Почти за три года, прошедшие с тех пор, как NASA доказало возможность успешного отклонения астероида, мы узнали много нового об этих космических объектах. Столкновение космического аппарата с астероидом-спутником Дидимоса под названием Дидимфорс в сентябре 2022 года полностью изменило орбиту этого космического тела.
Однако этот новаторский тест также показал, что столкновение с астероидом может спровоцировать выброс глыб. Образовавшиеся обломки имели импульс, более чем в три раза превышающий импульс космического аппарата, который врезался в Дидимфорс.
Выброшенные глыбы создавали силы в неожиданных направлениях, которые могут усложнить другие попытки отклонения астероида, согласно исследованию, опубликованному в этом месяце в журнале Planetary Science Journal.
«Мы успешно отклонили астероид, изменив его орбиту», — заявил соавтор исследования, астроном из Университета Мэриленда Тони Фарнхэм. «Наше исследование показывает, что, хотя прямое воздействие космического аппарата DART вызвало это изменение, выброшенные глыбы дали дополнительный импульс, который был почти таким же значительным. Этот дополнительный фактор меняет физику, которую мы должны учитывать при планировании подобных миссий».
Команда использовала снимки, сделанные LICIACube, небольшим итальянским космическим аппаратом, который наблюдал за последствиями работы DART. Они отследили 104 глыбы размером от 0,2 до 3,6 метра (примерно от полуфута до 11 футов) в радиусе, которые пролетели в космосе вдали от Дидимфорса со скоростью до 52 метров в секунду (116 миль в час).
Используя эти снимки, астрономы определили трёхмерные координаты и скорости выброшенных камней. «Мы увидели, что глыбы не были разбросаны случайным образом в космосе, — сказал Фарнхэм. — Вместо этого они были сгруппированы в две довольно отчётливые группы, с отсутствием материала в других местах, что означает, что здесь действует нечто неизвестное».
Самый крупный обнаруженный кластер обломков содержит около 70% объектов, измеренных в исследовании. Он был выброшен к югу от астероида на высоких скоростях и под небольшими углами. Авторы считают, что эти выброшенные глыбы, вероятно, произошли из определённых источников. Одним из источников могли быть более крупные глыбы на Дидимфорсе, которые были раздроблены солнечными панелями DART за секунды до того, как основная часть космического аппарата размером с автомобиль достигла его поверхности.
«Солнечные панели DART, вероятно, столкнулись с двумя большими глыбами, названными Атабаке и Бодхран, на астероиде», — добавила соавтор исследования, астроном Джессика Саншайн. «Данные свидетельствуют о том, что южный кластер выброшенных материалов, вероятно, состоит из фрагментов Атабаке, глыбы радиусом 3,3 метра».
Саншайн была заместителем главного исследователя миссии NASA Deep Impact по исследованию поверхности кометы P/Tempel 1. Она сравнила результаты DART с результатами Deep Impact, отметив, что особенности поверхности и состав космического камня в значительной степени определяют результаты воздействия.
«Deep Impact столкнулся с поверхностью, которая состояла из очень мелких однородных частиц, поэтому выбросы были относительно плавными и непрерывными, — объяснила Саншайн. — А здесь мы видим, что DART столкнулся с поверхностью, покрытой камнями и крупными глыбами, что привело к хаотичным и нитевидным структурам в узорах выбросов. Сравнение этих двух миссий позволяет нам понять, как разные типы небесных тел реагируют на удары, что имеет решающее значение для обеспечения успеха миссии планетарной защиты».
Импульс, полученный от выброса глыб в результате удара DART, был в основном перпендикулярен траектории космического аппарата. Это указывает на то, что он мог наклонить орбитальную плоскость Дидимфорса до одного градуса, что потенциально могло отправить его кувыркаться в космос. Понимание влияния, которое оказывают выброшенные обломки, будет иметь ключевое значение для миссии Европейского космического агентства Hera, которая прибудет в систему Дидимос-Дидимфорс в 2026 году.
«Данные, собранные с помощью LICIACube, предоставляют дополнительные перспективы для изучения событий столкновения, особенно с учётом того, что DART изначально был разработан для того, чтобы полагаться исключительно на наблюдения с Земли», — сказал Фарнхэм. «Hera сделает то же самое, предоставив нам ещё один прямой взгляд на последствия столкновения, опираясь на прогнозы, которые мы сделали, используя данные, собранные с помощью DART».
Фарнхэм отмечает, что эти перспективы и снимки крупным планом, полученные с помощью LICIACube, предоставили команде DART важную информацию, которую было бы невозможно обнаружить с Земли. Это включает в себя данные об астероидных глыбах. Это новое исследование подчёркивает важность учёта всех этих переменных при планировании будущих миссий по отклонению астероидов.
«Если астероид будет кувыркаться к нам, и мы будем знать, что должны переместить его на определённое расстояние, чтобы предотвратить столкновение с Землёй, то все эти тонкости станут очень, очень важными», — добавила Саншайн. «Вы можете представить это как игру в пул в космосе. Мы можем промахнуться мимо лузы, если не учтём все переменные».