В 2019 году команда учёных из NASA начала разрабатывать план по запуску космического зонда DART. Цель — проверить возможность изменения орбиты астероида. Дело в том, что в Солнечной системе большое количество таких объектов, и некоторые из них время от времени могут создавать угрозу для Земли и нас с вами. В этом случае можно придумать странный план, как в фильме «Армагеддон», отправив на астероид людей.
А можно загодя рассчитать орбиты астероидов, выделить потенциально опасные для Земли
и отправить к таким объектам один-единственный (и относительно недорогой)
аппарат. У него одна задача — долететь к астероиду и врезаться в нужное место для изменения орбиты. Примерно так и поступила команда проекта DART. Результаты реализации проекта были несколько неожиданными, и об этом поговорим под катом.
Что за миссия такая?
О её основной задаче уже рассказали, теперь подробности. Учёные выбрали для испытаний систему из двух астероидов — Дидим и Диморфос. Это не угрожающие Земле объекты, их выбрали для проверки самой возможности изменения орбиты.
Два астероида выбрали потому, что один из них, Диморфос, совершал оборот вокруг своего «старшего брата», Дидима, за 11,9 часа. Соответственно, после того, как аппарат врезался бы в объект, изменения его движения можно было бы легко отследить.
По плану период вращения астероида после встречи с посланником Земли должен был измениться примерно на 73 секунды. Сам аппарат, кстати, не нёс в себе и на себе почти никаких научных приборов. Весь его научный инвентарь — это навигационные датчики: солнечный датчик (см. Sun sensor), звёздный датчик и узкоугольная навигационная камера, используемая как для наведения аппарата, так и для фотографирования астероидов. Плюс был ещё бортовой компьютер и антенна.
26 сентября началась финальная стадия сближения с Диморфом. Аппарат успел сделать несколько отличных снимков хорошего качества, в 23:14 UTC 26 сентября DART разбился о поверхность Диморфа. Всё шло вроде как по плану. Скорость сближения составила 6,25 км/с.
А что потом?
Затем началось самое интересное. Уже через две недели после столкновения NASA обнародовало первые результаты эксперимента. Оказалось, что период обращения Диморфа вокруг более крупного астероида уменьшился примерно на 32 минуты.
За аппаратом следовал ещё и итальянский зонд LICIACube, который смог сделать фото через три минуты после столкновения. Оказалось, что у астероида появился кометоподобный хвост. Учёные выяснили, что аппарат выбил из объекта много вещества, породы — от 1 000 до 10 000 тонн. Это около 0,2% массы самого астероида.
Как оказалось, именно эта порода придала астероиду дополнительный импульс, который и позволил сократить орбиту сразу на 32 минуты вместо нескольких. Сам Диморф оказался не монолитом, а объектом, который образовался в результате «слипания» нескольких валунов. Соответственно, удар и получился таким мощным — из монолитной скалы столько вещества выбить не получилось бы.
Уже позже оказалось, что «хвост» астероида устойчив во времени — за астероидом теперь след из пыли, а также большого количества осколков. Многие из них, впрочем, разлетелись и вокруг объекта. Их размер составляет от 1 до 6,7 метра в поперечнике. Они удаляются от Диморфа со скоростью около километра в час.
Период вращения астероида вокруг Дидима в настоящий момент составляет 11 часов и 23 минуты вместо 11 часов и 55 минут.
В целом, то, что миссия «пошла не так», — это положительный момент, поскольку учёные смогли узнать много нового о поведении астероидов в случае столкновения с ними других объектов. Также удалось прояснить строение астероидов, что, безусловно, поможет как науке, так и проектам по изменению орбиты астероидов в будущем.
Что теперь?
Миссия DART — только первый этап, она является частью более крупного проекта, который называется AIDS (Asteroid Impact and Deflection Assessment — «исследование возможности отклонения астероидов посредством столкновения»). Начала второй миссии придётся подождать — она запланирована на октябрь 2023 года.
К той же парочке астероидов запустят космический аппарат Hera. Согласно расчётам учёных, он прибудет к месту встречи в конце 2026 года. В отличие от DART, Hera будет оснащена гораздо большим количеством научного оборудования, в частности фотокамерами, лидарным высотомером, двумя тепловизорами и доплеровским радаром. Также аппарат оснастят сразу двумя кубсатами. Они, в свою очередь, получат спектрометры, термогравиметры, радар и гравиметры.
Новый аппарат будет вести изучение Диморфа и его орбиты. Так, планируется изучить кратер, а также образовавшийся после столкновения «хвост» из пыли и валунов. Также планируется изучить морфологию астероида и другие особенности. Конечно, аппарат сделает и большое количество новых фотографий, которые дадут учёным материал для изучения на несколько лет вперёд.
Также учёные сейчас оценивают возможность посадки Hera на один из астероидов после завершения миссии.
