NASA впервые протестирует защиту Земли от астероидов, запустив к одному из них ракету с зондом

Если подумать, у динозавров, например, не было космической программы. Вообще. Так что 65 миллионов лет назад астероид Чиксулуб хорошенько так приземлился на нашу планету, истребив практически все живое, в том числе и могучих, пернатых ящеров, возомнивших себя хозяевами Земли. И если мы не хотим, чтобы нас постигла та же участь, что и доисторических монстров, необходимо что-то придумать. Шутки шутками, но наша планета действительно находится в открытом космосе. Безусловно, Солнечная система не мчится непонятно где, то и дело врезаясь в космические тела по пути. И все же, иногда и к нам «приезжают» гости. Например, астероид Оумуамуа, который некоторые сочли инопланетным кораблем (это не так), оказался первым межзвездным гостем в наших краях. По крайней мере на нашей с вами памяти или с начала астрономических наблюдений. И хотя ни один астероид не будет представлять никакой угрозы для Земли в течение следующих ста лет (насколько известно исследователям из NASA), если такая угроза все же будет обнаружена, агентство попытается нанести по нему удар и изменить его курс, а не уничтожить. Так что похоже, у землян будет настоящая космическая защита. Вот только новая симуляция показывает, что, когда миссия DART попадает в целевой астероид, она может заставить его вести себя хаотично – резко вращаться и раскачиваться.

Первая атака: астероид Диморфос

Одним из самых маленьких астрономических объектов, известных человечеству, является небольшой астероид Диморфос – его диаметр составляет всего 170 метров. Обнаружили этот небольшой объект в 1996 году, но официальное название утвердили восемь лет спустя.

Интересно, что в 2003 году астрономы из обсерватории в Чехии обнаружили, что у этого крохотного астероида есть спутник, вращающийся вокруг него. Впоследствии астрономы подтвердили свое открытие на основе изображений, полученных с помощью доплеровского радиолокатора в Аресибо.

Диморфос — меньший из двух астероидов, обращающихся на одной орбите. Его диаметр равен примерно 170 м, что сопоставимо с пирамидой Хеопса.

Таким образом Диморфос не только является самым маленьким астероидом, но и бинарной системой. Но и это еще не все – будучи размером со стадион, Диморфос вращается вокруг гораздо большего астероида под названием Дидим. Кстати, слово Диморфос происходит от греческого Dimorphos, что означает «имеющий две формы» и теперь буквально отражает суть новой мисси NASA:

Будучи целью космических миссий DART и Hera (миссия Европейского космического агенства), астероид Диморфос станет первым небесным телом в космической истории, форма которого существенно изменится в результате вмешательства человека (удар DART). Как в дальнейшем пояснили исследователи, изменения астероида будут известны в двух очень разных формах: сначала до удара DART, а затем – спустя несколько лет – в объективе Hera.

Старт миссии по испытанию двойного перенаправления астероидов (DART) на борту ракеты SpaceX Falcon 9 запланирован на 23 ноября (или в конце февраля 2022 года). По данным агенства, DART будет нацелен на «околоземный астероид Диморфос и его спутник» с целью изменения его движения. «Мы собираемся убедиться, что камень из космоса не отправит нас обратно в каменный век», – сообщили журналистам представители космического агенства.

Диморфос не только является самым маленьким астероидом, но и бинарной системой

Как изменить форму и поведение астероида?

Как отмечают в NASA, для достижения цели потребуется год. План заключается в том, чтобы поразить Диморфос со скоростью 6,5 километров в секунду с помощью космического аппарата DART (размером с автомобиль), изменив свою почти 12-часовую орбиту вокруг Дидима на несколько минут. Миссия Европейского космического агентства (ESA) Hera, которая прибудет к месту назначения через пять лет, проверит, сработал ли «удар».

Как полагают астрономы, удар окажет лишь небольшое влияние на орбиту, но этого должно быть достаточно, чтобы в будущем отклонить астероид — при условии, что удар будет нанесен по нему достаточно далеко и заранее. «Чтобы иметь возможность предотвратить действительно катастрофическое стихийное бедствие, мы хотим проверить собственные силы с помощью DART и Hera, – говорит Том Статлер, научный сотрудник программы DART, NASA.

Околоземные объекты — это астероиды и кометы, орбиты которых проходят в пределах 48 миллионов километров от Земли.

Интересно, что потенциальные изменения орбиты Диморфоса были хорошо изучены. Но до сих пор мы мало что знали о том, что именно произойдет с самим астероидам после удара. Чтобы выяснить это, исследователи провели работу, результаты которой представили в научном журнале Icarus.

Компьютерная симуляция: миссия DART

В ходе работы исследователи из из Университета Мэриленда смоделировали, насколько удар DART может изменить вращение Диморфоса, рассчитав, как импульс удара изменит поведение астероида. Оказалось, результаты могут быть впечатляющими: «Астероид может начать кувыркаться и прийти в хаотическое состояние». Это стало для команды настоящим сюрпризом – неожиданное вращение астероида создает некоторые интересные проблемы.

В частности, это значительно усложнит посадку на Диморфос, которую ESA надеется осуществить с помощью двух небольших космических аппаратов в рамках миссии Hera. Это также может усложнить будущие попытки отклонить астероид, направленный к Земле, поскольку на траекторию астероида в космосе может повлиять любое вращение.

Итак, когда аппарат NASA DART врежется в Диморфос, энергия удара будет сопоставима со взрывом трех тонн тротила и отправит тысячи осколков в космос. Авторы исследования отмечают, что сила удара не вызовет каких-либо немедленных изменений в вращении астероида. Все начнет меняться в течение нескольких дней.

Репетиция по спасению Земли от астероидов выглядит так

Сначала небольшой астероид начнет очень слегка раскачиваться. Это колебание будет расти и расти по мере того, как импульс от удара будет выводить вращение Диморфоса из равновесия, чтобы замедлить его. Затем Диморфос может начать вращаться в ту или иную сторону или вдоль своей длинной оси. Для наблюдателя на Дидиме, смотрящего в небо, этот, казалось бы, спокойный спутник обретет новую форму и начнет раскачиваться, открывая перед изумленными зрителями свои ранее невидимые стороны.

В течение последующих нескольких недель Диморфос может вращаться так сильно, что переходит в хаотическое кувыркающееся состояние и начинает бесконтрольно вращаться вокруг своих осей. Однако, что именно произойдет в ходе реальной миссии, будет зависеть от нескольких вещей.

Так, важную роль играет сама форма Диморфоса — будучи более вытянутым, а не сферическим, он будет вращаться более хаотично. Радарные наблюдения пока показывают, что астероид удлинен, однако так это или нет мы узнаем лишь после того, как DART запланировано врежется в это космическое тело.

Первая в своем роде космическая миссия позволит узнать, сможем ли мы в будущем отразить от планеты астероид

Место удара тоже имеет значение. DART будет нацелен в центр Диморфоса, чтобы придав астероиду силу, изменить его орбиту. Но чем больше удар будет смещен от центра, тем более хаотичным получится результат (и вращение Диморфоса). И все же в большинстве сценариев Диморфос начинает резко раскачиваться или кувыркаться – в течение нескольких недель.

Пять лет спустя: Миссия Hera

Спустя пять лет к нашему небольшому астероиду прибудет миссия Hera. И сцена эта может оказаться весьма драматичной: Диморфос будет бешено вращаться на своей орбите вокруг Дидимоса – в результате нашего вмешательства. Вероятно, пройдут десятилетия или даже столетия, прежде чем гравитационное притяжение Дидимоса вернет Диморфосу его первоначальное, предположительно приливно-отливное состояние.

Возможность того, что аппарат ESA обнаружит Диморфос в хаотическом кувыркающемся состоянии, действительно интересна и действительно захватывающа, – отмечают исследователи.

Но лишь прибытие Hera будет единственным способом узнать наверняка, что произойдет с астероидом – Диморфос слишком мал, чтобы его можно было как следует разглядеть с Земли. Чтобы запечатлеть историческое событие, небольшой спутник итальянского производства под названием LICIACube будет развернут до удара DART и во время самого события. Но лишь в течение нескольких минут, а это недостаточно долго, чтобы наблюдать за колебаниям движения небольшого космического объекта.

Миссия Гера Европейского космического агенства расставит все точки над «и» через пять лет

В ходе миссии ESA также планируется развернуть два небольших спутника, которые попытаются приземлиться на поверхность Диморфоса. Ожидается, что хаотичное движение астероида не станет препятствием, но значительно затруднит работу. Приземляться на такое маленькое тело в любом случае сложно.

Интересно, что состояние вращения астероидов может повлиять на другие свойства, такие как количество солнечного света, которое они отражают, а это также способно изменять их траектории. Так что возможно исследователям стоит это учесть в будущей миссии по отклонению астероидов.

Наблюдение за системой в течение многих лет, десятилетий или даже столетий также подарит нам беспрецедентную возможность увидеть, как развивается двойная астероидная система после подобного столкновения. Одна только Hera позволит понять гравитационную связь между двумя такими астероидами, как эти. Это очень круто, – говорит Федерика Спото, которая изучает динамику астероидов в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики в Массачусетсе.

Изображение: Российская газета

Вот такая потрясающая работа у астрономов и инженеров. Ну и чтобы вам точно спалось спокойно, напомним, что британские ученые считают, что гибель нашей цивилизации в результате падения астероида или извержения вулкана возможна, но крайне маловероятна.