Неожиданные результаты миссии NASA по отклонению астероида

В 2022 году NASA направило космический аппарат для столкновения с астероидом примерно размером с Великую пирамиду Гизы с целью изменить его траекторию.

Миссия продемонстрировала, что перенаправление объектов в космосе возможно. Помимо изменения курса астероида Диморфос, удар вызвал отделение крупных валунов от астероида, размеры которых варьировались от 1 до 7 метров в диаметре. Недавние исследования, отслеживающие эти валуны, показали, что их движение происходило в неожиданных направлениях, что может повлиять на будущие стратегии отклонения астероидов.

«Полный учет общего импульса во всех направлениях пока не проведен, но конус выброса распространяется в стороны, а также в направлении приближающегося космического аппарата», — объясняет команда в своей статье. «Таким образом, значительная часть импульса, возможно, в несколько раз превышающая вклад в β-фактор, была направлена перпендикулярно вектору скорости Диморфоса. Чтобы полностью понять влияние удара на орбиту Диморфоса, необходимо изучить пространственное распределение поля обломков и использовать его для определения суммарного импульса всех его компонентов.»

Команда исследовала распределение 104 валунов, снятых итальянским кубсатом для съемки астероидов LICIACube, который сопровождал миссию DART. Эти валуны с радиусами от 0,2 до 3,6 метра удалялись от Диморфоса со скоростью до 52 метров в секунду после удара. Хотя перенаправление астероида ожидалось, траектории движения валунов оказались менее предсказуемыми.

«Мы увидели, что валуны не были разбросаны случайным образом в пространстве», — сказал Тони Фарнэм, ведущий автор статьи и научный сотрудник кафедры астрономии Университета Мэриленда, в заявлении. — «Они были сгруппированы в две довольно отчетливые группы, при этом в других местах материала не было, что означает, что здесь действует нечто неизвестное.»

Крупнейший кластер обломков содержал около 70 процентов выброшенных объектов и двигался на юг с высокой скоростью под небольшим углом к поверхности астероида. Команда предполагает, что это могут быть фрагменты крупных валунов, разрушенных при ударе о солнечные панели DART.

«Солнечные панели DART, вероятно, столкнулись с двумя большими валунами, названными Атабаке и Бодран, на астероиде», — добавила Джессика Саншайн, второй автор статьи и профессор астрономии и геологии Университета Мэриленда. — «Данные свидетельствуют о том, что южный кластер выброшенного материала, вероятно, состоит из фрагментов Атабаке — валуна с радиусом 3,3 метра.»

Согласно исследованию, валуны, выброшенные ударом, несли в себе более чем в три раза больший импульс, чем сам космический аппарат DART. Кроме того, поскольку выброшенные валуны в основном двигались перпендикулярно направлению DART, миссия могла изменить орбитальную плоскость астероида до одного градуса, что потенциально могло вызвать его вращение или кувыркание в космосе.

«Если астероид кувыркается в нашу сторону, и нам известно, что его нужно сдвинуть на определенное расстояние, чтобы предотвратить столкновение с Землей, тогда все эти тонкости становятся очень важными», — добавила Саншайн. — «Можно представить это как космическую игру в бильярд. Мы можем промахнуться по лузы, если не учтем все переменные.»

Хотя Диморфос не представляет угрозы для Земли, будущие миссии по отклонению астероидов должны будут учитывать сложную динамику, наблюдаемую в этом случае.

«Миссия Deep Impact столкнулась с поверхностью, состоящей в основном из очень мелких однородных частиц, поэтому выброс был относительно плавным и непрерывным», — продолжила Саншайн, которая была заместителем главного исследователя миссии Deep Impact NASA. — «А здесь мы видим, что DART столкнулся с каменистой поверхностью, полной крупных валунов, что привело к хаотичным и нитевидным структурам в образцах выброса.»

«Сравнение этих двух миссий бок о бок дает нам понимание того, как разные типы небесных тел реагируют на удары, что крайне важно для успешного проведения миссии по защите планеты.»

Команда отмечает, что для определения того, как будущие удары повлияют на подобные объекты, необходим комплексный анализ импульса поверхностных валунов. Миссия Европейского космического агентства Hera запланирована на прибытие к Диморфосу в 2026 году для дальнейшего изучения последствий удара.

«Нам удалось отклонить астероид, изменив его орбиту», — добавил Фарнэм. — «Наше исследование показывает, что хотя прямой удар космического аппарата DART вызвал это изменение, выброшенные валуны дали дополнительный толчок почти такой же силы. Этот дополнительный фактор меняет физику, которую нам нужно учитывать при планировании подобных миссий.»

Исследование опубликовано в журнале The Planetary Science Journal.