-APEX. Ученые рассчитывают проследить, как именно земная гравитация влияет на структуру и поверхность астероида.

Однако интерпретация полученных данных может серьезно осложниться, если до начала наблюдений Апофис испытает внешнее воздействие. Именно такую возможность и решили проверить итальянские исследователи. Ученые сосредоточились на области геостационарной орбиты, расположенной примерно на высоте 36 тысяч километров над Землей. Здесь спутники движутся синхронно с вращением планеты, оставаясь практически неподвижными относительно поверхности. Хотя большая часть космического мусора находится значительно ниже, исследователи решили выяснить, существует ли вероятность встречи Апофиса с объектами именно в этой области.

По признанию Росси, первоначально он ожидал получить отрицательный результат и полностью исключить любые взаимодействия. Однако моделирование показало, что ситуация оказалась сложнее. Авторы использовали хорошо известную траекторию движения Апофиса, каталог объектов на геостационарной орбите и добавили в расчеты вероятную популяцию мелких фрагментов космического мусора, которые пока невозможно регулярно отслеживать.

Большинство сценариев показали безопасный пролет астероида. Однако моделирование выявило небольшую, но вполне реальную вероятность того, что один из объектов на геостационарной орбите может столкнуться с Апофисом. Исследователи подчеркивают, что подобное столкновение не представляет угрозы для Земли. Даже если удар произойдет, он не сможет заметно изменить орбиту астероида. По масштабу это нельзя сравнивать с миссией NASA DART, в ходе которой космический аппарат намеренно изменил орбиту астероида Диморфос.

По словам Росси, наиболее вероятным последствием станет образование небольшого кратера и выброс вещества с поверхности Апофиса. Эти явления могут быть зарегистрированы космическими аппаратами, но сами аппараты, скорее всего, не пострадают. Более того, если миссия RAMSES разместит на поверхности астероида запланированные научные приборы, включая гравиметр и сейсмометр, они смогут зафиксировать сигнал от удара.

Главная проблема заключается не в самом столкновении, а в его влиянии на научные результаты. Ученые рассчитывают определить, какие изменения поверхности и внутренней структуры Апофиса будут вызваны исключительно гравитацией Земли во время сближения. Если же астероид до этого столкнется с космическим мусором, станет значительно сложнее понять, какие изменения произошли из-за земного притяжения, а какие стали следствием удара.

Авторы также отмечают, что подобное событие не приведет к развитию синдрома Кесслера — каскадного образования космического мусора. В отличие от низкой околоземной орбиты, геостационарная область заселена значительно менее плотно, поэтому даже выброшенные при ударе обломки вряд ли столкнутся с другими объектами.

По мнению исследователей, работа прежде всего демонстрирует, насколько мало человечество знает о количестве мелких фрагментов космического мусора на больших высотах. Если крупные объекты регулярно отслеживаются, то множество небольших обломков фактически остаются невидимыми. Алессандро Росси считает, что предстоящее сближение Апофиса должно стать дополнительным стимулом для более полного изучения околоземного пространства. В ближайшие годы в составе европейской системы космического мониторинга EU Space Surveillance System планируется ввод новых телескопов наблюдения, которые помогут значительно улучшить каталогизацию объектов на высоких орбитах и снизить неопределенность перед уникальным событием 2029 года.