Космический аппарат NASA успешно изменил орбиту двойного астероида вокруг Солнца

Космический аппарат DART изменил орбиту двойной системы вокруг Солнца, подтвердив, что кинетический импактор может быть эффективным средством защиты Земли от столкновения с объектами, приближающимися к нашей планете.

Об этом сообщают в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, передают OstanniPodii.com.

Новый анализ показывает, что когда космический аппарат DART (Проверка перенаправления двойного астероида) намеренно столкнулся с астероидом Диморфосом в сентябре 2022 года, это не только изменило движение Диморфоса вокруг его большего спутника, Дидимоса, но и сместило орбиту обоих астероидов вокруг Солнца. Связанные между собой гравитацией, Дидимос и Диморфос вращаются вместе вокруг общего центра массы в конфигурации, известной как двойная система, поэтому изменения для одного астероида влияют на другой.

Как описано в работе, опубликованной в журнале Science Advances, наблюдения за движением пары показали, что 770-дневный орбитальный период вокруг Солнца изменился на долю секунды после столкновения космического аппарата DART с Диморфосом. Это изменение является первым случаем, когда искусственный объект заметно изменил траекторию движения небесного тела вокруг Солнца.

«Это незначительное изменение орбиты, но при наличии достаточного времени даже незначительное изменение может перерасти в значительное отклонение», — сказал Томас Статлер, ведущий ученый по малым телам Солнечной системы в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. «Чрезвычайно точные измерения команды вновь подтверждают кинетический удар как метод защиты Земли от опасности астероидов и показывают, как двойной астероид может быть отклонен ударом только по одному из членов пары».

Когда DART врезался в Диморфос, от удара в космос вылетело огромное облако каменных обломков шириной 170 метров, что изменило форму астероида. Поскольку обломки отлетели от астероида с собственной инерцией, они придали Диморфосу взрывной толчок — то, что ученые называют фактором усиления импульса. Больше вылетающих обломков означает большую силу. Согласно новому исследованию, коэффициент усиления импульса для удара DART составлял примерно два, что означает, что потеря обломков удвоила силу удара, созданную самим космическим аппаратом.

Ранее исследования показали, что 12-часовой орбитальный период меньшего астероида вокруг Дидимоса, шириной 805 метров, сократился на 33 минуты. Новое исследование показывает, что удар выбросил столько материала из двойной системы, что это также изменило орбитальный период двойной системы вокруг Солнца на 0,15 секунды.

«Изменение орбитальной скорости двойной системы составило примерно 11,7 микрон в секунду, или 4,32 сантиметров в час», — сказал Рахил Макадия, главный автор исследования из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. «Со временем такое небольшое изменение в движении астероида может стать решающим для того, упадет ли опасный объект на нашу планету или пролетит мимо нее».

Хотя Дидимос не находился на траектории столкновения с Землей и миссия DART не могла его на нее вывести, это изменение орбитальной скорости подчеркивает роль, которую космические аппараты — в этом контексте известные как кинетические импакторы — могут играть, если в будущем будет обнаружен потенциально опасный астероид, движущийся по траектории столкновения. Ключевым моментом является обнаружение объектов вблизи Земли заранее, чтобы успеть отправить кинетический импактор.

С этой целью NASA создает миссию NEO Surveyor (Инспектор околоземных объектов). Этот космический телескоп нового поколения, которым управляет JPL NASA в Южной Калифорнии, является первым, созданным для защиты планеты. Миссия будет искать самые трудные для обнаружения объекты вблизи Земли, такие как темные астероиды и кометы, которые не отражают много видимого света.

Чтобы доказать, что DART оказал заметное влияние на оба астероида — а не только на меньший Диморфос — исследователи должны были измерить орбиту Дидимоса вокруг Солнца с чрезвычайной точностью. Поэтому, помимо радиолокационных и других наземных наблюдений за астероидом, они отслеживали звездные затмения, которые происходят, когда астероид проходит точно перед звездой, вызывая мерцание световой точки на долю секунды. Эта техника обеспечивает чрезвычайно точные измерения скорости, формы и положения астероида.

Измерять звездные затмения сложно: астрономы должны находиться в нужном месте в нужное время с несколькими наблюдательными станциями, иногда удаленными друг от друга на много километров, чтобы отслеживать предполагаемый путь астероида перед конкретной звездой. Команда полагалась на астрономов-волонтеров со всего мира, которые зафиксировали 22 звездных затмения между октябрем 2022 года и мартом 2025 года.

«В сочетании с многолетними наземными наблюдениями эти наблюдения звездных затмений стали ключевыми для расчета того, как DART изменил орбиту Дидимоса», — сказал соруководитель исследования Стив Чесли, старший научный сотрудник JPL. «Эта работа очень зависит от погоды и часто требует поездок в отдаленные регионы без гарантии успеха. Этот результат был бы невозможен без преданности десятков добровольцев-наблюдателей за затмениями со всего мира».

Изучение изменений в движении Дидимоса также помогло исследователям вычислить плотность обоих астероидов. Диморфос является несколько менее плотным, чем считалось ранее, что подтверждает теорию о том, что он образовался из каменных обломков, отброшенных быстро вращающимся Дидимосом. Этот рыхлый материал со временем сгруппировался, образовав Диморфос, астероид типа «куча обломков».

Космический аппарат DART был спроектирован, построен и эксплуатировался Лабораторией прикладной физики имени Джонса Хопкинса в Лорели, штат Мэриленд, для Управления координации планетарной обороны NASA, которое контролирует текущие усилия агентства в области планетарной обороны. Это была первая миссия человечества, направленная на преднамеренное перемещение небесного объекта.

• Астероиды