Ошибку быстро обнаружили, но она демонстрирует необходимость прозрачности в отношении движения космических аппаратов в дальнем космосе.
2 января Центр малых планет Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс, объявил об открытии необычного астероида , обозначенного 2018 CN41. Впервые идентифицированный и представленный ученым-любителем, объект имел примечательную орбиту: он прошел менее чем в 240 000 км от Земли, ближе, чем орбита Луны. Таким образом его признали, как околоземный объект — объект, за которым стоит следить на предмет его потенциального столкновения с Землей.
Однако менее чем через 17 часов Центр малых планет опубликовал редакционное уведомление : объект 2018 CN41 удаляется из записей, поскольку, как выяснилось, не является астероидом.
Это была машина.
Если быть точным, это был Tesla Roadster Илона Маска, установленный на верхнюю ступень Falcon Heavy, которая вышла на орбиту вокруг Солнца 6 февраля 2018 года. Автомобиль, которым владел и управлял Маск, был испытательным грузом для первого полета Falcon Heavy . В то время он получил большую известность как первый серийный автомобиль, запущенный в космос, в комплекте с манекеном в костюме на водительском сиденье по имени Стармен.
Случай ошибочной идентификации был быстро раскрыт в ходе сотрудничества между профессионалами и астрономами-любителями. Но некоторые астрономы говорят, что это также символизирует растущую проблему: отсутствие прозрачности со стороны стран и компаний, эксплуатирующих аппараты в дальнем космосе, за пределами орбит, используемых большинством спутников. В то время как объекты на более низких околоземных орбитах отслеживаются, более глубокий космос остается нерегулируемой областью.
Астрономы говорят, что если их не контролировать, то растущее число неотслеживаемых объектов может помешать усилиям по защите Земли от потенциально опасных астероидов. И эта проблема будет обостряться по мере того, как все больше стран и компаний отправляются на Луну и дальше.
«Печальная» проблема
Центр малых планет, работающий под эгидой Международного астрономического союза, является всемирно признанным органом по обработке наблюдений и отчетов о новых астероидах, кометах и других малых телах в солнечной системе. В его обязанности входит идентификация, обозначение и вычисление их орбит.
Он также не чурается космических кораблей и отброшенных ступеней ракет, маскирующихся под астероиды. В 2000-х годах зонд NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), размещенный в глубоком космосе примерно в 1,5 миллиона километров от Земли, несколько раз попадал на страницу подтверждения околоземных объектов MPC (NEOCP), список околоземных объектов, ожидающих подтверждения. А в 2007 году MPC пришлось отменить обозначение астероида 2007 VN84, когда было обнаружено, что объектом является космический аппарат Rosetta — известная европейская миссия, которая тогда совершала пролет мимо Земли по пути к первой в истории посадке на комету.
Рост числа космических запусков в сочетании с достижениями в области телескопических исследований означает, что MPC наблюдает всплеск сообщений об искусственных объектах, сообщил в электронном письме директор центра Мэтью Пейн.
К ним относятся неработающие корабли и ракетные ускорители, а также действующие космические миссии. Космические аппараты, которые пролетают мимо Земли для гравитационного маневра (например, Rosetta) в более отдаленные места, особенно подвержены ошибочной идентификации как околоземные астероиды. То же самое касается и космических аппаратов, находящихся в точке гравитационной устойчивости Лагранжа L2 за пределами Луны, например, WMAP.
В течение 2020–2022 годов в книгу рекордов MPC по астероидам было добавлено не менее четырех космических аппаратов — и быстро удалено. Среди них европейско-японская миссия BepiColombo (на пути к Меркурию), миссия NASA Lucy (направлявшаяся к троянским астероидам на орбите Юпитера), рентгеновская обсерватория Spektr-RG в точке L2 и то, что считается верхней ступенью ракеты Centaur для лунного зонда Surveyor 2 1966 года.
Неконтролируемое пространство
Ближе к Земле космические аппараты отслеживаются и контролируются с гораздо большей тщательностью. Спутники на околоземной орбите регулируются национальными и международными агентствами, такими как Федеральная комиссия по связи США. Компании также регулярно публикуют информацию об орбите своих собственных спутников, традиционно в формате, известном как двухстрочные элементы (TLE). Эти данные собираются Космическими силами США, которые также выполняют собственные радиолокационные наблюдения и выдают предупреждения операторам, когда два спутника находятся под угрозой столкновения, чтобы они могли предпринять действия по предотвращению. Обмен позициями и траекториями, как правило, отвечает наилучшим интересам компаний, поскольку это защищает их собственные активы от столкновений и помогает предотвратить разрушительные облака мусора, которые в худшем случае могут сделать околоземное пространство непригодным для использования.
Но ситуация иная в глубоком космосе, который заполнен растущим флотом космических аппаратов на Луне, на орбите вокруг Солнца и в связанных точках Лагранжа гравитационной устойчивости. Благодаря известности Tesla Roadster, он оказался включен в базу данных, поддерживаемую Лабораторией реактивного движения NASA под названием Horizons, которая вычисляет орбиты для естественных тел в Солнечной системе. Но раскрытие траекторий искусственных тел в глубоком космосе не является стандартной отраслевой практикой.
В сентябре прошлого года AAS подняла вопрос о прозрачности дальнего космоса в заявлении, подготовленном Комитетом по защите астрономии и космической среды. Она призвала американских космических операторов — как правительственных, так и неправительственных — публично сообщать и обновлять траектории объектов дальнего космоса. Она также настоятельно рекомендовала операторам размещать эти данные в публичном хранилище, таком как Horizons JPL, повторяя призыв MPC 17 лет назад.
«Редкое стечение факторов»
Путаница с Tesla Roadster стала разочарованием для турецкого астронома-любителя. Он надеялся, что обнаружил околоземный астероид, а не подержанный автомобиль 2010 года выпуска с пробегом в несколько миллиардов миль.
Он идентифицировал объект 2018 CN41 с помощью программного обеспечения, которое он написал в свободное время для анализа публичного архива наблюдений объектов MPC, который любой может просмотреть в поисках астероидов и других малых тел солнечной системы. Его код идентифицировал несколько объектов-кандидатов, которые можно было отследить с помощью многочисленных наблюдений с различных телескопов по всему миру. 2018 CN41 был одним из них. Он появился на снимках, полученных Catalina Sky Survey в обсерватории Стюарда недалеко от Тусона, Аризона, а также обзорами Pan-STARRS и ATLAS на Гавайях, среди прочих.
После того, как астроном-любитель рассчитал орбиту, соответствующую наблюдениям, он увидел, что объект имел очень маленькое минимальное расстояние орбитального пересечения (MOID) от Земли. Другими словами, его орбита была очень близка к земной, что делало его потенциальным околоземным объектом. «Я был в восторге и отправил идентификацию» в MPC, сказал он в электронном письме. MPC принял заявку и уведомил астрономическое сообщество в том, что он называет « электронным циркуляром », термин, который отражает давнее наследие наблюдательной традиции.
Но увидев траекторию объекта, изображенную в 3D на веб-сайте MPC, он начал испытывать сомнения относительно его происхождения. Он понял, что орбита напоминает орбиту космического корабля, летящего на Марс, используя переходную орбиту Хохмана, за исключением того, что она немного пролетает мимо орбиты Марса.
Текст письма :
Сначала я зашел в базу данных малых тел JPL, чтобы быстро просмотреть даты сближения с Землей и возможные даты сближения с Марсом, чтобы посмотреть, смогу ли я соотнести их с известной межпланетной миссией. У меня ничего не вышло — запуск Falcon никогда не приходил мне в голову. Я почти пришел к выводу, что это был настоящий NEO-объект, и перестал искать, но я поспрашивал в Minor Planet Mailing List, просто чтобы развеять свои последние сомнения. К моему удивлению, Джонатан Макдауэлл быстро понял, что это была верхняя ступень Falcon. Немного смутившись тем, что я мог вызвать ненужное волнение, я быстро пошел в службу поддержки MPC и сообщил им, что NEO, который я только что отправил, был ступенью ракеты.
MPC проводит множество проверок для маркировки искусственных объектов, сказал Пейн, директор центра, и все они сломались на Tesla Roadster. «Этот случай подчеркивает редкое стечение факторов», — сказал он.
Во-первых, MPC использует процедуру sat_id, написанную Биллом Греем и широко используемую сообществом малых планет, чтобы проверить, соответствует ли наблюдение объекта положению известного спутника на небе. База данных спутников, с которыми он сверяется, поддерживается исследовательским сообществом как профессиональных, так и любительских астрономов.
Но когда последующие наблюдения были архивированы MPC и позже идентифицированы, sat_id не смог обнаружить Roadster. И объект не был пойман при дальнейшем рассмотрении, потому что в отличие от большинства спутников он вращается вокруг Солнца, а не вокруг Земли. Кроме того, это необычная орбита для космического корабля. Поскольку это был испытательный полет для Falcon Heavy, не было конкретного пункта назначения; вот почему его траектория начинается около Земли, но пересекает орбиту Марса.
Гражданская наука остается ключевой
В каком-то смысле этот случай показывает научный процесс в действии. Ошибки неизбежны, но быстрые исправления означают, что наука работает так, как должна.
Это также подчеркивает решающую роль, которую играют астрономы-любители в совершении открытий — роль, которую они играли на протяжении столетий, задолго до того, как термин «гражданский ученый» вошел в моду.
Астроном, обнаруживший Теслу продолжает охотиться за малыми телами в Солнечной системе самостоятельно и в рамках гражданских научных проектов, таких как Come On! Impacting ASteroids (COIAS). Разработанный группой японских астрономов, COIAS позволяет любому человеку просматривать наблюдения, полученные телескопом Subaru на Маунакеа на Гавайях, на предмет астероидов, комет и транснептуновых объектов, и сообщать свои измерения в MPC.
Благодаря COIAS, астроном стал соавтором открытия двух названных астероидов: 697402 Ao и 718492 Quro. Астероиды названы в честь одного из главных героев и автора, соответственно, манги под названием Asteroid in Love, о двух школьных друзьях, которые вступают в школьный клуб наук о Земле и мечтают открыть астероид.