Історичний експеримент NASA: зміна орбіти астероїда
У 2022 році NASA увійшло в історію, свідомо врізавшись космічним апаратом в астероїд, щоб дослідити, чи можна змінити орбіту об’єкта навколо його більшого супутника астероїда. Місія, відома як тест на перенаправлення подвійного астероїда (DART), виявилася неймовірно успішною, зменшивши орбітальний період пари астероїдів Дидимос та Диморфос на вражаючі 33 хвилини.
Зміна орбітального шляху
Нові вимірювання показали щось ще більш вражаюче: удар також змінив весь орбітальний шлях системи Дидимос-Диморфос у космосі. Це досягнення стало першим випадком, коли людство безпосередньо змінило орбіту природного об’єкта навколо Сонця.
«Ця робота додає можливість відхиляти систему подвійних астероїдів у її геліоцентричній орбіті до списку нових технологій, продемонстрованих місією DART», – пише команда під керівництвом аерокосмічного інженера Рахіла Макадії з Університету Іллінойс в Урбана-Шампейн.
Безпека планет
Місія DART була проведена в інтересах безпеки планет. У Сонячній системі є багато великих каменів, і, хоча наразі немає відомих загроз для Землі, людство хоче бути готовим до можливості. Ціль DART була проста. Цільовою парою астероїдів були дві гравітаційно пов’язані між собою; великий, названий Дидимос, має діаметр близько 780 метрів, а менший, Диморфос, – близько 160 метрів.
Вимірювання та результати
Цю систему вибрали частково тому, що її орбітальний період був дуже добре охарактеризований, що спростило вимірювання будь-яких змін. Команда науковців очікувала зміну орбітального періоду близько 7 хвилин, тому фактична зміна на 33 хвилини була надзвичайно захоплюючою.
Однак астероїдна система є лише частиною більшої цілості – всієї Сонячної системи. Макадія та його команда хотіли знати, чи вдалося місії DART змінити не лише орбітальний період Диморфоса навколо Дидимоса, а й макроскопічний шлях обох об’єктів навколо Сонця.
Ефект удару
Оскільки Диморфос і Дидимос гравітаційно пов’язані, вони обертаються навколо спільного центру мас, відомого як барицентр. Коли DART вдарив Диморфос, удар не просто підштовхнув менший астероїд; він також викинув уламки в космос. Ці матеріали несли імпульс від системи, що, за прогнозами вчених, могло призвести до невеликого відскоку, який міг би трохи змінити рух пари Дидимос-Диморфос навколо Сонця.
Дослідження та моніторинг
Протягом років після зіткнення у вересні 2022 року інструменти ретельно моніторили астероїдну систему. Команда Макадії проаналізувала дані з 22 зоряних оккультацій, 5,955 наземних вимірювань позиції системи, трьох навігаційних вимірювань з самого космічного апарата DART і дев’яти наземних вимірювань відстані.
Всі ці дані показали, що удар дійсно надав системі Дидимос-Диморфос невеликий поштовх, уповільнивши її орбітальну швидкість приблизно на 11,7 мікрометра на секунду – близько 42 міліметрів на годину (приблизно ширина Apple Watch).
Висновки та перспективи
Проте в космосі навіть найменший поштовх може врешті-решт призвести до великої зміни в положенні. Протягом десятиліття зміна 11,7 мікрометра на секунду накопичиться до приблизно 3,69 кілометра. Це означає, що в часах, відповідних до планетарної оборони – років або десятиліть попередження, якщо пощастить – навіть невеликий поштовх може бути достатнім, щоб безпечно відвести небезпечний астероїд від Землі.
Майбутні місії нададуть ще чіткішу картину того, що сталося під час удару. Космічний апарат Європейського космічного агентства Хера, запланований для прибуття до системи Дидимос пізніше цього десятиліття, вивчить кратер, залишений DART, і детально виміряє маси та структуру астероїдів.
Але те, що вже було досягнуто, є нічим іншим, як надзвичайним. Вперше людство змінило шлях природного об’єкта, що рухається в Сонячній системі. «Демонструючи, що місії з відхилення астероїдів, такі як DART, можуть впливати на зміни в геліоцентричній орбіті небесного тіла», – пишуть дослідники, «це дослідження є значним кроком уперед у нашій здатності запобігати майбутнім ударам астероїдів на Землю.»
Дослідження було опубліковано в Science Advances.