Можно ли на самом деле отклонить астероид после столкновения с ним. Астероидный зонд НАСА Dart (Double Asteroid Redirection Test) разработан с одной целью: 26 сентября он столкнется с астероидом на скорости 24 000 км/ч, положив конец его жизни. Запущенный с Земли в ноябре 2021 года Dart размером с автобус предназначен для проверки и доказательства способности защитить Землю от опасного астероида; прямое попадание в цель на расстоянии 11 млн км — задача не из легких.
Однако НАСА выбрало этот астероид, потому что он кажется далеким, но на самом деле находится относительно близко к Земле. Это даст возможность инженерам проверить способность космического аппарата работать автономно на последних стадиях перед столкновением. Целевой астероид называется Диморфос, объект диаметром 163 метра, вращающийся вокруг астероида Дидимос шириной 780 метров. Эта «система астероидов-близнецов» была выбрана потому, что Dimorphos вращается вокруг Didymos, что облегчает измерение результатов столкновения из-за изменения орбиты.
Однако в настоящее время система Диморфоса не представляет угрозы для Земли. Несмотря на это, НАСА пытается провести полномасштабный эксперимент по планетарной защите, чтобы изменить орбиту астероида. Для изменения орбиты астероида путем столкновения с ним используется метод под названием «кинетический удар». По сути, это безопасный удар, как в снукере, но на планетарном уровне между космическим аппаратом (как битой) и астероидом.
Небольшого расхождения может быть достаточно, чтобы доказать, что этот метод действительно может изменить орбиту астероида, который столкнется с Землей. Однако космический корабль «Дарт» при столкновении полностью взорвется, поскольку его удар будет эквивалентен примерно 3 тоннам тротилового пороха. Между прочим, атомная бомба, сброшенная на Хиросиму, была эквивалентна 15 000 тонн тротила.
Итак, при такой степени разрушения и на таком расстоянии, как можно быть уверенным в падении. К счастью, космический корабль Dart не одинок: на его борту находится LICIACube — небольшой космический аппарат размером с коробку для обуви под названием CubeSat, разработанный итальянским космическим агентством и аэрокосмической инженерной фирмой Argotech. Этот малыш недавно отделился от космического аппарата Dart и теперь путешествует в одиночку, чтобы наблюдать за столкновением на безопасном расстоянии 55 км.
CubeSat еще никогда не работал вокруг астероида, открывая новые возможности для будущих космических исследований. За столкновением также можно будет наблюдать с Земли с помощью телескопов. В совокупности эти методы позволят подтвердить, была ли операция успешной или нет. Однако LICIACube может потребоваться несколько недель, чтобы отправить все изображения на Землю. Это очень нервное время. Ожидание хороших новостей от космического аппарата всегда волнует инженеров. Что дальше.
Последствия столкновения будут изучены командой исследователей. Команда планирует измерить изменения в движении Диморфоса вокруг Дидимос, наблюдая за его орбитальным периодом. Это время, в течение которого Диморфос проходит перед и за Дидимосом, что будет происходить каждые 12 часов. Цель наземного телескопа — сфотографировать затмение Диморфоса в момент его возникновения. Чтобы вызвать достаточное отклонение, Dart должен вызвать изменение орбитального периода не менее чем на 73 секунды после столкновения, что будет заметно как изменение частоты затмений.
Эти измерения в конечном итоге определят, насколько эффективным будет метод «кинетического удара» для отклонения опасных астероидов, но пока мы этого не знаем. Это происходит потому, что, по сути, мы очень мало знаем о составе астероида. Из-за большой неопределенности относительно прочности Dimorphos разработка пуль для космических аппаратов стала поистине огромной инженерной задачей.
По данным наземных наблюдений, предполагается, что система Дидимоса представляет собой груду обломков, состоящую из различных пород, но ее внутренняя структура неизвестна. Существует также большая неопределенность относительно результатов ее столкновения. Последующие выбросы материала создадут дополнительные силы и усугубят последствия аварии.
Мы не знаем, образуется ли в результате удара кратер или сам астероид будет сильно деформирован; другими словами, мы не знаем, какие силы возникнут в результате удара. Будущие миссии Наше исследование системы астероидов не остановится на «грязи». Европейское космическое агентство запустит зонд Hera в 2024 году, который прибудет на Дидимос в начале 2027 года для детального изучения остаточных последствий столкновения.
Наблюдая за деформацией, вызванной столкновением, зонд Hera сможет лучше понять его состав и процесс формирования. Знание внутренних свойств таких объектов, как Дидимос и Диморфос, также позволит лучше понять, какую опасность они представляют для Земли при столкновении. Лабораторные эксперименты и компьютерные модели уже помогают ученым подтвердить свои прогнозы, но полномасштабный космический эксперимент, подобный DART, — это самое близкое приближение к общей картине.
Знание как можно большего об астероиде поможет нам определить, какую силу нужно приложить при столкновении, чтобы сместить астероид. Падение космического аппарата запланировано на 7:14 вечера по восточному времени 26 сентября (0:14 утра по летнему времени Великобритании 27 сентября); за столкновением можно будет следить по каналу Nasa TV.