В сентябре 2022 года, после многих лет тщательного планирования и разработки, НАСА врезало зондом в космический камень, дрейфующий по Солнечной системе.
Мотивом этой операции была проверка нашей способности сбить астероид с курса в интересах безопасности Земли. И теперь мы знаем, что у нас получилось. Только немного не то, чего ожидали. Теперь уже поступили все результаты телеметрии и выяснилось, что курс астероида изменился значительно больше, чем ожидалось.
Серия из пяти работ, описывающих это отклонение курса и механизмы, стоящие за ним, была опубликована в журнале Nature.
Нам кажется, что планета под нашими ногами безмятежно плывет в пустом пространстве. Но там, оказывается, очень много больших космических камней, и если один из них врежется в нас, нам придется несладко. Спросите у динозавров.
Один из способов отклонить крупные астероиды, летящие в нашу сторону – врезаться в приближающиеся объекты с помощью скоростного космического зонда-камикадзе. Передача кинетического импульса от зонда к астероиду может изменить его траекторию в космосе достаточно, чтобы отклонить его от столкновения с поверхностью Земли.
Эксперимент по перенаправлению двойного астероида (DART) как раз и был попыткой проверить, осуществимо ли это на практике. Цель отбирали тщательно: Диморф, луна, вращающаяся вокруг более крупного астероида Дидима. Поскольку орбитальный период этих двух объектов хорошо изучен, любое изменение траектории Диморфа было бы обнаружено как изменение его орбитального периода.
Имея около 160 метров в поперечнике, Диморфс обращается вокруг Дидима шириной 780 метров примерно раз в 11,9 часа. Ожидалось, что удар зонда DART изменит этот орбитальный период примерно на 7 минут.
Как описано в статье планетарного астронома Кристины Томас из Университета Северной Аризоны, выяснилось, что изменение орбитального периода оказалось гораздо более драматичным: Диморф теперь движется по орбите Дидима на 33 минуты быстрее, чем до столкновения. Два отдельных измерения орбиты с использованием различных методов показали тот же результат.
Более значительное, чем ожидалось, изменение орбитального периода бинарной астероидной системы не может быть объяснено только передачей импульса от удара космическим аппаратом DART.
В статье под руководством астронома Цзянь-Ян Ли из Института планетарных наук проводится детальное исследование эжекции – материала, который был выброшен из астероида в результате взрывного удара. Это был не просто обычный мгновенный взрыв: в течение почти двух недель после столкновения Диморф продолжал извергать хвосты пыли, как очень сухая комета.
В третьей работе под руководством астронома Ариэля Грейковски из Института SETI в США изучался свет, отраженный от Диморфа до, во время и после столкновения. Спустя чуть более трех недель после столкновения яркость Диморфа вернулась к своему нормальному уровню, который был до столкновения. Уровень яркости за этот период позволил предположить, что астероид потерял от 0,3 до 0,5 процента своей общей массы.
Согласно статье, подготовленной астрономом Эндрю Ченгом из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, именно этот выброс был ответственен за большую часть изменений в орбите бинарного астероида. Выброшенный материал передал Диморфу больший импульс, чем космический аппарат DART в момент столкновения.
“Удар DART, – пишут они, – демонстрирует, что передача импульса астероиду-мишени может значительно превысить импульс кинетического импактного элемента, что подтверждает эффективность кинетического удара для предотвращения будущих столкновений астероидов с Землей”.
Наконец, команда под руководством планетарного ученого Терика Дейли из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса реконструировала ударное событие на основе полученных данных, включая хронологию, предшествующую удару, подробную характеристику места удара, а также размер и форму Диморфа.
Надо сказать, что их выводы многообещающи. Человечество может успешно отклонить астероид от курса столкновения, имея даже ограниченные знания о его составе и состоянии поверхности, без проведения дорогостоящей и длительной разведывательной миссии.
В идеале, операция по отклонению астероида должна быть проведена за десятилетия до предполагаемого столкновения. К счастью, время – это ресурс, которого у нас сейчас предостаточно: ни один из известных нам астероидов не будет угрожать Земле в течение как минимум 100 лет. Это дает нам время для нескольких разведывательных миссий к любым периферийным угрозам, что повысит шансы на успешное отклонение, если что-то вдруг изменится в далеком будущем.
В свете этого информация, полученная от DART, бесценна. Она внесет вклад в моделирование и планирование будущих отклонений астероидов, если нам это понадобится, для более точного прогнозирования результатов столкновения космических зондов с космическими камнями.
“Успешное столкновение космического аппарата DART с Диморфом и вызванное этим изменение орбиты Диморфа, – пишут Дэйли и его команда, – демонстрирует, что технология кинетического удара является жизнеспособным методом для потенциальной защиты Земли в случае метеоритной или астероидной угрозы”.
Читайте также: Если бы астероид опоздал на 30 секунд, то миром правили бы динозавры, а людей вообще бы не существовало