NASA gatavojas ietriekties asteroīdā ar kosmosa kuģi. Lietas var kļūt haotiskas.

NASA/Džons Hopkinss APL

Dinozauriem nebija kosmosa programmas, tāpēc, kad asteroīds ar viņu vārdu pirms 65 miljoniem gadu devās uz Zemi, viņiem nebija nekādu brīdinājumu un iespēju sevi aizstāvēt. Mēs zinām, kā tas izrādījās.

Cilvēki, protams, vēlas izvairīties no tāda paša likteņa. Vēlāk šogad NASA uzsāks misiju, lai praktizētu, kā mēs varētu novirzīt nākotnes asteroīdu, kas atrodas uz Zemes. The Dubultā asteroīda novirzīšanas tests (DART) ir paredzēts sākt 24. novembrī (vai vēl 2022. gada februārī ), un būs vajadzīgs gads, lai sasniegtu mērķi: Dimorphos, stadiona izmēra asteroīdu, kas riņķo ap daudz lielāku asteroīdu, ko sauc par Didymos.

Plāns ir trāpīt Dimorphos ar ātrumu 6,5 kilometri sekundē ar automašīnas izmēra kosmosa kuģi DART, kas sver aptuveni trešdaļu tonnas, mainot savu gandrīz 12 stundu orbītu ap Didimos par dažām minūtēm. Eiropas Kosmosa aģentūras misija, kas ieradīsies piecus gadus vēlāk, ar nosaukumu Hera, pārbaudīs, vai misija darbojās. Triecienam būs tikai neliela ietekme uz orbītu, taču ar to vajadzētu pietikt, lai nākotnē novirzītu asteroīdu no Zemes ceļa, ja vien mēs tam trāpīsim pietiekami tālu iepriekš. Mēs to darām, lai varētu novērst patiesi katastrofālu dabas katastrofu, saka Toms Statlers, DART programmas zinātnieks NASA galvenajā mītnē Vašingtonā.

Iespējamās izmaiņas Dimorphos orbītā ir labi izpētītas. Bet līdz šim mēs neesam daudz zinājuši par to, kas notiks ar pašu Dimorphos pēc trieciena. Papīrs publicēts žurnālā Icarus dokumentē pirmās simulācijas, lai to noskaidrotu.

Saistīts stāsts

Šis kosmosa kuģis tiek sagatavots vienvirziena misijai, lai novirzītu asteroīdu Vai ietriekšanās kosmosa klintī ar ātrumu 15 000 jūdžu stundā var novērst tā ietriekšanos Zemē? DART misijas mērķis ir to noskaidrot.

Harisona Agrusa (Harrison Agrusa) vadībā no Merilendas universitātes pētnieki modelēja, cik daudz DART var mainīt Dimorphos griešanos vai rotāciju, aprēķinot, kā trieciena impulss mainīs asteroīda ripošanos, slīpumu un leņķi. Rezultāti varētu būt dramatiski. Tas varētu sākt gāzties un nonākt haotiskā stāvoklī, saka Agrusa. Tas tiešām bija diezgan liels pārsteigums.

Negaidītā griešanās rada dažus interesantus izaicinājumus. Tas sarežģīs nosēšanos uz asteroīda, ko ESA cer mēģināt ar diviem maziem kosmosa kuģiem savā Hera misijā. Tas varētu arī padarīt sarežģītākus turpmākos mēģinājumus novirzīt asteroīdu, kas atrodas uz Zemes, jo jebkura rotācija var ietekmēt asteroīda ceļu cauri telpai.

Kad DART ietriecas Dimorphos, trieciena enerģija būs salīdzināma ar trīs tonnām trotila, kas eksplodēs, nosūtot tūkstošiem gružu gabalu. izplūst kosmosā . Statlers to raksturo kā golfa ratiņus, kas brauc ar ātrumu 15 000 jūdžu stundā, kas ietriecas futbola stadiona malā. Trieciena spēks neizraisīs nekādas tūlītējas izmaiņas Dimorphos griezienā, taču pēc Agrusa un viņa komandas domām, dažu dienu laikā lietas sāks mainīties.

Drīz Dimorphos sāks ļoti nedaudz svārstīties. Šis svārstības pieaugs un pieaugs, jo trieciena impulss izsitīs Dimorphos rotāciju no līdzsvara, bez berzes kosmosa vakuumā, kas to palēninātu. Dimorfoss var sākt griezties vienā un otrā virzienā. Tas var sākt griezties pa savu garo asi, piemēram, rotiserie. Novērotājam uz Didymos, kas skatās debesīs, šis šķietami mierīgais satelīts iegūs jaunu veidolu — sāks mežonīgi šūpoties uz priekšu un atpakaļ, un tagad būs redzamas tā iepriekš slēptās puses.

Dažu nedēļu laikā Dimorphos varētu griezties tik daudz, ka tas nonāk haotiskā satricinājuma stāvoklī, kur tas nekontrolējami griežas ap savām asīm. Ekstrēmākos scenārijos plūdmaiņu bloķēšana ar Didymos var pilnībā salūzt, un Dimorphos var sākt apgriezties ar galvu, saka Agrusa.

Tas, kas tieši notiks, būs atkarīgs no dažām lietām. Dimorfosa formai būs liela nozīme — ja tas ir vairāk iegarens, nevis sfērisks, tas griezīsies haotiskāk. Līdz šim veiktie radara novērojumi liecina, ka tas ir iegarens, taču mēs to uzzināsim tikai dažas stundas pirms DART trāpīšanas, kad tas pirmos skatus uz savu mazo mērķi.

Sava nozīme būs arī trieciena vietai. DART mērķēs uz Dimorphos centru, kuras mērķis ir piešķirt vislielāko spēku, lai mainītu tā orbītu, taču, jo vairāk tas atrodas ārpus centra, jo haotiskāks būs griešanās. Tomēr lielākajā daļā gadījumu Dimorphos dažu nedēļu laikā dramatiski jāšūpojas uz priekšu un atpakaļ vai jākustas daudzos virzienos.

Kad ESA Hera misija ierodas piecus gadus vēlāk, aina varētu būt diezgan dramatiska, jo Dimorphos cilvēces ietekmes rezultātā mežonīgi griežas savā orbītā ap Didimosu. Visticamāk, paies gadu desmiti vai pat gadsimti, pirms Didymos gravitācijas vilcējs atgriezīs Dimorphos tā sākotnējā stāvoklī, kas, domājams, ir paisuma un paisuma bloķēšanas stāvoklī. Iespēja, ka Hēra varētu atrast Dimorfu haotiskā stāvoklī, ir patiešām interesanta un patiešām aizraujoša, saka Statlers.

Hera ierašanās būs vienīgais veids, kā mēs droši uzzināsim, kas ir noticis ar Dimorphos griešanos, jo trieciena rezultātā DART tiks iznīcināts un Dimorphos ir pārāk mazs, lai to detalizēti redzētu no Zemes. Neliels Itālijā ražots satelīts sauc LICIACube tiks izvietots pirms trieciena un uzņems attēlus notikuma laikā, kad tas svilpj garām, taču tas to darīs tikai dažas minūtes — tas nav pietiekami ilgi, lai noskatītos, kā svārstās.

Hera arī plāno izvietot divus mazākus satelītus, kas mēģinās nolaisties uz Dimorphos virsmas. Paredzams, ka krītošā kustība neapgrūtinās šos centienus, taču tas varētu tos padarīt grūtākus. Bez pienācīgas haotiskās rotācijas plānošanas divi mazie transportlīdzekļi varētu atsist apkārt un nenokļūt tur, kur vēlas zinātnieki. Piezemēties uz tik maza ķermeņa jebkurā gadījumā ir grūti, saka Patriks Mišels no Francijas Nacionālā zinātniskās pētniecības centra (CNRS), viens no Hēras misijas vadītājiem un Agrusa papīra līdzautors. Bet [tas] to nepadara vieglāk.

Paredzams, ka Dimorphos krītošā kustība neietekmēs DART ģenerālmēģinājumu vienas dienas glābšanai Zemei, kā arī neradīs nekādus draudus mums uz planētas, taču no notikuma varētu būt kāda zinātniski noderīga informācija. Asteroīdu griešanās stāvoklis var ietekmēt citas īpašības, piemēram, to, cik daudz saules gaismas tie atstaro, kas var ietekmēt to trajektorijas — iespējams, kaut kas jāņem vērā turpmākajā asteroīdu novirzīšanas misijā. Tas nav tik vienkārši, kā vienkārši ietriekties asteroīdā ar kosmosa kuģi, saka astronoms Pols Vīgerts no Rietumontario universitātes. Ir daudz fizikas, kas jums jāsaprot.

Sistēmas novērošana gadiem, gadu desmitiem vai pat gadsimtiem mums arī dos vēl nebijušu iespēju redzēt, kā attīstās binārā asteroīdu sistēma pēc tam, kad ir piedzīvojusi šādu triecienu. Hera vien varētu mums sniegt norādi par to, cik spēcīga ir paisuma un paisuma ietekme, atgriežot sistēmu tās normālā stāvoklī, palīdzot mums izprast gravitācijas attiecības starp diviem, piemēram, šiem asteroīdiem.

Mēs tūlīt redzēsim, kas notiek, kad stadionā ietrieksim golfa ratiņus. Rezultāti varētu būt diezgan haotiski. Tas ir ļoti forši, saka Federika Spoto, kura pēta asteroīdu dinamiku Hārvarda-Smitsona Astrofizikas centrā Masačūsetsā. Mēs patiešām mainām sistēmu.

paslēpties