NASAのDARTミッションは、宇宙を調整する人間の最初の試みです

Dec 15 2021
NASAのDARTミッションは、いつか地球をキラー小惑星から保護する可能性のある技術をテストします。
小惑星ディディモスとその小さな月の小惑星ディモーフォスとの衝突が予測される前のNASAのDART宇宙船の図。これは、いわゆるバイナリ小惑星システムを構成しています。NASA/ジョンズホプキンスAPL/スティーブグリベン

2021年11月、NASAのダブルアステロイドリダイレクションテスト(DART)ロボット宇宙船は、小惑星の軌道を傍受して変更する任務で、カリフォルニアのヴァンデンバーグ空軍基地からSpaceXFalcon9ロケットで宇宙に飛び立ちました。

Space.comのこの記事で詳しく説明しているように、2022年9月または10月のいつか、DARTが私たちの惑星から約680万マイル(1100万キロメートル)離れたとき、1200ポンド(544キログラム)の3億2500万ドルの宇宙船が目標に到達します。ディモーフォスは、2つ目の大きな宇宙岩、ディディモスを周回する小さな小惑星で、太陽の周りを楕円軌道で移動します。

ディモーフォスは地球に衝突することはありませんが、恐竜や75%を一掃した小惑星など、キラー小惑星との壊滅的な衝突から地球を保護するのに役立つ可能性のある、テスト技術の優れた安全なターゲットを提供します。 6600万年前の動植物の生命の。

それがディモーフォスに到達すると、DARTは毎秒約6.6キロメートル(4.1マイル)の速度でスペースロックに衝突し、うまくいけば、小惑星にパートナーの周りの軌道をわずかに変更するのに十分な衝撃を与えますが、変更は十分ですNASAのウェブサイトによると、地球上の望遠鏡で観測することができます。

NASAのダブル小惑星リダイレクトテストミッションの宇宙船を搭載したSpaceXFalcon9ロケットが、2021年11月23日にカリフォルニアのヴァンデンバーグ空軍基地から離陸しました。

「DARTは、小惑星の軌道経路を変更するための動的インパクター技術の有効性のテストであり、ターゲット小惑星に動的インパクターを提供するために使用される宇宙船技術のテストです」と、NASAの惑星防衛担当官であるリンドリージョンソンは電子メールで説明します。

DARTについて知っておくべき5つのことを次に示します。

1.宇宙船を小惑星に衝突させるのは簡単に聞こえるかもしれませんが、そうではありません

「ディモーフォスはこれまでミッションのターゲットとなった最小のオブジェクトであり、ディモーフォスの形状や正確なサイズなどの基本的なことを知らなくても、最初の試行に影響を与える必要があるため、非常に速く到着しています」とDARTのAndyRivkinは説明します。 NASAのプロジェクトを主導しているジョンズホプキンス応用物理研究所の調査共同リーダー。「ディディモスの中心からディモーフォスの中心までは約3,600フィート(1,100メートル)で、一方の表面からもう一方の表面まではおそらく1,968フィート(600メートル)未満です。ミス、そして私たちはディディモスを攻撃したくない。」

さらに悪いことに、宇宙船はそのターゲットを非常に高速で追い越す必要があるため、エラーの余地はほとんどありません。「文字通り瞬き」と、DARTプログラムの科学者であるトムスタットラーは電子メールで述べています。必要な精度を達成するために、宇宙船は、人間の入力を必要としない完全に自動化されたナビゲーションシステムであるSMARTNavによって誘導されます。宇宙船はまた、OpNavイメージング機器(別名DRACO)にDidymos Reconnaissance&Asteroid Cameraを利用して、それがどこに向かっているのかを確認します。「DRACOカメラは、衝撃の前の最後の1時間でのみ、ディモーフォスを認識し、ディディモスと区別することができます」とStatler氏は言います。

しかし、それはすべて良いことです。なぜなら、その種のテクノロジーはいつか役立つかもしれないからです。「自然災害を防ぐために動的な衝撃を実行する必要がある場合、地球からかなり離れた場所で実行する必要があるかもしれません。これにより、宇宙船による自律制御が絶対に不可欠になります」とStatler氏は言います。「そのため、DARTを使用してこのテクノロジーを実証および検証したいと考えています。」

この図は、太陽の周りの二重小惑星ディディモスの軌道を示しています。ディディモスは、幅が約0.5マイル(幅が780メートル)の大きな小惑星と、幅が525フィート(幅が160メートル)の小さな小惑星、つまりムーンレットで構成されています。背景には、2,200の他の既知の潜在的に危険な小惑星の軌道があります。

2.科学者は、DARTが小惑星に衝突したときに何が起こるかを本当に知りません

「小惑星自体は予測するのが最も難しいものです。私たちはそれがどんなスペクトルタイプの物体であるかを知っています。つまり、小惑星が作られている材料のタイプについてかなり良い考えを持っていることを意味します」と、クリスティーナA.トーマス助教授は説明します。北アリゾナ大学の天文学および惑星科学の学部。ディモーフォスの研究に何年も費やしており、影響を受けた後も引き続き監視します。

「ディディモスは、私たちが普通コンドライト隕石と呼んでいるものに似ています。岩が多いですが、金属ではありません。それは私たちの思考から始めるのに良い場所です。ディモーフォスが固体の物体なのか、それとも瓦礫の山なのかはわかりません—重力によって一緒に保持された多くの小さなもの。これにより、衝撃自体とクレーターから放出される材料の量が変化します。エジェクタと呼ばれるその材料には、偏向に余分なエネルギーを与える独自の勢いがあります。この強化係数は、「」として知られています。ベータ。'"

「ベータの値の不確実性は、軌道がどれだけ変化すると予測するかについての不確実性を私たちに与えます」とトーマスは続けます。「ディモーフォスは現在、ディディモスの周りの公転周期が約11時間55分です。その公転周期を少なくとも10分変更する予定です。それほど多くはないように思われるかもしれませんが、地球から何かをそらそうとすると、特に事前に行う場合は、大きくする必要はありません。」

3. DARTは、宇宙を調整する人間の最初の試みです

DARTは、宇宙の岩によって人類が一掃されるのを防ぐための初期のステップですが、人類と宇宙との関係も変化させます。これまで、宇宙は私たちが遠くから見守るものであり、時折勇敢な魂を短期間訪問させるものでした。しかし今、私たちが自分の惑星を変えたように、それは人間がいじくり回すことができるものになるでしょう。

「おそらく最大のポイントは、DARTが太陽系小天体の軌道を意図的に変更する人類の最初の試みになるということです」と、天体物理学センターハーバード&スミソニアン天体物理学者で2021年の本「Asteroids :How Love、恐れ、そして貪欲は宇宙における私たちの未来を決定するでしょう」と電子メールで説明します。

DARTミッションの概略図は、小惑星ディディモスのムーンレットへの影響を示しています。地球ベースの光学望遠鏡と惑星レーダーからの衝突後の観測は、親体の周りの月の軌道の変化を測定します。

「地球近傍小惑星ディディモスの月であるディモーフォスの軌道速度を変更する量は、カタツムリのペース(文字通り)未満、つまり4.6フィート(1.4メートル)/時間にすぎません」とエルビス氏は言います。「それでもゼロではありません。太陽系の構造は微妙に変更されます。」これは当面の重要性はありませんが、象徴的であると彼は言います。「人類からの脱却にわくわくする人もいます。「二度とない」と言う人もいます。今だけはるかに大きな規模で、環境の過ちを繰り返さなければならないのだろうか?」

4.小さな小惑星でさえ、それが地球に衝突した場合、多くの損害を与える可能性があります

ディモーフォスは、恐竜を一掃した巨大な小惑星と比較すると、小さく見えるかもしれません。恐竜のサイズは、直径約6マイル(10 km)と推定されています。しかし、小さな小惑星でさえ、それが地球に衝突した場合、深刻な害を及ぼす可能性があります。ジョンソン氏は、約5万年前にアリゾナ州東部でバリンガークレーターを作ったのは、小惑星の3倍の大きさで、おそらく5倍の質量であると述べています。

「それは、どの核爆弾よりも大きい、およそ10メガトンのTNTの推定エネルギーに影響を与え、直径数マイル、深さ1/4マイル(0.4キロメートル)の火口を作るだろう」とジョンソンは指摘する。「爆風の影響は、衝突現場から全方向に150マイル(241キロメートル)広がる可能性があります。」そのような災害の見通しは、将来の小惑星防衛任務がディモーフォスのサイズの物体を標的にする必要があるかもしれないことを考えさせます。

5.DARTは将来の地球救助宇宙船に影響を与える可能性があります

DARTが計画どおりに機能する場合、「惑星防衛目的の動的インパクター技術と、現在の技術がたわみを実行する能力の両方を検証します」とJohnson氏は説明します。しかし、それは、NASAが同じ偉業を実行できる宇宙船を急いで構築し、地球を攻撃する脅威である小惑星の最初の一瞥で打ち上げる準備ができているという意味ではありません。

「重大な小惑星の衝突は非常にまれな自然災害であり、事前に検出されたものをそらすためにどのような技術が使用されるかは、特にそれが発見された何年前に、非常にシナリオに依存します」とジョンソンは言います。「次の主要な影響力者が発見される前に数十年が経過する可能性があり、将来のその時の惑星防衛プログラムは、それまでに利用可能になる可能性が高いより高度な技術を使用したいと思うかもしれません。」

一方、「DARTが実際の緊急事態で使用される可能性のあるものとどのように比較されるかは、実験がどのように行われるかに一部依存します」とRivkin氏は言います。その将来の惑星プロテクターは、DARTの設計と「それほど変わらないかもしれません」。

今それは興味深いです

このNASAのブログ投稿によると、DARTは、ディディモスの周りの遅い軌道への変化が、太陽の周りの小惑星の軌道の変化よりもはるかに簡単に観察できるため、ディモーフォスを対象としています。