Космический аппарат НАСА дал представление о будущей орбите астероида Бенну

Вместе с отбором образца с поверхности Бенну, космический аппарат предоставил точные данные для лучшего прогнозирования орбиты околоземного объекта вокруг Солнца.

Об этом рассказывают в Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА.

В работе, опубликованной 11 августа, исследователи НАСА использовали данные точного отслеживания, полученные с космического аппарата агентства OSIRIS-REx (Исследователь происхождения, спектральной интерпретации, идентификации ресурсов, безопасности реголита), для лучшего понимания перемещения потенциально опасного астероида Бенну до 2300 года. Они значительно уменьшили неопределенность, связанную с его будущей орбитой, и улучшили способность ученых определять общую вероятность столкновений и прогнозирования орбиты других астероидов.

Исследование под названием «Эфемерида и оценка опасности для околоземного астероида (101955) Бенну на основе данных OSIRIS-REx» было опубликовано в журнале Icarus.

"Миссия планетарной обороны НАСА заключается в поиске и мониторинге астероидов и комет, которые могут приблизиться к Земле и могут представлять опасность для нашей планеты", - сказала Келли Фаст, руководитель программы наблюдений за околоземными объектами, в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. "Мы осуществляем эту работу путем постоянных астрономических наблюдений, которые собирают данные для обнаружения ранее неизвестных объектов и совершенствования наших орбитальных моделей для них. Миссия OSIRIS-REx предоставила исключительную возможность усовершенствовать и испытать эти модели, помогая нам лучше предсказать, где будет Бенну, когда приблизится к Земле более чем через века".

В 2135 году астероид Бенну приблизится к Земле. Хотя в то время околоземный объект не будет представлять опасности для нашей планеты, ученые должны понять точную траекторию движения Бенну во время этой встречи, чтобы предсказать, как гравитация Земли изменит путь астероида вокруг Солнца — и повлияет на опасность столкновения с Землей.

С помощью Сети глубокого космоса НАСА и самых современных компьютерных моделей ученым удалось значительно уменьшить неопределенность в орбите Бенну, определив его общую вероятность столкновения до 2300 году в примерно 1 до 1750 (или 0,057%). Исследователи также смогли определить 24 сентября 2182 года как наиболее значимую отдельную дату с точки зрения потенциального столкновения с вероятностью 1 к 2700 (или примерно 0,037%).

Хотя шансы его столкновения с Землей очень низки, Бенну остается одним из двух самых опасных известных астероидов нашей Солнечной системы, наряду с другим астероидом под названием 1950 DA.

Прежде чем покинуть Бенну 10 мая 2021 года, OSIRIS-REx провел более двух лет в непосредственной близости от астероида, собирая информацию о его размерах (он примерно 500 метров в ширину), форме, массе и составе, одновременно наблюдая его спиновую и орбитальную траекторию. Космический аппарат также отобрал образец породы и пыли с поверхности астероида, который он доставит на Землю 24 сентября 2023-го для дальнейшего научного исследования.

"Данные OSIRIS-REx дают нам гораздо более точную информацию, мы можем проверить пределы наших моделей и рассчитать будущую траекторию движения Бенну с очень высокой степенью уверенности в 2135", - сказал руководитель исследования Давид Фарноккиа из Центра исследований околоземных объектов (CNEOS) , которым руководит JPL в Южной Калифорнии. "Мы никогда раньше не моделировали траекторию движения астероида с такой точностью".

Гравитационные замочные скважины

Точные измерения Бенну помогают лучше определить, как орбита астероида будет развиваться с течением времени и пройдет ли он через "гравитационную замочную скважину" во время сближения в 2135 году. Эти замочные скважины являются областями в космосе, которые под действием гравитационного притяжения Земли могут вывести Бенну на траекторию будущего столкновения с Землей, если астероид пройдет через них в определенное время.

Чтобы точно рассчитать, где будет находиться астероид во время его сближения в 2135 году, и сможет ли он пройти через гравитационную замочную скважину, - Фарноккия и его команда оценили различные типы малых сил, которые могут влиять на астероид во время его движения вокруг Солнца. Даже самая маленькая сила может со временем существенно отклонить его орбитальный путь, заставив его пройти через или полностью обойти замочную скважину.

Среди этих сил тепло Солнца играет решающую роль. Когда астероид вращается вокруг Солнца, солнечный свет нагревает его дневную поверхность. Поскольку астероид вращается, нагретая поверхность оборачивается и остывает, когда попадет на ночную сторону. Охлаждаясь, поверхность выделяет инфракрасную энергию, которая генерирует небольшое количество тяги на астероид — явление, называемое эффектом Ярковского. За короткий промежуток времени эта тяга является мизерной, но в течение длительного времени влияние на положение астероида нарастает и может сыграть значительную роль в изменении пути астероида.

"Эффект Ярковского действует на все астероиды любого размера, и хотя он был измерен для небольшой доли популяции астероидов издалека, OSIRIS-REx предоставил нам первую возможность детально измерить его во время движения Бенну вокруг Солнце", - сказал Стив Чесли, старший научный сотрудник JPL и соиследователь. "Влияние на Бенну эквивалентен весу трех виноградин, которые постоянно действуют на астероид — да, крошечный, но значительный при определении будущих шансов на столкновение Бенну в течение следующих десятилетий и веков".

Команда также рассмотрела многие другие возмущающие силы, включая гравитацию Солнца, планет, их спутников и более 300 других астероидов, сопротивление, вызванное межпланетной пылью, давление солнечного ветра и события выброса частиц Бенну. Исследователи даже оценили силу, которую аппарат OSIRIS-REx оказывал во время выполнения отбора образцов Touch-And-Go (TAG) 20 октября 2020 года, чтобы определить, могла ли она несколько изменить орбиту Бенну, окончательно подтвердив предыдущие оценки, что событие TAG имело незначительный эффект.

"Сила, действующая на поверхность Бенну во время события TAG, была незначительной даже по сравнению с эффектами других рассматриваемых малых сил", - сказал Дело Бернс, руководитель проекта OSIRIS-REx в Центре космических полетов НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. "TAG не изменил вероятность столкновения Бенну с Землей".

Небольшой риск, огромный выигрыш

Хотя вероятность столкновения 0,057% до 2300 г. и вероятность столкновения 0,037% 24 сентября 2182 года являются низкими, это исследование подчеркивает решающую роль, которую операции OSIRIS-REx отыграли для точного определения орбиты Бенну.

"Орбитальные данные этой миссии помогли нам лучше оценить шансы Бенну на столкновение в течение следующих нескольких столетий и наше общее понимание потенциально опасных астероидов — невероятный результат", - сказал Данте Лауретта, главный исследователь OSIRIS-Rex и профессор Университета Аризоны. "Космический аппарат сейчас возвращается домой, неся драгоценный образец с этого увлекательного древнего объекта, который поможет нам лучше понять не только историю Солнечной системы, но и роль солнечного света в изменении орбиты Бенну, поскольку мы будем измерять тепловые свойства астероида в беспрецедентных масштабах в лабораториях на Земле".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.