В сентябре прошлого года космический аппарат DART врезался в астероид Диморфос, небольшое тело диаметром 160 метров. Это преднамеренное столкновение должно было изменить траекторию объекта в ходе первого испытания защиты Земли от угрозы астероидов из космоса. Уже было известно, что испытание прошло успешно, но теперь ученые реконструировали удар и его последствия, используя данные, собранные различными обсерваториями, и определили, насколько успешным было попадание.
27 сентября в 1:14 утра по тихоокеанскому времени телескопы всего мира нацелились на астероид Диморфос, чтобы зафиксировать историческое испытание нашей способности защитить Землю от потенциально опасного для планеты астероида. Это был первый проведенный человечеством эксперимент, целью которого было изменение траектории движения объекта в космосе.
Зонд DART (Double Asteroid Redirection Test) столкнулся с астероидом Диморфос, небольшим телом диаметром всего 160 метров. Диморфос является спутником более крупной скалы диаметром 780 метров, называемой Дидимос. Ни один из этих астероидов не угрожал Земле, но они считались идеальными мишенями для проверки возможности изменения траектории космического объекта. Это было первое успешное испытание планетарной защиты, в котором орбита астероида была изменена ударом космического корабля.
Теперь в серии научных статей, опубликованных в журнале Nature ( DOI: 10.1038/s41586-023-05810-5 , DOI: 10.1038/s41586-023-05878-z , DOI: 10.1038/s41586-023-05805-2 , DOI : 10.1038/s41586-023-05811-4 , DOI: 10.1038/s41586-023-05852-9 ), ученые описывают последние моменты перед столкновением космического корабля DART с астероидом, воссоздавая удар и анализируя, как он изменил импульс и орбиту астероида. и как сохранился щебень, образовавшийся после удара.
Эффективная техника
Проанализировав данные, собранные во время столкновения, ученые пришли к выводу, что метод, использованный в миссии DART, действительно может работать для астероида, движущегося по курсу столкновения с Землей. Маленькие астероиды гораздо труднее обнаружить, чем их более крупные собратья, а наша Солнечная система полна обломков раннего формирования планет. В настоящее время мы знаем о десятках тысяч меньших астероидов, вращающихся вокруг нашей планеты, но это далеко не все. Эти большие, огромные валуны, которые могут уничтожить человечество, если они упадут на Землю, были занесены в каталог и находятся под постоянным наблюдением.
Зонд DART размером с холодильник весом менее 600 кг столкнулся с астероидом размером с Великую пирамиду в Гизе на скорости 22 500 км/ч. Диморфосу потребовалось 11 часов 55 минут, чтобы облететь Дидимос до удара. Анализ данных, собранных наземными и космическими телескопами, показал, что космический аппарат DART изменил орбиту Диморфоса на 32 минуты, сократив ее до 11 часов 23 минут. Измерение имеет запас погрешности примерно плюс-минус 2 минуты. Этот результат намного выше ожидаемого.
Последствия удара
Само столкновение с зондом DART произвело за Диморфосом длинный шлейф обломков. Цзянь-Ян Ли из Института планетологии и его коллеги описали, как материал был выброшен в результате удара и образовал 1500-километровый шлейф обломков, которым можно было любоваться почти месяц. Ученые определили, что такое большое изменение орбиты было вызвано не только столкновением космического корабля с космической скалой. Большая часть изменений произошла из-за эффекта отдачи всего выброшенного в космос материала, который, по оценкам Ариэля Грайковски из Института SETI и его коллег, составляет от 0,3 до 0,5 процента. общая масса астероида.
Анализ всех собранных данных позволил ученым понять, почему удар оказался столь эффективным. Одним из факторов является то, что DART попал в точку примерно в 25 метрах от центра астероида, максимально усилив силу удара. Другое дело, что при ударе вылетело большое количество обломков астероида. Отдача от этой силы оттолкнула астероид еще дальше от его предыдущей траектории. Исследователи также определили, что воздействие зонда уменьшило скорость Диморфоса на 2,7 миллиметра в секунду, но благодаря выбросу материи этот эффект был в несколько раз больше.
Изображение с космического телескопа Хаббл
НАСА также выпустило покадровое видео данных, снятых космическим телескопом Хаббл, показывающее последствия столкновения. На кадрах видны поразительные и быстрые изменения, когда пыль и обломки выбрасываются в космос. Когда космический корабль DART столкнулся с астероидом, исследователи подсчитали, что из астероида было выброшено более 1000 тонн пыли и камней. Фильм также предоставляет новые данные о том, как обломки были рассеяны по сложной схеме в дни после удара.
Исследователи говорят, что хотя НАСА продемонстрировало эту технику только на одном астероиде, результаты могут быть широко применимы к возможным будущим подобным миссиям. - Мы можем быстро разработать миссию по изменению траектории астероида, если есть такая угроза. Мы знаем, что у него очень хорошие шансы на успех, — говорит Франк Марчис из Института SETI в Маунтин-Вью, Калифорния.
Теперь ученые продолжают работать с данными об ударе DART, чтобы узнать больше о физике, химии и геологии Диморфоса и Дидима. Последствия удара с относительно близкого расстояния можно будет увидеть в конце 2026 года, когда зонд «Гера» Европейского космического агентства прибудет на Диморфозу.