Троянские астероиды делятся на две группы: Греки и Троянцы. Греки движутся вокруг Солнца синхронно с Юпитером на 60° впереди него в окрестностях точки Лагранжа L₄ системы Юпитер–Солнце. Троянцы движутся аналогично, но на 60° позади Юпитера в окрестностях точки Лагранжа L₅. К настоящему времени суммарно их открыто около 15 тысяч, причём Греков примерно в 2 раза больше Троянцев. О десяти самых крупных троянских астероидах Юпитера подробно рассказывалось в видео, опубликованном в марте 2024 года.

Хильды – это группа астероидов, движущихся вокруг Солнца в орбитальном резонансе 3:2 с Юпитером. Это означает, что каждый астероид этой группы делает 3 оборота вокруг Солнца за точно такое же время, за которое Юпитер делает 2 оборота. Их известно около 7 тысяч. Каждый из них движется по эллиптической орбите, задерживаясь в окрестностях одной из трёх точек Лагранжа системы Юпитер–Солнце. Две из них (L₄ и L₅) упоминались ранее, третья (L₃) располагается на орбите Юпитера в противоположной от него точке. Хильды задерживаются в вершинах треугольника, поскольку там они проходят афелии своих орбит. Скорость их движения в этих трёх точках минимальна, поэтому и концентрация астероидов там выше. В отличие от Троянских астероидов, каждый объект группы Хильды не связан ни с одной из трёх точек Лагранжа. Но при этом он последовательно проходит через каждую из них.

Скачать видео в хорошем качестве можно здесь.

Атиры – это группа астероидов, орбиты которых полностью ограничены орбитой Земли (размер большой полуоси a меньше 1.0 а.е., афелий Q меньше 0.983 а.е.). Это самая малочисленная группа околоземных астероидов: к настоящему времени известно лишь 36 таких объектов. Сейчас они не представляют угрозы для Земли, но ситуация может измениться в будущем в результате их возможного сближения с Венерой или Меркурием.

Атóны – это астероиды, орбиты которых находятся почти полностью внутри орбиты Земли, при этом пересекающие её (размер большой полуоси a меньше 1.0 а.е., афелий Q больше 0.983 а.е.). Их опасность заключается в том, что обычно они приближаются к нашей планете со стороны Солнца, поэтому их сложно обнаружить. Сейчас известно около 3 тысяч Атонов, в их числе знаменитый Апофис.

Аполлоны – это астероиды, орбиты которых находятся почти полностью за пределами орбиты Земли, при этом пересекающие её (размер большой полуоси a больше 1.0 а.е., перигелий q меньше 1.017 а.е.). Это самая многочисленная группа околоземных астероидов, на данный момент их открыто почти 22 тысячи. Любопытно, что один из них (1999 XS₃₅) в афелии оказывается за орбитой Нептуна.

Амуры – это астероиды с орбитами, находящимися целиком за пределами земной орбиты, но почти касающихся её (размер большой полуоси a больше 1.0 а.е., перигелий q больше 1.017 а.е., но меньше 1.3 а.е.). Открыто около 13.5 тысяч Амуров, причём некоторые из них удаляются от Солнца на сотни астрономических единиц. Из-за сближений с газовыми гигантами их орбиты сильно эволюционируют, они могут стать Аполлонами и представлять непосредственную угрозу Земле.

Орбиты многих из околоземных астероидов довольно сильно наклонены к плоскости эклиптики. Поэтому потенциально опасными считаются не каждый из них, а только несколько тысяч, которые являются достаточно крупными и, при этом, имеют сближения с Землёй. Орбиты астероидов подвержены изменениям под воздействием планет, с которыми они могут сближаться. Регулярно обнаруживают ранее неизвестные околоземные астероиды, например, за последние полгода их количество увеличилось на одну тысячу. Также их число может расти из-за столкновений крупных астероидов главного пояса и возмущения его объектов со стороны Юпитера. Важно продолжать поиск и каталогизацию околоземных астероидов, так как это способствует решению проблемы астероидной опасности.

Околоземные астероиды (в хорошем качестве)

Если вы посмотрели эту работу, скорее всего почувствовали разочарование из-за качества видео. Моё разочарование не меньше вашего. Я перепробовал множество бесплатных площадок для просмотра видео. Моё исходное видео в отличном качестве после загрузки на любую из площадок показывается в отвратительном качестве. Некоторые интервалы (особенно с 00:26 по 00:52 и с 03:54 по 04:33), где я показываю одновременно все известные астероиды, выглядят хуже, чем некоторые любительские ролики, которые выкладывали в середине нулевых, когда просмотр видео в интернете ещё только зарождался.

В этой работе я хотел отобразить одновременно около полутора миллионов известных астероидов. Видимо, современные алгоритмы сжатия не адаптированы под такой научный контент, когда на экране одновременно отображается миллион точек, движущихся в разных направлениях. Получить видео приемлемого качества можно только в том случае, если не экономить место на диске и уменьшить степень сжатия.

Я обратился в техподдержку каждой из площадок, отправил им исходное видео. Они только пожали плечами, сказали, что с файлом всё нормально. Помочь каким-то образом и повлиять на процесс они никак не могут.

При загрузке какого-либо видео на любую площадку оно проходит обработку: готовится несколько файлов в форматах: 360p, 480p, 720p, 1080p, чтобы видео мог посмотреть любой пользователь на любом устройстве даже при самом слабом интернет-соединении. И какого бы идеального качества не было исходное видео, при его обработке происходит сжатие (даже для разрешения 1080p), причём на степень этого сжатия повлиять невозможно. Нет такой галочки, которую можно поставить при загрузке, чтобы попросить площадку не сжимать чрезмерно моё видео.

После этого я решил попробовать несколько платных видеохостингов, в том числе, ориентированных на бизнес. Каково же было моё удивление, когда выяснилось, что даже платные видеохостинги не предлагают такой опции: разрешить показывать пользователям видео в исходном качестве.

Аналогичная ситуация обстоит и с платформами для продажи контента. На таких площадках предлагается размещать цифровой контент для его продажи заинтересованным зрителям, но при этом не предоставляется возможность повлиять на то, в каком качестве этот контент будет отображаться.

Единственное решение, к которому мне удалось прийти: выкладывать исходный ролик в виде файла на каком-либо файлообменнике и предоставлять пользователям ссылку для скачивания этого видео, чтобы они могли посмотреть его в хорошем качестве на своих устройствах.

Файлы моих исходных видео занимают очень много места на серверах. Например, это 4-минутное видео в разрешении 1080p занимает 3 ГБ, в разрешении 4К – целых 10 ГБ. По этой причине для этих целей подходят только платные файлообменники, так как на бесплатных тарифах места хватит только на один единственный файл.

В связи с этим я вынужден сделать доступ к моим видео в хорошем качестве платным.

Последнее время я публикую свои работы нерегулярно, и случаются периоды длительностью в 1–2 месяца, когда на моём канале может не выйти ни одного видео. Поэтому считаю, что более правильным будет брать оплату не за подписку, а за доступ к каждому конкретному видео.

Вы можете, как и раньше, бесплатно просматривать все мои видео в обычном качестве. Если какое-то видео вас особенно заинтересовало, вы сможете приобрести его версию в хорошем качестве, например, в разрешении 4К, чтобы смотреть его на своём устройстве.

Спасибо за понимание. Буду благодарен за вашу поддержку. С нетерпением жду ваши советы и идеи по размещению видео.

Скачать видео в хорошем качестве можно здесь.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчётах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы и Луны. Также при расчёте учитывались релятивистские эффекты. Движение астероидов показано без учета планетных возмущений. На протяжении всего видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.

Первый троянский астероид Земли был открыт лишь в 2010 году, его обозначение 2010 TK₇. Его орбита умеренно вытянута и наклонена к плоскости орбиты Земли почти на 21 градус. Обнаружить этот тусклый объект с поперечником всего лишь около 380 метров удалось с помощью космического телескопа WISE. В 2020 году был открыт второй троянский астероид Земли – 2020 XL₅. Его орбита более вытянута, чем у первого, но наклонена на 14 градусов к плоскости эклиптики. Второй астероид крупнее первого, его размер около 1200 метров. Но обнаружить его оказалось ещё сложнее из-за бо́льшего расстояния до него от Земли.

2010 TK₇ и 2020 XL₅ делают полный оборот вокруг Солнца практически за то же самое время, что и Земля, то есть за один год. Оба астероида постоянно находятся в окрестностях орбиты нашей планеты. Земля движется вслед за этими астероидами, причём средняя дистанция до них практически не меняется. Так как вращение астероидов 2010 TK₇ и 2020 XL₅ вокруг Солнца синхронизировано с вращением Земли, то спустя год они оказываются в той же точке неба, что и годом ранее. По этой причине траектории их движения относительно Земли оказываются практически замкнутыми.

Обе траектории напоминают деформированное велосипедное колесо, только траектория 2020 XL₅ обладает бо́льшими размерами. Похожую траекторию относительно нашей планеты имеют и другие астероиды, находящиеся в орбитальном резонансе 1:1 с Землёй, например, Круитни. Однако Круитни не является троянским астероидом Земли, его можно считать квазиспутником нашей планеты. Объект считается троянским астероидом Земли, если он находится в окрестностях одной из точек Лагранжа системы Земля–Солнце: L₄ или L₅.

Точка Лагранжа L₄ движется по орбите Земли на 60 градусов впереди нашей планеты, точка L₅ – на 60 градусов позади неё. Особенность точки Лагранжа состоит в том, что в ней относительно стабильно может находиться третье тело с малой массой. Когда говорят, что астероид находится в точке Лагранжа, это не означает, что он зафиксирован в этой точке. Это означает, что небесное тело совершает колебания относительно этой точки. Траектории астероидов 2010 TK₇ и 2020 XL₅ относительно точки L₄ системы Земля–Солнце также являются практически замкнутыми.

В окрестностях точек Лагранжа Земли наверняка присутствуют и другие астероиды, которые пока не удалось обнаружить. Проблема в том, что точки L₄ и L₅ находятся от Земли на таком же расстоянии, что и Солнце: это около 150 млн км. С такого расстояния небольшие астероиды с размерами до одного километра обнаружить очень сложно. К тому же угол между Солнцем и любой из этих точек составляет 60 градусов. Наблюдать эту область пространства с поверхности Земли затруднительно, так как с наступлением темноты она оказывается низко над горизонтом. В точке L₅ троянские астероиды Земли пока не обнаружены, но в ней наблюдается большое скопление космической пыли. Точки Лагранжа системы Земля–Солнце, благодаря их особенностям, активно используются космическими аппаратами. Поэтому дальнейшие поиски троянских астероидов Земли представляют интерес для науки.

В этом видео вы можете наблюдать смоделированный пояс астероидов. Если в предыдущем видео показывались только 83 тысячи крупнейших астероидов, то в этом удалось изобразить все известные астероиды. Таким образом, каждая движущаяся точка на экране – это один из почти полутора миллионов астероидов. И каждая из этих точек движется по вычисленной траектории, соответствующей реальной орбите астероида.

Стоит заметить что все что будет сказано для катапульты также и справедливо и для пушки и для пращи.

Преимущество катапульты всем известны, это возможность запускать грузы в космос без расхода дополнительных материалов (топлива) только посредством электроэнергии, по этому в первой части мы сосредоточимся на мало обсуждаемых недостатках катапульты.

Первое, создание электромагнитных полей достаточной напряженности требует очень высокотехнологичного и массивного оборудования, другими словами катапульту не получится сделать на луне из лунных материалов, ее придется сделать и испытать на земле, а потом разобрать и доставить на луну частями.

Второе, масса катапульты способно запустить даже небольшой снаряд, скажем в одну тонну, только начинается с 10.000 тонн, а в реальности может быть значительно больше. Представить себе катапульту способную запустить ракету в сотни и тысячи тонн в данный момент не реально. То есть катапульта это игольное ушко, с одной стороны через которое можно запускать грузы непрерывно, а с другой стороны только маленькими порциями.

Третье, КПД катапульты с большой долей вероятности окажется очень и очень низким, в данный момент назвать точное соотношение не возможно, но если на один гигаватт мощности удастся получить один мегаватт производительности это будет большой успех.

Представим что указанные выше сложности преодолены и катапульта у нас уже есть, рассмотрим некоторые другие особенности ее применения.

Во первых, если мы хотим запускать контейнеры сразу прямо на землю, то как выясняется катапульта должна быть не только соответствующим образом сориентирована на поверхности луны, но еще и размещаться строго в определённом регионе луны, а именно на пересечении лунного экватора со 180 меридианом (в данном случае не важно восточной долготы или западной), назовем это место полюсом невидимости, так он расположен в центре невидимого полушария. Смещение от этой точки возможно, но только в определенной не большой области, плюс по-прежнему остается не решенной задача, что контейнеры будут очень маленькие.

Если наша катапульта не находится в этой области, то она не сможет бросить снаряд в сторону земли напрямую. Рассмотрим как раз такой вариант, особенно учитывая что не смотря на некую нелогичность на первый взгляд такой вариант даже лучше с практической точки зрения.

Если катапульта не находится на полюсе, то ее необходимо сориентировать в направлении полюса невидимости, тогда запушенные ей контейнеры будут пролетать над полюсом невидимости, что очень важно.

Очень важен вопрос на какую высоту в апоцентре мы хотим забросить контейнер, потому что по выходу из ствола катапульты, контейнер будет двигаться горизонтально с небольшим ускорением вверх и как следствие потребуется довольно некая зона отчуждения прежде чем контейнер поднимется на минимальную высоту. Если задастся высотой в апоцентре в 100км, то ускорение вверх составит 0,4м/с^2, то есть понадобится 12,5км, чтобы контейнер поднялся на высоту 100 метров над поверхностью.

Совершенно очевидно, что если контейнер будут пассивными, не способный к маневрированию на орбите то они не имеют смысла, так как сделав полный оборот он просто разбомбит свою же собственную катапульту, по этому по факту контейнер должен представлять собой дрон, оснащенный двигателем и способный к маневрам на орбите. Одновременно понятно что чем больше маневров на орбите совершает дрон тем меньше в нем практического смысла, потому что для маневров он расходует топливо и таким образом обнуляет смысл его запуска посредством катапульты. В данном случае нужен некий разумный компромисс.

Во первых очевидно что дрон должен сделать минимум одно включение двигателя в апоцентре, чтобы перейти на круговую орбиту, которое для данной орбиты составит 23,0м/с.

Если ограничится только одним включением двигателя, то мы получим ситуацию, когда катапульта непрерывно закидывает на орбиту дроны с грузом, которые переходя на круговую орбиту и кружатся по ней на стандартном расстоянии друг от друга.

Очень красиво и совершенно бесполезно, у нас есть материальный ресурс, доставленный в открытый космос, но рассредоточенный настолько что попытка его собрать в одно место потребует столько топлива что это станет бессмысленно.

Нужно придумать способ собрать все контейнеры вместе, при этом так чтобы затраченное топливо было минимальным и при этом потрачено с двойной пользой.

Если подобрать параметры катапульты нужным образом то можно добиться, что на указанной круговой орбите будет находится определенное, требуемое число контейнеров, мне нравится число 128 штук и это не спроста.

Теперь разделим все 128 контейнеров на две группы, в одной будут все нечетные, а в другой четные номера. Теперь при проходе четным контейнером полюса невидимости будем придавать ему, посредством его двигателя импульс в 4,22м/с. Такой импульс будет переводит нечетный спутник на эллиптическую орбиту, период обращения по которой будет дольше на момент времени равный разнице во времени при запуске контейнеров. То есть по окончанию одного оборота контейнера по эллиптической орбите, нечетные контейнеры будут встретятся с четными над полюсом не видимости, если в этот момент нечетные контейнеры также получат импульс в 4,22м/с, то мы получим ситуацию когда все 128 контейнеров объединятся в 64 пары.

Не сложно догадаться что этот фокус можно провернуть еще несколько раз, постепенно объединяя пары, квартеты и т.д.

Итогом этих маневров будет ситуация когда спустя 22,34 часа с начала маневров, все 128 контейнеров соединятся в один единый флот, на эллиптической орбите, израсходовав 347,42м/с дельты.

При этом эта дельта, будет потрачена не только на объединение контейнеров но и на подъем их орбиты в результате чего, грузовая ракета, двигающаяся со стороны земли, сможет забрать груз из контейнеров с минимальным расходом дельты, потому что ей не потребуется не только садится на поверхность луны, но даже переходит на низкую опорную орбиту луны, она сможет забрать груз из контейнеров на высокой орбите.

Перевозит сами контейнеры нет смысла, после их разгрузки их имеет смысл отправить обратно на поверхность луны, посредством их же собственных двигателей, для повторения цикла.

Если представить что сухая масса контейнера 100 килограмм, а стартовая 1000, то входе всех этих маневров контейнер израсходует 168 кг топлива, из которых 33,5 будут метаном и доставит на высокую орбиту 731 килограмм груза.

Орбита кометы C/2024 G3 (ATLAS) очень похожа на орбиту кометы C/2024 S1 (ATLAS), которая в конце октября 2024 года распалась рядом с Солнцем. В отличие от предыдущего объекта, эта комета подойдёт не столь близко к Солнцу, поэтому вполне может пережить прохождение перигелия. Схожесть орбит двух комет намекает на их общее происхождение. Скорее всего обе они относятся к семейству Крейца и являются осколками Большой кометы 1106 года.

Как и у других комет семейства Крейца, хорошие условия для её наблюдения возможны только в Южном полушарии. Её можно будет попытаться разглядеть в утреннем небе за несколько дней до прохождения перигелия и в течение нескольких вечеров после этого. Непосредственно момент её прохождения перигелия теоретически может наблюдаться из Северного полушария. Несмотря на то, что она может достичь яркости Венеры, её близость к Солнцу в этот момент вряд ли позволит разглядеть её в дневном небе. Будьте осторожны при наблюдении кометы: ни в коем случае не смотрите на Солнце, чтобы не получить ожог сетчатки глаза.

Изначальный размер ядра кометы Шумейкеров–Леви 9 оценивается в 5 км. В середине 19-го века перигелий её рассматриваемой орбиты находился недалеко от орбиты Юпитера. В афелии комета приближалась к орбите Сатурна. Её орбита имела небольшой эксцентриситет, то есть была слабо вытянутой. Также она имела небольшой угол наклона к плоскости эклиптики и плоскости орбит Юпитера и Сатурна.

При выбранных параметрах встреча кометы с Юпитером могла произойти ещё в самом начале 20-го века. Эта встреча привела к гравитационному захвату кометы Юпитером, и она стала вращаться вокруг него. Комета попала в сферу Хилла, то есть область пространства, в которой планета может удерживать спутник, несмотря на гравитацию Солнца. Однако видео наглядно показывает, что траектория кометы не является замкнутой.

Комета выполняла серию нескольких вытянутых витков вокруг Юпитера. Затем делала несколько оборотов вокруг него по почти круговой орбите. Комета не могла выйти на замкнутую орбиту вокруг Юпитера из-за сильных гравитационных возмущений со стороны Солнца. Чередование вытянутых и круговых витков происходило по мере движения Юпитера вокруг Солнца. Полный цикл чередования занимал примерно то же самое время, за которое газовый гигант делал два оборота вокруг центрального светила. За это время непрерывно менялась ориентация орбиты кометы по отношению к Солнцу. Она то поворачивалась к звезде ребром, то оказывалась развёрнутой к ней плашмя. В некоторые моменты времени комета оказывалась несколько ближе к Солнцу, которое с большей силой притягивало её к себе. Это сильно дестабилизировало орбиту кометы и приводило к довольно резкой смене её ориентации в пространстве.

Во время выполнения вытянутых витков вокруг газового гиганта, комета иногда проходила всего в нескольких миллионах км от него. В такие моменты очень сильно возрастает неопределённость в расчётном положении кометы. Дело в том, что координаты любого небесного объекта известны с некоторой погрешностью. Каждое тесное сближение объекта с планетой увеличивает неопределённость в координатах на один или даже на два порядка. Из-за этого невозможно точно сказать, когда именно комета Шумейкеров–Леви 9 вышла на орбиту вокруг Юпитера. Существуют оценки, что она могла быть захвачена им лишь в середине 60-х или даже в начале 70-х годов прошлого века. Однако сценарий, показанный в этом видео (что комета пробыла на орбите Юпитера почти сотню лет), также вполне возможен.

Достоверно известно, что 7 июля 1992 года произошло особо тесное сближение кометы Шумейкеров–Леви 9 с Юпитером. Она прошла всего в 40 тыс км от атмосферы планеты. Это сближение было настолько тесным, что мощные приливные силы Юпитера разорвали ядро кометы на множество фрагментов. Комета была открыта Юджином и Каролиной Шумейкерами и Дэвидом Леви 24 марта 1993 года. В тот момент она уже представляла собой множество обломков. Был обнаружен по меньшей мере 21 фрагмент, растянувшийся вдоль траектории движения в виде цепочки. После открытия кометы и вычисления её траектории стало ясно, что дальнейшее движение фрагментов приведёт к их столкновению с Юпитером. Все расчёты подтвердились. Падение фрагментов происходило в течение недели: с 16 по 22 июля 1994 года. Осколки падали на Юпитер со скоростью свыше 60 км/с. Это приводило к колоссальным взрывам в атмосфере газового гиганта. Мощность каждого из взрывов многократно превышала мощность совокупного ядерного потенциала, накопленного на Земле.

Сами моменты падения не наблюдались с Земли, так как столкновение каждого объекта происходило на обратной стороне Юпитера. Однако хорошо были видны последствия столкновений. Облако раскалённого газа, образующееся при взрыве в момент входа обломков в атмосферу Юпитера, поднималось на огромную высоту. В результате, это облако можно было наблюдать с Земли. Также с Земли хорошо были видны тёмные следы от взрывов в атмосфере Юпитера, которые по размеру превышали нашу планету. Эти следы можно было заметить в течение многих недель после взрывов. Моменты падения фрагментов наблюдались космическим аппаратом Галилео, который в это время как раз направлялся к Юпитеру.

Это грандиозное событие, произошедшее 30 лет назад, стало первым наблюдаемым столкновением двух небесных тел. Оно дало понимание, какую важную роль играет Юпитер в защите Земли. Самая большая планета Солнечной системы принимает на себя значительную часть ударов астероидов и комет.

Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчётах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и кометы. Также при расчёте учитывались релятивистские эффекты. Негравитационные эффекты, связанные с испарением вещества ядра кометы и возможным столкновением фрагментов друг с другом, не учитывались. На протяжении большей части этого видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.