Можем ли мы действительно отклонить астероид, направляющийся к Земле?

Космический корабль НАСА размером с тележку для гольфа был направлен на то, чтобы врезаться в астероид, чтобы немного сбить его с курса.

Тест направлен на демонстрацию нашей технологической готовности на случай обнаружения реальной астероидной угрозы в будущем.

Тест двойного перенаправления астероидов (DART) стартовал на борту ракеты SpaceX из Калифорнии 23 ноября и прибудет к целевой астероидной системе в сентябре следующего года.

Миссия отправится к астероиду Дидимос, члену группы астероидов Амор. Каждые 12 часов вокруг Дидимоса движется мини-луна, или «лунный свет», Диморфос. Эта меньшая половина пары будет целью DART.

Столкнулись ли мы с угрозой исчезновения из-за астероидов?

Все мы видели фильмы-катастрофы, в которых астероид поражает Землю, создавая событие вымирания, подобное тому, которое унесло жизни динозавров миллионы лет назад. Может ли это случиться сейчас?

На самом деле Землю часто бомбардируют небольшие астероиды диаметром от 1 до 20 метров. Почти все астероиды такого размера распадаются в атмосфере и обычно безвредны.

Существует обратная зависимость между размером этих объектов и частотой ударных событий. Это означает, что в нас гораздо чаще попадают маленькие объекты, чем более крупные – просто потому, что в космосе гораздо больше мелких объектов.

В среднем астероиды диаметром 1 км сталкиваются с Землей каждые 500 000 лет. Считается, что самым «последним» ударом такого размера был образован ударный кратер Тенумер в Мавритании 20 000 лет назад. Астероиды диаметром около 5 км сталкиваются с Землей примерно раз в 20 миллионов лет.

Метеороид Челябинск 2013 года, повредивший здания в шести городах России и ранивший около 1500 человек, оценивается примерно в 20 метров в диаметре.

Оценка риска

Миссия НАСА DART была вызвана угрозой и страхом перед крупным астероидом, столкнувшимся с Землей в будущем.

Шкала Турина – это метод классификации опасности столкновения с околоземным объектом (ОСЗ). Он использует шкалу от 0 до 10, где 0 означает пренебрежимо малую вероятность столкновения, а 10 означает неминуемое столкновение, при этом поражающий объект достаточно велик, чтобы вызвать глобальную катастрофу.

Столкновение Чиксулуб (которое приписывают вымиранию нептичьих динозавров) было по Туринской шкале 10. Удары, создавшие кратер Барринджера, и Тунгусское событие 1908 года, оба соответствуют Туринской шкале 8.

С увеличением количества новостей в Интернете и увеличения возможностей людей снимать события, «промахи» с астероидами, как правило, вызывают страх у публики. В настоящее время НАСА пристально следит за астероидом Бенну, который на данный момент является объектом с самым большим «совокупным рейтингом опасности». (Вы тоже можете быть в курсе).

Бенну диаметром 500 м способен создать на Земле кратер длиной 5 км. Однако НАСА также заявило, что вероятность того, что астероид пропустит нас, составляет 99,943%.

Распорка для воздействия

В какой-то момент своей орбиты вокруг Солнца Дидимос и Диморфос находятся на расстоянии около 5,9 миллионов км от Земли. Это все еще дальше, чем наша Луна, но очень близко с астрономической точки зрения, так что именно тогда DART поразит Dimorphos.

DART проведет около десяти месяцев в пути к Дидимосу и, когда он окажется рядом, немного изменит направление, чтобы врезаться в Диморфос со скоростью около 6,6 км в секунду.

Более крупный Didymos имеет диаметр 780 м и, таким образом, является лучшей целью для DART. Как только DART обнаружит гораздо меньший Dimorphos, всего 160 м в диаметре, он может в последнюю минуту внести поправку на курс, чтобы столкнуться с луной.

Масса Dimorphos составляет 4,8 миллиона тонн, а масса DART при ударе будет около 550 кг. Двигаясь со скоростью 6,6 км / с, DART сможет передать Dimorphos огромный импульс до точки, в которой он, как ожидается, фактически изменит орбиту луны вокруг Дидимоса.

Это изменение с точностью около 1% будет обнаружено наземными телескопами в течение недель или месяцев.

Хотя это может показаться не таким уж большим, 1% на самом деле является многообещающим сдвигом. Если бы DART врезался в одинокий астероид, его орбитальный период вокруг Солнца изменился бы всего примерно на 0,000006%, что потребовало бы многих лет для измерения.

Таким образом, мы сможем обнаружить изменение на 1% с Земли, а тем временем пара продолжит движение по своей орбите вокруг Солнца. DART также развернет небольшой спутник за десять дней до столкновения, чтобы захватить все.

Это первая миссия НАСА, посвященная демонстрации техники планетарной защиты. При стоимости в 330 миллионов долларов это относительно дешево с точки зрения космических полетов. Телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на следующий месяц, стоит около 10 миллиардов долларов США.

Осколков от удара DART не будет. Мы можем думать об этом как о сопоставимом событии на Земле; Представьте себе поезд, припаркованный на рельсах, но без тормозов. Другой поезд идет и сталкивается с ним.

Поезда не развалятся и не уничтожат друг друга, а пойдут вместе. Стационарный получит некоторую скорость, а ударник потеряет некоторую скорость. Поезда объединяются, чтобы стать новой системой с другой скоростью, чем раньше.

Таким образом, от миссии DART мы не столкнемся ни с какими ударами, рябью или обломками.

Стоит ли оно того?

Результаты миссии расскажут нам, сколько массы и скорости необходимо, чтобы поразить астероид, который может представлять угрозу в будущем. Мы уже отслеживаем подавляющее большинство астероидов, которые приближаются к Земле, поэтому у нас будет раннее предупреждение о любом таком объекте.

Тем не менее, в прошлом мы упускали из виду объекты. В октябре 2021 года астероид UA_1 прошел около 3047 км от поверхности Земли над Антарктидой. Мы пропустили его, потому что он приближался со стороны Солнца. При размере всего 1 метра он не причинил бы большого ущерба, но мы должны были предвидеть его приближение.

Создание системы отражения от потенциальной крупной астероидной угрозы было бы трудным. Придется действовать быстро и очень прицельно поразить цель.

Одним из кандидатов на создание такой системы может быть новая технология, разработанная американской космической компанией SpinLaunch, которая разработала технологию для запуска спутников на орбиту на высоких скоростях. Это устройство можно также использовать для обстрела массами близко проходящих астероидов.

Автор Гейл Айлс, Университет RMIT.

Источник: Разговор.