Давайте вернемся к околоземному космическому пространству и поговорим о втором «спутнике» нашей планеты. Предполагать наличие второй «Луны» ученые стали еще в 1846 году. Первым о ее наличии заявил Фредерик Пети, которого первоначально никто не воспринял всерьез. А позже и вовсе объявили лжеученым.

По его мнению, присутствие второй луны могло объяснять множество несоответствий, с которыми сталкивались многие астрономы. Пити заявил, что время вращения второй луны составляет менее трех часов. Спустя столетие, в 1986 году, наличие этого квазиспутника, или второй луны, подтвердил британский астроном-любитель Дункан Уалдрон.

Тогда выяснилось, что объект 3753 Круитни является астероидом, который через каждые 364 дня совершает полный оборот вокруг Солнца (то есть находится в орбитальном резонансе 1:1 с нашей планетой). Другими словами, каждый год этот 5-километровый астероид становится частью системы Земли.

Своей ближайшей точки расположения относительно Земли Круитни достигает в ноябре. С технической точки зрения, этот астероид нельзя называть луной, так как он каждый раз то приближается, то отдаляется от Земли. Но идеальный орбитальный резонанс с планетой позволяет ему оставаться вблизи планеты на протяжении многих орбитальных периодов.

3753 Cruithne, – так называемый квазиорбитальный спутник Земли. Это означает, что «Круитни» просто не делает петлю вокруг Земли в виде эллипса, подобно Луне или искусственным спутникам, которые мы запустили на орбиту. «Круитни» вращается вокруг внутренней Солнечной системы по подковообразной орбите.

Чтобы понять, почему эта орбита называется подковообразной, давайте представим, что мы смотрим на Солнечную систему и вращаемся с такой же скоростью, что и Земля вращается вокруг Солнца. С нашей точки зрения Земля будет в неподвижном состоянии. Тело на простой подковообразной орбите движется по направлению к Земле, а затем разворачивается и уходит. Затем подходит к Земле с другой стороны и снова уходит.

Подкоовообразные орбиты довольно распространены для лун в Солнечной системе. У Сатурна несколько таких лун, например.

Что уникально в «Круитни», так это то, что она раскачивается вдоль своей подковы. Если вы взглянете на движение «Круитни» в Солнечной системе, она делает неровный круг вокруг орбиты Земли, раскачиваясь так далеко, что заглядывает в окрестности Венеры и Марса. «Круитни» обращается вокруг Солнца раз в год, но ей требуется около 800 лет, чтобы завершить этот неровный круг вокруг орбиты Земли.

Итак, «Круитни» – наша вторая луна. На что она похожа? Мы толком и не знаем. Она всего пять километров в поперечнике, что ненамного отличается от размеров кометы 67P/Чурюмова-Герасименко, которую в настоящее время провожает аппарат «Розетта» на пути к Солнцу.

Гравитация на поверхности 67P очень слабая – живая походка, вероятнее всего, отправит вас кувыркаться в космос. Вот почему для посадочного модуля «Филы» было так важно использовать его гарпуны, чтобы прицепиться к поверхности, и почему при посадке он отскакивал от места к месту.

Учитывая, что «Круитни» для нас – это несколько размытых пикселей на снимке, можно с уверенностью сказать, что она входит в список небесных тел среднего размера в нашей системе и что любой роботизированный исследователь или человек столкнется с такими же трудностями, что и «Розетта» и «Филы» на 67P.

Если «Круитни» попадет в Землю, столкновение будет ужасным и приведет к событию катастрофического уровня, похожего на то, что произошло в конце мелового периода. К счастью, этого не произойдет вскоре – астрофизики показали, что хотя «Круитни» может пройти очень близко к нам, она вряд ли ударит по Земле. Да и произойдет это через 2750 лет.

Через 8000 лет «Круитни» ожидает довольно тесное сближение с Венерой. Есть хороший шанс, что это поставит крест на нашей свободной луне, выбросив ее из нашей земляной семьи.

На этом история не заканчивается. Как хороший дом, Земля принимает у себя множество своенравных глыб, которые ищут гравитационный колодец, чтобы подойти поближе. Астрономы обнаружили ряд других квазиорбитальных спутников, которые дружат с Землей и останутся с нами некоторое время, прежде чем отправятся дальше, на новые пастбища.

Что мы можем узнать о Солнечной системе от «Круитни»? Довольно много. Как и многие другие астероиды и кометы, она содержит вещественные доказательства о том, как собирались планеты. Ее сумасшедшая орбита идеально подходит для изучения того, как солнечная система развивается под действием силы тяжести.

До конца 20 века мы даже не подозревали, что небесные тела могут выходить на такие странные орбиты и оставаться там в течение длительного времени. Они также указывают на то, что такие взаимодействия могли происходить, когда Солнечная система формировалась. И поскольку мы думаем, что планеты земной группы образуются в процессе столкновений с такими телами, как «Круитни» и больше, это новая переменная.

Однажды «Круитни» может быть местом высадки для людей, а может быть даже местом добычи редкоземельных металлов, в которых отчаянно нуждаются наши новые технологии. И что самое важное, «Круитни» подсказывает нам, что Солнечная система не вечна – и мы, получается, тоже.

Круитни (лат. Cruithne) – околоземный астероид из группы атонов, принадлежащий к очень редкому спектральному классу Q и движущийся в орбитальном резонансе с Землёй 1:1, пересекает при этом орбиты сразу трёх планет: Венеры, Земли и Марса. Из-за особенностей его движения вокруг Солнца этот астероид также называют квазиспутником Земли.

Круитни был обнаружен 10 октября 1986 года британским астрономом-любителем Дунканом Уалдроном на фотопластинке, которая была получена с телескопа Шмидта, находящегося под управлением обсерватории Сайдинг-Спринг города Кунабарабран, Австралия. Тогда же он получил своё первое временное обозначение 1986 TO. Орбита астероида была вычислена в 1997 году Paul Wiegert и Kimmo Innanen, работавшими в Йоркском университетев Торонто, и финским астрономом Сеппо Микколой, работавшим в университете Турку в Финляндии.

В результате проведённых расчётов стало ясно, что его орбита совпадает с открытым ранее в 1983 году астероидом 1983 UH, чьё открытие приписывают итальянскому астроному Джованни Де Санктису и датскому астроному Ричарду Мартину Весту, работавшим в европейской южной обсерватории в Чили.

Позже он получил имя Круитни в честь первых кельтских племён, населявших Британские острова.

Круитни является околоземным астероидом, который регулярно сближается с Землёй. Но так как астероид находится на резонансной орбите, то его сближения строго ограничены этим резонансом: он не может пролететь рядом с Землёй ближе, чем в 30 расстояний до Луны, что составляет примерно 12 млн км. С 1994 года и по 2015 год максимальное ежегодное сближение этого астероида с Землёй происходит в ноябре.

Хотя орбиту этого астероида нельзя назвать стабильной в долгосрочной перспективе, расчёты Wiegert и Innanen показывают, что синхронизация его орбиты с орбитой Земли может сохраняться довольно длительное время. Земная орбита нигде не пересекается с орбитой Круитни, поскольку последняя находится в другой орбитальной плоскости и наклонена к земной орбите под углом 19,8°. Поэтому никакой опасности столкновения этого астероида с Землёй не существует, по крайней мере, в течение ближайших нескольких миллионов лет.

Круитни движется по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите вокруг Солнца, так что он в своих крайних положениях доходит почти до орбиты Меркурия, а потом, пересекая орбиты Венеры и Земли, уходит к орбите Марса, порой пролетая довольно близко от него. Так в 2058 году ожидается, что он сблизится с Марсом до расстояния в 0,09 а.е., что составляет 13,6 млн км. Тем не менее, из-за орбитального резонанса с Землёй, астероид пролетает свою орбиту в течение одного земного года (364 дня), вследствие чего Круитни и Земля в любой момент времени находятся на том же расстоянии друг от друга, что и год назад. Поэтому Круитни иногда называют «второй луной» Земли, хотя это совсем не так.

Вследствие малых размеров Круитни, даже во время своего ближайшего подхода к Земле, наблюдается на земном небе как очень слабая звёздочка +15,8 m (ещё слабее, чем Плутон), поэтому её можно разглядеть лишь в достаточно крупные телескопы-рефлекторы, с диаметром зеркала не менее 320 мм.

Интересно, что из-за очень большого эксцентриситета орбитальная скорость этого астероида меняется гораздо сильнее, чем у Земли, так что с точки зрения земного наблюдателя, если принять Землю за систему отсчёта и считать её неподвижной, получится, что не астероид, а его орбита вращается вокруг Солнца, при этом сам астероид начинает описывать впереди Земли подковообразную траекторию, напоминающую по форме «боб», с периодом, равным периоду обращения астероида вокруг Солнца – 364 дня.

Из-за того, что длительность периода обращения составляет чуть меньше года, Земля постепенно каждый год всё больше отстаёт от этого «боба», поэтому с нашей точки зрения схема не является стабильной, скорее она представляет собой некоторый спиральный цикл, по которому этот «боб» медленно обгоняет Землю. Спустя достаточно длительное время «боб» удалится от Земли настолько, что станет правильнее говорить, что он догоняет, а не обгоняет Землю.

А когда «боб» снова подойдёт к Земле, что случится примерно в июне 2292 года, астероид сделает серию ежегодных сближений с Землёй на расстоянии 12,5 млн км, в результате которых произойдёт гравитационный обмен орбитальной энергией между Землёй и астероидом, что приведёт к изменению орбиты астероида примерно на 0,5 млн км, так что его орбита вокруг Солнца станет чуть больше года, в то время как орбита Земли изменится не более чем на 1,3 см. В результате «боб» вновь начнёт мигрировать от Земли, но на этот раз уже в другую сторону, – он начнёт отставать от Земли.

Спустя ещё 380-390 лет, примерно в 2676 году, «боб» снова сблизится с Землёй, но уже с другой стороны, в результате чего вновь начнётся серия сближений астероида с Землёй, вследствие которых Земля опять поменяет орбиту Круитни, при этом, период обращения астероида вокруг Солнца вновь уменьшится и станет чуть меньше года, как и сейчас, что изменит направление движения «боба» на обратное. Ближайшая к нашему времени серия подобных сближений произошла довольно давно, ещё в самом начале XX века – примерно в 1902 году.

После этого было найдено ещё несколько астероидов, движущихся по резонансным с Землёй орбитам, среди них астероиды (54509) YORP, (85770) 1998 UP1, 2002 AA29 (нем.) и 2009 BD. Другим примером космических тел, двигающихся по подковообразной орбите, могут служить естественные спутники Сатурна Янус и Эпиметей. Эти тела движутся вокруг Сатурна по гораздо более простым орбитам, чем Круитни, но подчиняются тем же принципам.

Марс имеет четыре коорбитальных астероида: (5261) Эврика, 1999 UJ7, 1998 VF31 и 2007 NS2, расположенных в точках Лагранжа, их ещё называют троянскими астероидами Марса. А планета Юпитер и вовсе имеет в своих точках Лагранжа более 1000 троянских астероидов. Небольшие коорбитальные спутники имеются также и в системе Сатурна (Телесто, Калипсо, Тефия, Елена, Полидевк и Диона), однако, ни один из них не имеет подковообразной орбиты.

В последнее время внимание ученых привлекает астероид Круитни, который имеет порядковый номер 3753. Поскольку он вращается вокруг Солнца по орбите, аналогичной земной, и по меньшей мере в течение года находится от Земли на одном и том же расстоянии, это делает его так называемым квазиспутником нашей планеты. Интересно, а что это нам дает?

Диаметр Круитни составляет пять километров, а его масса – 130 миллиардов тонн. При этом астероид не может приблизиться к Земле на дистанцию менее 12 миллионов километров, что делает его «соседство» совершенно безопасным для нас. Вместе с тем, он может представлять для землян определенный интерес.

Во-первых, как и в случае со многими другими астероидами, в отличие от большинства планет, предполагается, что состав Круитни не слишком изменился со времен возникновения Солнечной системы. Поэтому, исследовав его, ученые смогут получить более полное представление о зарождении и развитии нашей звездной системы. Во-вторых, достаточно высока вероятность наличия на астероиде редких металлов, которые можно использовать в практических целях.

Однако добраться до Круитни не так-то просто: поскольку у этого тела сложная орбита, попасть туда при помощи гравитационных маневров практически нельзя. А без этого ракете потребуется слишком много топлива, что ради всего лишь путешествия на астероид, как вы понимаете, нерентабельно.

Экономный путь на Круитни недавно предложил инженер Пьерпаоло Пергола из Пизанского университета (Италия). Он полагает, что можно было бы придать ускорение космическому аппарату, направленному на астероид, при помощи ионных двигателей, работающих на солнечных батареях. По расчетам Перголы, в качестве полезного груза можно будет использовать две исследовательские наноплатформы, например, два «сдвоенных» CubeSat размерами 20×10×10 сантиметров, которые в конце пути будут развернуты у самого астероида с целью его детального изучения.

В последнее время эти «кубики» получили широкое распространение на околоземных орбитах. На них уже удавалось размещать различную аппаратуру – миниатюрные акселерометры, масс-спектрометры, а также детекторы частиц. При этом предполагается, что основной аппарат станет играть роль передатчика информации от сравнительно маломощных трансмиттеров CubeSat, а также антирадиационного экрана, защищающего электронику наноплатформ от космических лучей за пределами радиационного пояса Ван Аллена.

Особенно важно то, что отсутствие химических ускорителей, а также наличие ионных двигателей позволят отказаться от характерного для таких миссий традиционного гравитационного маневра и переместиться к астероиду по прямой. А следовательно, можно произвольно выбрать день и час старта.

Пергола сообщает, что общий вес аппарата не превысит 100 килограммов и достичь Круитни он сможет за 320 дней. Как только будут получены сведения о составе астероида, станет ясно, насколько высока его потенциальная ценность и следует ли его разрабатывать в плане извлечения планетарных ресурсов и организовывать пилотируемый полет к нему.

Кстати, недавно НАСА, испытывающее проблемы с финансированием своих проектов, составило план высадки на околоземное небесное тело. Но есть одно ограничение: диаметр этого тела должен составлять не более десяти метров. А ведь даже линейные размеры корабля с астронавтами будут превышать размеры этого тела! Не интереснее ли было бы высадиться на пятикилометровый астероид, что не только смотрелось бы куда весомее, чем высадка на «мини-объект» №, но и позволяло бы с уверенностью говорить о новом прорыве в пилотируемой космонавтике.

Между тем, как бы заманчиво не выглядело предложение Перголы, пока этот проект существует лишь на уровне расчетов. А поскольку сейчас все, и даже космические агентства, буквально помешаны на экономии, ни одно из них пока не высказало своей заинтересованности в данной миссии. Но нельзя не признать, что проект выглядит весьма практичным и экономичным и при этом его научное значение может быть колоссальным.

Внимание исследователей из различных стран привлекло необычное поведение крупного астероида Круитни, который был открыт в 1986 году. По данным исследователей, причудливая орбита астероида, который находится в гравитационном резонансе с нашей планеты, к 2058 году будет пролегать столь близко от Земли, что это будет представлять опасность для всех жителей планеты.

Астероид неправильной формы диаметром около 5 километров из-за орбитального резонанса движется по причудливой «подковообразной» траектории, которая со временем совершает осцилляции, в ходе которых орбита астероида начинает проходить дальше или ближе от Земли. В настоящее время в рамках продолжающегося сотни лет циклического процесса астероид, который называют «второй луной» Земли, постепенно сближается с нашей планетой.

Несмотря на то, что падение астероида на нашу планету около 2058 года маловероятно, он может изменить космические маршруты более мелких небесных тел, вызвав метеоритный град и «конец света» на нашей планете. В дальнейшем астероид Крутини будет удаляться от нашей планеты и к концу XXIV века снова приблизится к Земле.