В ноябре 2021 года роботизированный космический корабль НАСА Double Asteroid Redirection Test (DART) вылетел в космос на ракете SpaceX Falcon 9 с базы космических сил Ванденберг в Калифорнии с миссией по перехвату и изменению орбиты астероида .
Как подробно описано в этой статье на Space.com, где-то в сентябре или октябре 2022 года, когда DART будет находиться примерно в 6,8 миллионах миль (11 миллионов километров) от нашей планеты, космический корабль весом 1200 фунтов (544 килограмма) стоимостью 325 миллионов долларов достигнет своей цели — Диморфос , небольшой астероид, который вращается вокруг второй, более крупной части космического камня, Дидимоса , поскольку пара движется по эллиптической орбите вокруг Солнца .
Хотя Диморфос не собирается врезаться в Землю, он представляет собой хорошую и безопасную цель для тестирования технологии, которая когда-нибудь может помочь защитить Землю от катастрофического столкновения с астероидом-убийцей , таким как тот, который уничтожил динозавров и 75 процентов растительной и животной жизни 66 миллионов лет назад.
Когда он достигнет Диморфоса, DART врежется в космический камень со скоростью около 6,6 километров (4,1 мили) в секунду, что, как мы надеемся, даст астероиду достаточно толчка, чтобы изменить его орбиту вокруг партнера, хотя бы немного, но достаточно, чтобы изменение можно наблюдать в телескопы на Земле, сообщается на сайте НАСА.
«DART — это проверка эффективности метода кинетического ударного элемента для изменения орбитального пути астероида и технологии космического корабля, используемой для доставки кинетического ударного элемента к целевому астероиду» , — объясняет по электронной почте Линдли Джонсон , офицер планетарной обороны НАСА.
Вот пять вещей, которые вы должны знать о DART.
1. Столкновение космического корабля с астероидом может показаться легким, но это не так
«Диморфос — это самый маленький объект, который когда-либо был целью миссии, и мы приближаемся к нему очень быстро, так как нам нужно воздействовать на него с первой попытки, не зная фундаментальных вещей, таких как форма или точный размер Диморфоса», — объясняет Энди Ривкин , сотрудник DART. соруководитель исследования из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса , которая руководит проектом для НАСА. «Это примерно 3600 футов (1100 метров) от центра Дидимоса до центра Диморфоса, и, вероятно, менее 1968 футов (600 метров) от поверхности одного до поверхности другого. Мы не хотим мисс, и мы не хотим бить Дидима».
Что еще хуже, космический корабль должен догнать эту цель на такой высокой скорости, что остается очень мало права на ошибку — «буквально в мгновение ока», — говорит ученый программы DART Том Стэтлер по электронной почте. Для достижения необходимой точности космический корабль будет управляться SMART Nav , полностью автоматизированной навигационной системой, не требующей участия человека. Космический корабль также будет использовать Didymos Reconnaissance & Asteroid Camera для инструмента обработки изображений OpNav, также известного как DRACO, чтобы увидеть, куда он движется. «Камера DRACO сможет увидеть Dimorphos и отличить его от Didymos только за последний час до удара», — говорит Стэтлер.
Но это все хорошо, потому что такая технология может когда-нибудь пригодиться. «Если нам когда-нибудь понадобится провести кинетическое воздействие, чтобы предотвратить стихийное бедствие, нам, возможно, придется сделать это достаточно далеко от Земли, что сделает автономное управление космическим кораблем абсолютно необходимым», — говорит Стэтлер. «Вот почему мы хотим продемонстрировать и проверить эту технологию с помощью DART».
2. Ученые на самом деле не знают, что произойдет, когда DART столкнется с астероидом
«Сложнее всего предсказать сам астероид. Мы знаем, к какому спектральному классу относится этот объект, а это значит, что у нас есть достаточно хорошее представление о типе материала, из которого он сделан», — объясняет Кристина А. Томас , доцент факультета астрономии и планетологии Университета Северной Аризоны, который много лет изучал Диморфос и продолжит следить за ним после удара.
«Дидим похож на то, что мы называем обычным хондритовым метеоритом. Он каменистый, но не металлический. Это дает нам хорошую отправную точку для нашего размышления. Мы не знаем, является ли Диморфос твердым объектом или грудой щебня… много более мелких вещей, удерживаемых вместе гравитацией. Это изменит сам удар и то, сколько материала выбрасывается из кратера. Этот материал, называемый выбросом, имеет свой собственный импульс, который придает дополнительную энергию отклонению. Этот коэффициент усиления известен как ' бета.'"
«Неопределенность значения бета дает нам неопределенность в том, насколько, по нашим прогнозам, изменится орбита», — продолжает Томас. «Диморфос в настоящее время имеет период обращения вокруг Дидима примерно 11 часов 55 минут. Мы ожидаем, что этот период обращения изменится как минимум на 10 минут. Это может показаться не таким уж большим, но если бы мы пытались отклонить что-то от Земли, не должно быть большим, особенно если мы сделаем это заблаговременно».
3. DART — первая попытка человека настроить космос
DART — это первый шаг к защите человеческой жизни от уничтожения космическим камнем, но он также меняет отношение человечества к космосу. До этого момента мы наблюдали за космосом издалека и время от времени отправляли смельчаков посетить его ненадолго. Но теперь это станет чем-то, с чем люди смогут возиться, точно так же, как мы изменили нашу собственную планету.
«Возможно, самым важным моментом является то, что DART станет первой попыткой человечества преднамеренно изменить орбиту тела Солнечной системы», — Мартин Элвис , астрофизик из Гарвардского и Смитсоновского астрофизического центра и автор книги 2021 года « Астероиды: как любить». Страх и жадность определят наше будущее в космосе », — говорится в письме.
«Величина, на которую мы изменим орбитальную скорость Диморфоса, спутника сближающегося с Землей астероида Дидимос, будет меньше скорости улитки (буквально) — 4,6 фута (1,4 метра) в час», — говорит Элвис. «И все же это не ноль. Архитектура солнечной системы будет слегка изменена». Он говорит, что, хотя это не имеет непосредственного значения, это символично. «Есть те, кто будет в восторге от этого выхода из человечества. Есть и другие, которые скажут: «Не снова. Должны ли мы повторять наши экологические ошибки, только теперь в гораздо большем масштабе?»
4. Даже небольшой астероид может нанести большой ущерб, если столкнется с Землей
Диморфос может показаться ничтожным по сравнению с массивным астероидом, уничтожившим динозавров, размер которого оценивается примерно в 10 километров в поперечнике. Но даже небольшой астероид способен нанести серьезный вред, если врежется в Землю. Джонсон отмечает, что он в три раза больше и, возможно, в пять раз больше массы астероида, образовавшего кратер Барринджера в восточной Аризоне около 50 000 лет назад.
«Энергия удара оценивается примерно в 10 мегатонн в тротиловом эквиваленте — больше, чем у любой ядерной бомбы, — и образуется кратер диаметром в несколько миль и глубиной в четверть мили (0,4 км)», — отмечает Джонсон. «Воздействие взрыва может распространяться на 150 миль (241 км) во всех направлениях от места удара». Перспектива такой катастрофы делает возможным, что какой-то будущей миссии по защите от астероидов, возможно, потребуется нацелиться на объект размером с Диморфос.
5. DART может повлиять на будущие космические корабли для спасения Земли
Если DART будет работать, как планировалось, «он подтвердит как технику кинетического удара для целей планетарной защиты, так и то, что современная технология позволяет нам выполнять отклонение», объясняет Джонсон. Но это не означает, что НАСА бросится строить космический корабль, способный совершить тот же подвиг, и подготовить его к запуску при первом же взгляде на астероид, который может столкнуться с Землей.
«Значительное столкновение с астероидом — это чрезвычайно редкое стихийное бедствие, и методы, которые можно использовать для отклонения обнаруженного заранее, очень зависят от сценария, особенно от того, за сколько лет до этого оно было обнаружено», — говорит Джонсон. «Могут пройти десятилетия, прежде чем будет обнаружен следующий крупный ударный объект, и программа планетарной защиты того времени в будущем может захотеть использовать более передовые технологии, которые, вероятно, будут доступны к тому времени».
С другой стороны, «сопоставление DART с тем, что может быть использовано в реальной чрезвычайной ситуации, будет частично зависеть от того, как пройдет эксперимент», — говорит Ривкин. Этот будущий защитник планеты «может не сильно отличаться» от дизайна DART.
Теперь это интересно
Согласно этому сообщению в блоге НАСА , DART нацелен на Диморфос, потому что изменение его медленной орбиты вокруг Дидима можно наблюдать гораздо легче, чем изменение орбиты астероида вокруг Солнца .
