Космічний апарат НАСА надав уявлення про майбутню орбіту астероїда Бенну

Разом із відбором зразка з поверхні Бенну, космічний апарат надав точні дані для кращого прогнозування орбіти близькоземного об′єкта навколо Сонця.

Про це розповідають в Лабораторії реактивного руху (JPL) НАСА.

У роботі, опублікованій 11 серпня, дослідники НАСА використовували дані точного відстеження, отримані з космічного апарату агентства OSIRIS-REx (Дослідник походження, спектральної інтерпретації, ідентифікації ресурсів, безпечності реголіту), для кращого розуміння переміщення потенційно небезпечного астероїда Бенну до 2300 року. Вони значно зменшили невизначеність, пов'язану з його майбутньою орбітою, та покращили здатність вчених визначати загальну ймовірність зіткнення та прогнозувати орбіти інших астероїдів.

Дослідження під назвою «Ефемерида та оцінка небезпеки для близькоземного астероїда (101955) Бенну на основі даних OSIRIS-REx» було опубліковано у журналі Icarus.

"Місія планетарної оборони НАСА полягає у пошуку та моніторингу астероїдів і комет, які можуть наблизитися до Землі й можуть становити небезпеку для нашої планети", - сказала Келлі Фаст, керівник програми спостережень за близькоземними об'єктами, в штаб-квартирі НАСА у Вашингтоні. "Ми здійснюємо цю роботу шляхом постійних астрономічних спостережень, які збирають дані для виявлення раніше невідомих об’єктів та вдосконалення наших орбітальних моделей для них. Місія OSIRIS-REx надала виключну можливість вдосконалити та випробувати ці моделі, допомагаючи нам краще передбачити, де буде Бенну, коли наблизиться до Землі більш ніж через століття".

У 2135 році астероїд Бенну наблизиться до Землі. Хоча у той час близькоземний об’єкт не представлятиме небезпеки для нашої планети, вчені повинні зрозуміти точну траєкторію руху Бенну під час цієї зустрічі, щоб передбачити, як гравітація Землі змінить шлях астероїда навколо Сонця – і вплине на небезпеку зіткнення із Землею.

За допомогою Мережі глибокого космосу НАСА та найсучасніших комп’ютерних моделей вченим вдалося значно зменшити невизначеність в орбіті Бенну, визначивши його загальну ймовірність зіткнення до 2300 року приблизно у 1 до 1750 (або 0,057%). Дослідники також змогли визначити 24 вересня 2182 року як найбільш значущу окрему дату з точки зору потенційного зіткнення, з ймовірністю 1 до 2700 (або приблизно 0,037%).

Хоча шанси його зіткнення із Землею дуже низькі, Бенну залишається одним із двох найнебезпечніших відомих астероїдів нашої Сонячної системи, поряд з іншим астероїдом під назвою 1950 DA.

Перш ніж лишити Бенну 10 травня 2021 року, OSIRIS-REx провів понад два роки у безпосередній близькості від астероїда, збираючи інформацію про його розміри (він приблизно 500 метрів у ширину), форму, масу і склад, одночасно спостерігаючи його спінову та орбітальну траєкторію. Космічний апарат також відібрав зразок породи і пилу з поверхні астероїда, який він доставить на Землю 24 вересня 2023 року для подальшого наукового дослідження.

"Дані OSIRIS-REx дають нам набагато більш точну інформацію, ми можемо перевірити межі наших моделей і розрахувати майбутню траєкторію руху Бенну з дуже високим ступенем впевненості до 2135 року", - сказав керівник дослідження Давід Фарноккіа з Центру досліджень близькоземних об’єктів (CNEOS), яким керує JPL в Південній Каліфорнії. "Ми ніколи раніше не моделювали траєкторію руху астероїда з такою точністю".

Гравітаційні замкові щілини

Точні вимірювання Бенну допомагають краще визначити, як орбіта астероїда буде розвиватися з плином часу і чи пройде він через "гравітаційну замкову щілину" під час зближення у 2135 році. Ці замкові щілини є областями у космосі, які під дією гравітаційного тяжіння Землі можуть вивести Бенну на траєкторію майбутнього зіткнення із Землею, якщо астероїд проходитиме через них у певний час.

Щоб точно розрахувати, де буде знаходитися астероїд під час його зближення у 2135 році, і чи він може пройти через гравітаційну замкову щілину, - Фарноккія та його команда оцінили різні типи малих сил, які можуть впливати на астероїд під час його руху навколо Сонця. Навіть найменша сила може з часом істотно відхилити його орбітальний шлях, змусивши його пройти через або повністю оминути замкову щілину.

Серед цих сил тепло Сонця відіграє вирішальну роль. Коли астероїд обертається навколо Сонця, сонячне світло нагріває його денну поверхню. Оскільки астероїд обертається, нагріта поверхня повернеться і охолоне, коли потрапить на нічний бік. Охолоджуючись, поверхня виділяє інфрачервону енергію, яка генерує невелику кількість тяги на астероїд — явище, яке називається ефектом Ярковського. За короткий проміжок часу ця тяга є мізерною, але протягом тривалого часу вплив на положення астероїда наростає і може зіграти значну роль у зміні шляху астероїда.

"Ефект Ярковського діє на всі астероїди будь-якого розміру, і хоча він був виміряний для невеликої частки популяції астероїдів здалеку, OSIRIS-REx надав нам першу можливість детально виміряти його під час руху Бенну навколо Сонце", - сказав Стів Чеслі, старший науковий співробітник JPL та співдослідник. "Вплив на Бенну еквівалентний вазі трьох виноградин, які постійно діють на астероїд — так, крихітний, але значний при визначенні майбутніх шансів на зіткнення Бенну протягом наступних десятиліть та століть".

Команда також розглянула багато інших збурювальних сил, включаючи гравітацію Сонця, планет, їх супутників та понад 300 інших астероїдів, опір, викликаний міжпланетним пилом, тиск сонячного вітру та події викиду частинок Бенну. Дослідники навіть оцінили силу, яку апарат OSIRIS-REx чинив під час виконання відбору зразків Touch-And-Go (TAG) 20 жовтня 2020 року, щоб визначити, чи могла вона дещо змінити орбіту Бенну, остаточно підтвердивши попередні оцінки, що подія TAG мала незначний ефект.

"Сила, що діє на поверхню Бенну під час події TAG, була незначною навіть у порівнянні з ефектами інших малих сил, що розглядаються", - сказав Річ Бернс, керівник проєкту OSIRIS-REx в Центрі космічних польотів НАСА в Грінбелті, штат Меріленд. "TAG не змінив ймовірність зіткнення Бенну із Землею".

Невеликий ризик, величезний виграш

Хоча ймовірність зіткнення 0,057% до 2300 року та ймовірність зіткнення 0,037% 24 вересня 2182 року є низькими, це дослідження підкреслює вирішальну роль, яку операції OSIRIS-REx відігравали для точного визначення орбіти Бенну.

"Орбітальні дані цієї місії допомогли нам краще оцінити шанси Бенну на зіткнення протягом наступних кількох століть і наше загальне розуміння потенційно небезпечних астероїдів – неймовірний результат", - сказав Данте Лауретта, головний дослідник OSIRIS-Rex та професор Університету Аризони. "Космічний апарат зараз повертається додому, несучи дорогоцінний зразок із цього захопливого стародавнього об'єкта, який допоможе нам краще зрозуміти не тільки історію Сонячної системи, а й роль сонячного світла в зміні орбіти Бенну, оскільки ми будемо вимірювати теплові властивості астероїда у безпрецедентних масштабах у лабораторіях на Землі".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.