Орбита астероида (99942) Apophis и обстоятельства его сближения с Землей

в 2029 г.

Виноградова Т. А., Кочетова О. М., Чернетенко Ю. А., Шор В. А., Ягудина Э. И.

Институт прикладной астрономии РАН, С-Петербург, Россия

Открыт 19 июня 2004 г. – 6 наблюдений в 2 ночи

Переоткрыт 18 декабря 2004 г. – 31 набл.

Предварительное обозначение – 2004 MN4

MOID =0.002 а.е., тесное сближение с Землей в 2029 г.

Вероятность столкновения – 0.3%, 2.2%, 3.3% (по176 набл)

6 наблюдений в марте 2004 позволили уточнить орбиту и

исключить возможность столкновения с Землей в 2029 г.,

Δ≈38000 км.

Постоянный номер 99942, имя Apophis (Разрушитель)

(греческое имя египетского божества Apep).

989 наблюдений: 982 – оптических, 7 – радарных

Интервал наблюдений: 15.03.2004 – 16.08.2006

Классификация АСЗ На 26.07.2007 – 4681/ 866

MOID – Minimum Orbital Intersection Distance

Тип Описание Область движения

Амурцы(Amors)

АСЗ с орбитами, лежащими вне орбиты Земли

a > 1.0 а.е.1.017 <q< 1.3 a.e.

Аполлонцы(Apollos)

АСЗ, пересекающие орбиту Земли, с большими полуосями, большими чем у

Земли

a > 1.0 а.е. q ≤ 1.017 а.е.

Атонцы(Atens)

АСЗ, пересекающие орбиту Земли, с большими полуосями, меньшими чем у

Земли

a < 1.0 а.е. Q ≥ 0.983 а.е.

XАСЗ, орбиты которых полностью

расположены внутри орбиты Земли a < 1.0 а.е.

Q < 0.983а.е.

Потенциально опасные

астероиды

При принятом значении альбедо 0.13 H ≤ 22.0m соответствует диаметру ≥ 150м

MOID ≤ 0.05 a.e. H ≤ 22.0m

Орбита астероида Апофис

Orbital Information: Keplerian elements at epoch 54200 (MJD) (http://newton.dm.unipi.it/cgi-bin/neodys/neoibo?objects:Apophis;main)

MOID – Minimum Orbital Intersection Distance- минимальное расстояние между орбитами астероида и Земли

a (AU) 0.922261 Perihelion (AU) 0.746 (0.983)

eccentricity 0.191059 Aphelion (AU) 1.098 (1.017)

inclination (deg)

3.331Asc. node-Earth sep.

(AU)-0.00093

Asc. node (deg)

204.459Desc. node-Earth sep.

(AU)-0.19805

Arg. perih. (deg)

126.386 Earth MOID (AU) 0.00027

M (deg) 307.363 Orbital period (days) 323.504

Изменение расстояния Апофиса от Земли на интервале 1900-2031 гг.

Изменение расстояния Апофиса от Земли на интервале 2010-2031 гг.

Изменение расстояния Апофиса от Земли на интервале 2020-2031 гг.

Close Approaches with the Earth (from 1950 to 2100)

(http://newton.dm.unipi.it/cgi-bin/neodys/neoibo?objects:Apophis;main)

Date

Minimum Possible Distance

(AU)

DateMinimum Possible Distance

(AU)

1957/04/01.120 0.07527 2021/03/06.052 0.11265

1964/10/24.918 0.18757 2029/04/13.907 0.00025

1965/02/11.499 0.12583 2037/09/22.538 0.11955

1972/12/24.486 0.07913 2044/07/22.832 0.10105

1980/12/18.078 0.07208 2051/04/11.013 0.02096

1982/04/11.512 0.17946 2059/09/13.795 0.01201

1990/04/14.864 0.03291 2066/05/10.394 0.02956

1998/04/14.824 0.02438 2081/09/02.735 0.04248

2004/12/21.392 0.09638 2088/04/15.184 0.00374

2013/01/09.488 0.09666 2095/04/08.900 0.05836

Целью данной работы является

новое определение орбиты данного астероида на основе имеющихся позиционных оптических и радиолокационных наблюдений,

оценка точности найденного решения,

сравнение его с результатами других авторов.

Модель движения

Уравнения движения астероида в прямоугольных координатах учитываютгравитационные возмущения от всех больших планет и Плутона,возмущения от Цереры, Паллады и Весты (численная эфемерида DE405). Включены релятивистские возмущения от Солнца, возмущения от сжатия Солнца (J2 = 2 10-7 ), возмущения от светового давления, возмущения от сжатия Земли. Учет возмущений от Земли и Луны выполняется раздельно. При оцениваемом в настоящее время диаметре Апофиса в 270м световоедавление вызывает на исследуемом интервале заметные изменения вкоординатах тела. Сжатие Земли оказывает очень небольшое влияние на движение астероида на интервале с 2007 г. по апрель 2029 г., но его действиемногократно увеличивается в периоды очень тесных сближений. При вычислении О–С в наблюденные оптические положения астероидавводилась поправка за фазу (поправка за смещение фотоцентра отгеометрического центра фигуры астероида в проекции на небесную сферу).Эта поправка вычислялась на основе закона Ломмеля – Зеелигера. При вычислении O–С вводилась также поправка за гравитационноеотклонение света.

Интегрирование уравнений движения и уравнений в вариациях – метод Эверхарта 15-го порядка Точность интегрирования оценивалась интегрированием вперед–назад на интервале 2007 – 2029 гг.

Изменения координат компонент скорости 3. 10-11, -1.10-12 , 4.10-13 1.10-13, 6.10-13, 2.10-13

__________________

Определение координат и скоростей по всем (989) наблюдениям на эпоху 2007 04 10.0,= 0.37”, 66 усл. уравнений отброшено.

оптика+радар. опт. оптика+радар. опт.

X =–.170964730±.36e–6 (.69e–6) dX/dt = .195616636e–1± .21e–8(.53e–8) Y =–.769782975 .23e–7 (.10e–6) dY/dt = –.791647222e–3 .70e–8 (.14e–7) Z = –.290767044 .18e–7 (.79e–7) dZ/dt = .207803557e–3 .29e–8 (.57e–8)

xxxxx

Элементы орбиты Апофиса, полученные в различных Институтах: ИПА – Институт прикладной астрономии РАН ЛРД – Лаборатория реактивного движения, США НЕОДиС – Центральный узел фонда “Космическая стража” (Near Earth Object Dynamics Site), Италия. Всего 996 наблюдений, интервал 15.03.2004-16.08.2006, 76 обсерваторий

Элемент орбиты

ИПА

– 66 усл.уравнений

ЛРД

– 258 наблюдений

НЕОДиСВеса оптическим

наблюдениям

M ( °) 307.3630740 ± 2.4e–5

307.3630785 ± 3.2e–5 307.3630790* ± 3.1e–5

Ω ( °) 126.3854974 4.0e–5 126.3855713 1.1e–4 126.3855625* 1.1e–4

Ω ( °) 204.4592270 4.0e–5 204.4591523 1.1e-4 204.4591613* 1.1e–4

i ( °) 3.3313151 7.4e–7 3.3313146 2.0e–6

3.3313147* 2.0e–6

е 0.191059420 3.5e–8

0.191059415 7.6e–8

0.191059417* 7.4e–8

n( °/сут) 1.112815114 2.7e–8 1.112815112 4.4e–8 1.112815113* 4.3e–8

a (а.е.) 0.9222614146 1.5e–8 0.9222614151 2.4e–8 0.9222614146 2.4e–8 *) Вычислено нами на основе опубликованных эквиноктиальных элементов: a, esinω, ecosω, tan(i/2)sinΩ, tan(i/2)cosΩ, L.

Влияние светового давления на оценку мини-мального расстояния Апофиса от Земли в 2029 г.

min

Вар-нт

Учет светового давления при

улучшении параметров

орбиты

Учет светового давления при

интегрировании до 2029 г.

(км)

1 учитывалось учитывалось 38220.5

2 учитывалось не учитывалось 38139.6

3 не учитывалось не учитывалось 38214.5

Радиолокационные наблюдения и их остаточные уклонения

Дата Измерение Ошибка Остаточные уклонения

Единицы измерения

2005 янв. 27.9798611 –100849.14 .250 –.073207 Гц

2005 янв. 29.0000000 192028507.13 4.000 .437679 Мкс

2005 янв. 29.0000000 –102512.91 .250 –.003240 Гц

2005 янв. 30.0125000 195808170.79 4.500 –.603108 Мкс

2005 янв. 30.0125000 –103799.82 .150 .048186 Гц

2005 авг. 7.7131944 8186.80 .200 –.097043 Гц

2006 май 6.5340278 –118256.80 .100 –.004098 Гц

О–С по прямому восхождению

2004.0 – 0.8 a.e., 2004.5 – 1.1 a.e., 2004.97 – 0.096 a.e., 2005.6 – 0.27 a.e., 2006.3 – 0.20 a.e.

О–С по склонению

2004.0 – 0.8 a.e., 2004.5 – 1.1 a.e., 2004.97 – 0.096 a.e., 2005.6 – 0.27 a.e., 2006.3 – 0.20 a.e.

ОБСТОЯТЕЛЬСТВА СБЛИЖЕНИЯ АПОФИСА С ЗЕМЛЕЙ В 2029 Г.

Значения минимального расстояния Апофиса от Земли 13апреля 2029 г. (JD 2462240.407115), вычисленные на основетрех различных систем элементов.

Система элементов момент времени Δmin ИПА 2462240.407115 38220.5 км ЛРД 2462240.407115 38240.4 км НЕОДиС 2462240.407115 38228.1 км

Положения плоскости цели в моменты, близкие к эпохе достижения кратчайшего расстояния между Землей и астероидом. T0A0 – отрезок кратчайшего расстояния между орбитами Земли и астероида, перпендикулярный к векторам их гелиоцентрических скоростей. A0 – положение виртуального астероида, пересекающего отрезок кратчайшего расстояния между орбитами одновременно с Землей, A1 – положение виртуального астероида, пересекающего плоскость цели в иной момент, d – минимальное расстояние этого астероида от Земли.

Положение эллипса рассеяния виртуальных астероидов в плоскости цели в момент JD 2462240.407115, мало отличающийся от эпохи наибольшего сближения Апофиса с Землей в 2029 г. Сечение Земли плоскостью цели изображено в виде круга. Эллипс рассеяния в масштабе рисунка представлен в виде короткой черточки, параллельной оси ζ. Координаты центра эллипса равны ξ= 7124.5 км, ζ= 37550.7 км. Расстояние d от центра эллипса до центра Земли равно 38220 ± 345 км. В масштабе рисунка положения всех трех точек практически сливаются в одну. Координаты в плоскости цели, полученные по трем решениям:

ИПА ЛРД НЕОДиС

ξ (км)

7124.5

7133.3 7131.9

η (км) –2.3

–0.7

0.0

ζ (км) 37550.7 37569.3 37556.9

Δmin (км) 38220.5 38240.5 38228.1

Discovery Circumstances:

R. A. Tucker, D. J. Tholen, F. Bernardi Kitt Peak, 19 Jun 2004

Orbital Type: AT

Taxonomic Type: -

Albedo: 0.33

Diameter: 0.270 km

H: 19.7

G: 0.15

U-B: -

B-V: -

Rotation Period: 30.5376 hr

Lightcurve Amplitude: 1.0 mag

Spin Vector: -

Физические характеристики астероида Апофиса

(http://earn.dlr.de/nea/099942.htm)

99942 Apophis (2004 MN4) Earth Impact Risk Summary

Impact Probability (cumulative)

2.2e-05

Number of Potential Impacts

2

Vimpact 12.59 km/s

H 19.7

Diameter 0.250 km

Mass 2.1e+10 kg

Energy 4.0e+02 MT

http://neo.jpl.nasa.gov/risk/a99942.html

Сближение Апофиса с Землей в 2029 г.