Низка нових досліджень, що аналізують місію NASA DART зі збиття астероїда з курсу, підтвердили, що людство потенційно має інструмент для захисту нашої планети від руйнівного удару.

26 вересня 2022 року людство вперше в історії змінило курс небесного об’єкта, навмисно врізавшись космічним апаратом у невеликий астероїд, що обертається навколо більшого космічного каменя.

Метою цієї місії NASA, відомої як «Подвійний тест на перенаправлення астероїдів» (DART), було інформування про підхід до захисту Землі від будь-яких потенційно небезпечних астероїдів у майбутньому (важливо зазначити, що ризик зіткнення з астероїдом не був відомий принаймні протягом століття).

Тепер вчені оголосили, що DART скоротив період, необхідний для того, щоб супутник Діморфос вийшов на орбіту свого супутника астероїда Дідімос, на цілих 33 хвилини, згідно з п’ятьма новими дослідженнями, опублікованими в журналі Nature – там детально описані перші результати цього безпрецедентного зіткнення.

Вчені передбачали, що період Діморфоса зміниться приблизно на 7 хвилин, якщо космічний апарат безпосередньо передасть свій імпульс астероїда, але незабаром після зіткнення стало ясно, що складна динаміка зіткнення призвела до більш різкої зміни у траєкторії астероїда.

«Люди можуть думати про місію DART як про досить простий експеримент, схожий на гру в більярд у космосі – один масивний космічний апарат врізається в один масивний астероїд, – сказала Крістіна Томас, планетолог з Університету Північної Арізони, яка очолювала дослідження про зміну орбіти Діморфоса. – Однак астероїди набагато складніші, ніж просто тверда скеля; насправді більшість астероїдів – це те, що ми називаємо купою уламків. Якщо ви влучите в купу уламків космічним апаратом, багато матеріалу буде викинуто і розлетиться в різні боки».

«Для непружного зіткнення (коли один твердий космічний апарат безпосередньо зіштовхується з астероїдом без викиду матеріалу) зміна періоду орбіти оцінювалася в сім хвилин, – додала вона. – Ми розрахували зміну періоду на 33 хвилини, що набагато більше, і показує, наскільки важливим був цей додатковий момент від викинутого матеріалу для зміни періоду орбіти».

На додаток до висновків команди Крістіни Томас, вчені DART представили в Nature нові спостереження і висновки про зіткнення. Взяті разом, ці п’ять досліджень дають важливі уроки про потенціал використання кінетичного імпактора, такого як DART, для перенаправлення траєкторій будь-яких астероїдів, які можуть опинитися на курсі зіткнення із Землею.

Дослідники на чолі з Теріком Дейлі, планетологом з Лабораторії прикладної фізики Університету Джонса Гопкінса, провели поетапну реконструкцію підльоту, зіткнення і падіння DART на Діморфос і дійшли висновку, що «зміна орбіти Діморфоса в результаті демонструє, що технологія кінетичного удару є життєздатною технікою для потенційного захисту Землі в разі потреби».

Цзянь-Ян Лі, старший науковий співробітник некомерційного Інституту планетарних наук, очолював дослідження спостережень космічного телескопа «Хаббл» за зіткненням та його наслідками, які забезпечують «основу для розуміння фундаментальних механізмів, що діють на астероїди, зруйновані природним зіткненням», йдеться в дослідженні.

Вчені під керівництвом Ендрю Чена, головного науковця з планетарного захисту в Лабораторії прикладної фізики Джона Хопкінса, повідомили про «перше визначення імпульсу, переданого астероїду в результаті кінетичного удару».

Команда Ченга підтвердила, що матеріал, викинутий ударом DART, спричинив ефект віддачі, який призвів до набагато більшої зміни орбіти Діморфоса, ніж саме зіткнення.

«Цей викинутий матеріал несе енергію і, що найважливіше, імпульс, – пояснила Крістіна Томас. – Зміна періоду, яку ми спостерігаємо, є не лише результатом передачі імпульсу від космічного апарату, що зіткнувся, але й результатом додаткового імпульсу від руху викинутого матеріалу».

Нарешті, вчені на чолі з Аріелем Грайковскі, докторантом некомерційного інституту SETI, у своєму дослідженні повідомляють про оптичні спостереження за Діморфосом до, під час і після зіткнення за допомогою мережі громадських наукових телескопів по всьому світу». Ці спостереження показують кольори і яскравість зіткнення і його наслідків протягом декількох тижнів — дані, які допоможуть інформувати будь-які майбутні місії з вивчення кінетичного зіткнення.

Нові дослідження пропонують перші уроки з місії, яка буквально зрушила з місця астрономічний об’єкт і створила дорожню карту захисту Землі від астероїдів, які можуть загрожувати знищенням міст, країн або навіть життю в планетарному масштабі, подібно до каменя, що знищив динозаврів близько 66 мільйонів років тому.

З цією метою вчені продовжуватимуть стежити за новими властивостями Діморфоса, в тому числі за його орбітою і довгим слідом уламків, що утворилися в результаті зіткнення. Ці спостереження будуть збиратися як із Землі, так і за допомогою майбутніх космічних місій, таких як космічний апарат Hera Європейського космічного агентства, який має зібрати зображення астероїдів зблизька, пролетівши орбітою системи в найближчі роки.