Η αποστολή DART της NASA:Επιτυχής εκτροπή ενός αστεροειδούς - Μια σημαντική ανακάλυψη στην πλανητική άμυνα
Δήμορφος (αριστερά) και Δίδυμος (δεξιά). Πίστωση:ESA Τον Σεπτέμβριο του 2022, ένα διαστημόπλοιο μεγέθους ψυγείου χτύπησε σε έναν μικρό αστεροειδή με σχεδόν 24.000 χιλιόμετρα την ώρα (15.000 μίλια την ώρα). Η σύγκρουση ήταν σκόπιμη και ο αστεροειδής δεν αποτελούσε κίνδυνο σύγκρουσης με τη Γη ή τη Σελήνη. Το τεστ διπλής ανακατεύθυνσης αστεροειδών της NASA (κατάλληλη συντομογραφία ως DART) ήταν η πρώτη προσπάθεια πλανητικής άμυνας της ανθρωπότητας σε πλήρη κλίμακα. Και λειτούργησε!
Η αποστολή DART της NASA μείωσε δραματικά την τροχιά του αστεροειδούς Δήμορφος γύρω από τον μεγαλύτερο σύντροφό του, τον Δίδυμο. Αλλά νέα έρευνα δημοσιεύτηκε στο Science Advances δείχνει ότι η σύγκρουση είχε ένα επιπλέον αποτέλεσμα. Επίσης, ώθησε ολόκληρο το σύστημα των αστεροειδών σε μια ελαφρώς διαφορετική διαδρομή γύρω από τον Ήλιο.
Η αλλαγή είναι μόλις ανιχνεύσιμη ακόμη και με τα καλύτερα αστρονομικά όργανα. Ωστόσο, σηματοδοτεί την πρώτη φορά που ένα ανθρωπογενές αντικείμενο άλλαξε μετρήσιμα την τροχιά ενός φυσικού σώματος γύρω από τον Ήλιο.
Ακόμη και μια μικρή ώθηση θα μπορούσε κάποια μέρα να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ ενός αστεροειδούς που χτυπά τη Γη και του χάνει εντελώς.
Μικρή ώθηση, κοσμικές συνέπειες
Τα συντρίμμια μετά την πρόσκρουση. Πίστωση:NASA Ο Δήμορφος και ο Δίδυμος σχηματίζουν ένα δυαδικό σύστημα αστεροειδών. Το μικρότερο αντικείμενο, πλάτους περίπου 170 μέτρων, κυκλώνει τον μεγαλύτερο αστεροειδή, πλάτους περίπου 800 μέτρων, κάθε 12 ώρες. Μαζί, το ζευγάρι περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο περίπου μία φορά κάθε 770 ημέρες.
Το DART στόχευσε το Dimorphos επειδή η μετακίνηση του μικρότερου αντικειμένου θα ήταν ευκολότερη και επειδή η καλά μετρημένη τροχιά του συστήματος έκανε πιο εύκολη την ανίχνευση οποιασδήποτε αλλαγής.
Το διαστημόπλοιο χτύπησε τον Δήμορφο στις 26 Σεπτεμβρίου 2022, απελευθερώνοντας ένα σωρό βράχου και σκόνης. Αυτά τα συντρίμμια έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση της πρόσκρουσης. Καθώς το υλικό εκτοξεύτηκε από τον αστεροειδή και διέφυγε στο διάστημα, μετέφερε ορμή μαζί του, προσθέτοντας επιπλέον ώθηση στο σύστημα.
Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτό το φαινόμενο παράγοντας ενίσχυσης της ορμής (β), ένα μέτρο του πόση επιπλέον ώθηση προσθέτει τα διαφυγόντα συντρίμμια πέρα από την ορμή του ίδιου του διαστημικού σκάφους. Στην περίπτωση του DART, τα συντρίμμια διπλασίασαν περίπου την ώθηση που παρείχε το ίδιο το διαστημόπλοιο.
Προηγούμενες μετρήσεις έδειξαν ότι η σύγκρουση μείωσε την τροχιά του Dimorphos γύρω από το Δίδυμο κατά 33 λεπτά — ξεπερνώντας κατά πολύ την αναμενόμενη αλλαγή της αποστολής, περίπου επτά λεπτών.
Αλλά οι ερευνητές υποψιάζονταν ότι μπορεί επίσης να είχε συμβεί κάτι πιο λεπτό. Επειδή οι δύο αστεροειδείς συνδέονται βαρυτικά, η εκτίναξη που διαφεύγει από το σύστημα θα μπορούσε να μετατοπίσει ελαφρώς την κίνηση του κοινού κέντρου μάζας του ζεύγους (το βαρύκεντρο) στο διάστημα.
Εάν συνέβαινε αυτό, η τροχιά ολόκληρου του δυαδικού συστήματος γύρω από τον Ήλιο θα άλλαζε.
Μέτρηση σχεδόν αόρατης μετατόπισης
Πίστωση:ESA Ο εντοπισμός αυτής της αλλαγής απαιτούσε εξαιρετική ακρίβεια.
Οι ερευνητές ανέλυσαν σχεδόν 6.000 μετρήσεις της θέσης του συστήματος αστεροειδών, μαζί με 22 αστρικές αποκρύψεις. Αυτά είναι γεγονότα στα οποία ο αστεροειδής περνά για λίγο μπροστά από ένα μακρινό αστέρι. Κατά τη διάρκεια μιας απόκρυψης, το φως του αστεριού εξαφανίζεται για λίγο, επιτρέποντας στους αστρονόμους να εντοπίσουν τη θέση του αστεροειδούς με αξιοσημείωτη ακρίβεια.
Πολλές από αυτές τις παρατηρήσεις προήλθαν από εθελοντές αστρονόμους σε όλο τον κόσμο. Συντονίζοντας μετρήσεις από πολλές τοποθεσίες, θα μπορούσαν να εντοπίσουν την ακριβή διαδρομή του αστεροειδούς στον ουρανό.
Τα συνδυασμένα δεδομένα αποκάλυψαν ένα μικροσκοπικό αλλά μετρήσιμο αποτέλεσμα.
Η ομάδα εκτιμά ότι η πρόσκρουση επιβράδυνε την τροχιακή ταχύτητα του δυαδικού συστήματος κατά περίπου 11,7 μικρόμετρα ανά δευτερόλεπτο—περίπου 1,7 ίντσες ανά ώρα.
Αυτή η μετατόπιση μείωσε το μέγεθος της τροχιάς του συστήματος γύρω από τον Ήλιο κατά περίπου 360 μέτρα και συντόμευσε την περίοδο τροχιάς του 2,1 ετών κατά περίπου 0,15 δευτερόλεπτα.
Σε εμάς, οι αριθμοί φαίνονται ασήμαντοι. Στην τροχιακή μηχανική, ωστόσο, ακόμη και οι μικροσκοπικές αλλαγές ταχύτητας συσσωρεύονται σε μεγάλες μετατοπίσεις κατά τη διάρκεια ετών ή δεκαετιών.
Μια ώθηση αυτού του μεγέθους θα μπορούσε να μετατοπίσει τη μελλοντική θέση ενός αστεροειδούς κατά πολλά χιλιόμετρα με την πάροδο του χρόνου — αρκετά για να μετατρέψει μια πιθανή πρόσκρουση σε αστοχία.
Η αποστολή DART σχεδιάστηκε ως απόδειξη της ιδέας για την πλανητική άμυνα.
Η Γη βομβαρδίζεται συνεχώς από μικρά κοσμικά συντρίμμια και μεγαλύτεροι αστεροειδείς χτυπούν περιστασιακά τον πλανήτη. Μεγάλοι αστεροειδείς σε τροχιά κοντά στη Γη με μετρήσεις άνω των 140 μέτρων—το μέγεθος που μπορεί να προκαλέσει περιφερειακή ζημιά—δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.
Εάν οι αστρονόμοι εντοπίσουν έναν επικίνδυνο αστεροειδή δεκαετίες πριν από μια πιθανή σύγκρουση, ένα διαστημόπλοιο θα μπορούσε να εκτοξευτεί για να τον σπρώξει ελαφρώς από την πορεία του. Όσο νωρίτερα γίνεται η παρέμβαση, τόσο μικρότερη είναι η απαιτούμενη ώθηση.
Οι νέες μετρήσεις υποδηλώνουν ότι χτυπώντας μόνο ένα μέλος ενός δυαδικού ζεύγους αστεροειδών θα μπορούσε να μετατοπίσει την κίνηση ολόκληρου του συστήματος. Αυτή η δυνατότητα επεκτείνει το φάσμα των στρατηγικών που είναι διαθέσιμες στους σχεδιαστές πλανητικής άμυνας.
Η μελέτη έδωσε επίσης στοιχεία για τους ίδιους τους αστεροειδείς. Οι ερευνητές υπολογίζουν την πυκνότητα του Δήμορφου σε περίπου 1.540 κιλά ανά κυβικό μέτρο, υποδηλώνοντας ότι πιθανότατα σχηματίστηκε από τα συντρίμμια που έχυσε ο Δίδυμος που αργότερα συγκεντρώθηκαν σε ένα χαλαρό «σωρό μπάζα».
Το επόμενο κεφάλαιο:Ήρα
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να θέλουν μια σαφέστερη εικόνα του τι συνέβη κατά τη διάρκεια της πρόσκρουσης.
Το διαστημικό σκάφος Hera της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας ταξιδεύει αυτή τη στιγμή στο σύστημα του Διδύμου. Όταν φτάσει αργότερα αυτή τη δεκαετία, θα χαρτογραφήσει τους αστεροειδείς λεπτομερώς, θα μετρήσει τη μάζα τους και θα εξετάσει τον κρατήρα που άφησε η σύγκρουση DART.
Αυτές οι μετρήσεις θα πρέπει να βελτιώσουν τις εκτιμήσεις για το πώς μεταφέρθηκε η ορμή μέσω του αστεροειδούς και πόσα συντρίμμια διέφυγαν από το σύστημα.
Για τους ερευνητές της πλανητικής άμυνας, το DART έχει ήδη περάσει ένα σημαντικό όριο. Η αποστολή απέδειξε ότι ένα διαστημικό σκάφος μπορεί να αλλάξει την τροχιά ενός αστεροειδούς γύρω από ένα άλλο σώμα—και ακόμη και να ωθήσει την πορεία ενός αντικειμένου που ταξιδεύει γύρω από τον Ήλιο.
Η ώθηση ήταν μικροσκοπική. Οι επιπτώσεις μπορεί να είναι τεράστιες.
