Космічний апарат NASA успішно змінив орбіту подвійного астероїда навколо Сонця

Космічний апарат DART змінив орбіту подвійної системи навколо Сонця, підтвердивши, що кінетичний імпактор може бути ефективним засобом захисту Землі від зіткнення з об′єктами, що наближаються до нашої планети.

Про це повідомляють в Лабораторії реактивного руху (JPL) NASA, передають OstanniPodii.com.

Новий аналіз показує, що коли космічний апарат DART (Перевірка перенаправлення подвійного астероїда) навмисно зіткнувся з астероїдом Діморфосом у вересні 2022 року, це не тільки змінило рух Діморфоса навколо його більшого супутника, Дідімоса, але й змістило орбіту обох астероїдів навколо Сонця. Зв′язані між собою гравітацією, Дідімос і Діморфос обертаються разом навколо спільного центру маси в конфігурації, відомій як подвійна система, тому зміни для одного астероїда впливають на інший.

Як описано в роботі, опублікованій в журналі Science Advances, спостереження за рухом пари показали, що 770-денний орбітальний період навколо Сонця змінився на частку секунди після зіткнення космічного апарата DART з Діморфосом. Ця зміна є першим випадком, коли штучний об′єкт помітно змінив траєкторію руху небесного тіла навколо Сонця.

«Це незначна зміна орбіти, але за наявності достатнього часу навіть незначна зміна може перерости в значне відхилення», — сказав Томас Статлер, провідний науковець з малих тіл Сонячної системи в штаб-квартирі NASA у Вашингтоні. «Надзвичайно точні вимірювання команди знову підтверджують кінетичний удар як метод захисту Землі від небезпеки астероїдів і показують, як подвійний астероїд може бути відхилений ударом лише по одному з членів пари».

Коли DART врізався в Діморфос, від удару в космос вилетіла величезна хмара кам′яних уламків, шириною 170 метрів, що змінило форму астероїда. Оскільки уламки відлетіли від астероїда з власною інерцією, вони надали Діморфосу вибуховий поштовх — те, що вчені називають фактором посилення імпульсу. Більше уламків, що вилітають, означає більшу силу. Згідно з новим дослідженням, коефіцієнт посилення імпульсу для удару DART становив приблизно два, що означає, що втрата уламків подвоїла силу удару, створену самим космічним апаратом.

Раніше дослідження показали, що 12-годинний орбітальний період меншого астероїда навколо Дідімоса, шириною 805 метрів, скоротився на 33 хвилини. Нове дослідження показує, що удар викинув стільки матеріалу з подвійної системи, що це також змінило орбітальний період подвійної системи навколо Сонця на 0,15 секунди.

«Зміна орбітальної швидкості подвійної системи становила приблизно 11,7 мікрона на секунду, або 4,32 сантиметра на годину», — сказав Рахіл Макадія, головний автор дослідження з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн. «З часом така невелика зміна в русі астероїда може стати вирішальною для того, чи впаде небезпечний об′єкт на нашу планету, чи пролетить повз неї».

Хоча Дідімос не перебував на траєкторії зіткнення із Землею й місія DART не могла його на неї вивести, ця зміна орбітальної швидкості підкреслює роль, яку космічні апарати — в цьому контексті відомі як кінетичні імпактори — можуть відігравати, якщо в майбутньому буде виявлено потенційно небезпечний астероїд, що рухається на траєкторії зіткнення. Ключовим моментом є виявлення об′єктів поблизу Землі заздалегідь, щоб встигнути відправити кінетичний імпактор.

З цією метою NASA створює місію NEO Surveyor (Інспектор близькоземних об′єктів). Цей космічний телескоп нового покоління, яким керує JPL NASA в Південній Каліфорнії, є першим, створеним для захисту планети. Місія буде шукати найважчі для виявлення об′єкти поблизу Землі, такі як темні астероїди та комети, які не відбивають багато видимого світла.

Щоб довести, що DART мав помітний вплив на обидва астероїди — а не тільки на менший Діморфос — дослідники повинні були виміряти орбіту Дідімоса навколо Сонця з надзвичайною точністю. Тому, крім радіолокаційних та інших наземних спостережень за астероїдом, вони відстежували зоряні затемнення, які відбуваються, коли астероїд проходить точно перед зорею, викликаючи миготіння світлової точки на частку секунди. Ця техніка забезпечує надзвичайно точні вимірювання швидкості, форми та положення астероїда.

Вимірювати зоряні затемнення складно: астрономи повинні перебувати в потрібному місці в потрібний час з декількома спостережними станціями, іноді віддаленими одна від одної на багато кілометрів, щоб відстежувати передбачуваний шлях астероїда перед конкретною зорею. Команда покладалася на астрономів-волонтерів з усього світу, які зафіксували 22 зоряні затемнення між жовтнем 2022 року та березнем 2025 року.

«У поєднанні з багаторічними наземними спостереженнями ці спостереження зоряних затемнень стали ключовими для розрахунку того, як DART змінив орбіту Дідімоса», — сказав співкерівник дослідження Стів Чеслі, старший науковий співробітник JPL. «Ця робота дуже залежить від погоди та часто вимагає поїздок у віддалені регіони без гарантії успіху. Цей результат був би неможливим без відданості десятків добровольців-спостерігачів за затемненнями з усього світу».

Вивчення змін у русі Дідімоса також допомогло дослідникам обчислити щільність обох астероїдів. Діморфос є дещо менш щільним, ніж вважалося раніше, що підтверджує теорію про те, що він утворився з кам′яних уламків, відкинутих швидко обертовим Дідімосом. Цей пухкий матеріал з часом згрупувався, утворивши Діморфос, астероїд типу «купа уламків».

Космічний апарат DART був спроєктований, побудований і експлуатований Лабораторією прикладної фізики імені Джонса Хопкінса в Лорелі, штат Мериленд, для Управління координації планетарної оборони NASA, яке контролює поточні зусилля агентства в галузі планетарної оборони. Це була перша місія людства, спрямована на навмисне переміщення небесного об′єкта.

• Астероїди