не так давно астероид
Вломи ему, Дарт! Зачем аппарат DART летит к астероиду Диморф
24 ноября 2021 года в космос должен стартовать космический аппарат NASA DART, который опробует на практике один из методов защиты Земли от астероидов — кинетический таран. Ученые ожидают, что столкновение аппарата с 160-метровым астероидом из системы Дидим изменит орбиту последнего. Рассказываем, как устроены DART и его миссия, и какие еще есть способы уберечь Землю от небесного апокалипсиса.
На поверхности самых разных тел Солнечной системы есть ударные кратеры, следы столкновений с другими космическими объектами. На Земле они тоже есть, около двухсот, просто их хуже видно — затягивать раны нашей планете помогает интенсивная эрозия. Самому старому известному земному кратеру — Яррабуббе — 2,2 миллиарда лет. В наш век человечество пока что лишь наблюдает болиды и падения метеоритов, которые не порождают крупные катаклизмы, хотя могут наделать немалый переполох.
Считается, что бомбардировка Земли крупными телами в ранний период ее существования могла способствовать зарождению жизни, так как падающие с неба глыбы поставляли на молодую планету водяной лед и органические молекулы. Однако с развитием жизненных форм на Земле все изменилось — небесные бомбардировки могли быть для них смертельны, как это было с астероидом, после которого в Мексиканском заливе появился кратер Чиксулуб. Сегодня принято считать, что именно падение тела диаметром больше десяти километров вызвало мел-палеогеновое массовое вымирание, в ходе которого погибли динозавры. Подобные катаклизмы, по оценкам исследователей, могут происходить раз в 250–500 миллионов лет. Чиксулубу идет 67-й миллион.
Чтобы отличать небесные тела, способные ввергнуть нашу планету в хаос, от безобидных астероидов и комет, астрономы ввели понятие «потенциально опасного астрономического объекта». Этот титул получают все тела размером больше 150 метров, которые могут подойти к земной орбите на дистанцию менее 19,5 расстояний от Земли до Луны. Степень «грозности» астероидов и комет ученые измеряют также по Туринской и Палермской шкалам — они связывают опасность небесного тела для Земли с его размерами, кинетической энергией и вероятностью столкновения с нашей планетой (подробнее об оценке опасности астероидов читайте в материале «Как разобраться с астероидом без прокуратуры»).
Что у Земли в арсенале
Кажется, что при возникновении реальной угрозы столкновения Земли с крупным небесным телом человечество обязательно что-нибудь придумает (придумало же оно фильм «Армагеддон») и спасется. Однако в действительности пока мы умеем лишь следить за потенциально опасными телами в оптике и радиодиапазонах. Мониторинг постоянно совершенствуется: увеличивается число телескопов (как наземных, так и космических), уже существующие модернизируются, сам процесс наблюдения и обработки данных автоматизируется — так что мы сможем предсказать время и место падения подобного тела на Землю за несколько дней до этого. Но на этом, собственно, все и заканчивается.
Методик планетарной защиты придумано несколько, однако пока ни один из них на практике не проверялся.
Концепт космического перехватчика с термоядерными зарядами для астероида Апофис.
Толкнуть. Другой вариант защиты предусматривает таран астероида аппаратом-ударником (одним или несколькими), чтобы изменить его импульс и, как следствие, траекторию движения. И тут опыт у нас уже есть: в 2005 году аппарат Deep Impact сбросил небольшой импактор на ядро кометы Темпеля 1, который столкнулся с ним на скорости 10 километров в секунду. Однако тогда все это делалось исключительно в научных целях — ученым был интересен состав кометы, а не изменения ее траектории за счет удара.
Использовать силу гравитации. Можно попытаться отклонить астероид «гравитационным трактором» в виде достаточно массивного аппарата, который сопровождал бы объект, зависнув над ним, и таким образом менял его траекторию за счет гравитационного поля. Этот метод должна была проверить миссия ARM (Asteroid Redirect Mission), однако в 2017 году проект закрыли.
Траектория движения аппарата ARM для метода гравитационного трактора.
На этом список идей не заканчивается, но все остальные (пока) не рассматривались всерьез, а их авторы ограничивались лишь теоретическими расчетами.
Тем временем, как бы безумно это ни звучало, человечеству не помешал бы проверенный на практике метод защиты от астероидно-кометной опасности — хоть мы и не можем предсказать, когда именно придет их звездный час.
Догнать и ударить
Проект DART (Double Asteroid Redirection Test — испытание перенаправления двойного астероида) был одобрен NASA в 2018 году и стал первым в своем роде проектом испытания планетарной защиты. Выбор агентства в этот раз пал на метод кинетического тарана. Стоимость разработки первого кандидата на роль защитника Земли составила 324,5 миллиона долларов за три года работ (для сравнения: годовые военные бюджеты крупных стран исчисляются в десятках и сотнях миллиардов).
NASA / Johns Hopkins APL
В качестве цели ученые выбрали двойной астероид (65803) Дидим из семейства Аполлонов, открытый в 1996 году. Вокруг его 780-метрового основного тела обращается с периодом 11,9 часов 160-метровый спутник Диморф (скорее всего, фрагмент Дидима). Орбита астероида пересекает земную, так что он относится к потенциально опасным. В ноябре 2123 года он подлетит к Земле на расстояние 5,9 миллиона километров.
Радарные изображения системы Дидим.
Arecibo Observatory / NASA
Трехмерная модель Дидима и Диморфа.
Naidu et al., AIDA Workshop, 2016
Диморф удобен по двум критериям — он относительно мал по сравнению с другими астероидами и достаточно близок к Земле, что позволяет достаточно точно оценить результаты тарана. 550-килограммовый аппарат должен развить скорость 6,6 километра в секунду и врезаться в астероид, масса которого составляет около 4,8 миллионов тонн. По расчетам, период обращения Диморфа вокруг Дидима изменится на 4–7 минут. Однако на практике процесс столкновения будет, естественно, устроен сложнее, чем показывают модели. В частности, если при столкновении ударника с астероидом в пространство будет выброшено большое количество вещества, то эффект кинематического тарана может усилиться. Это усиление описывается коэффициентом β, равным отношением импульса цели после столкновения к импульсу импактора.
Моделирование образования кратера за счет столкновения ударника с поверхностью астероида типа «кучи щебня».
Johns Hopkins APL / Angela Stickle
Здесь сокрыта еще одна цель DART — помочь ученым проверить модели изменения β-коэффициента в зависимости от скорости ударника, угла столкновения, внутренней структуры цели и свойств ее вещества, таких как прочность или ударная вязкость. Исследователи предсказывают, что на β-коэффициент сильнее влияет степень пористости недр астероида, а не его минеральный состав. Кроме того, в случае сильно неоднородных тел типа «кучи щебня» (таким, к примеру, является астероид Бенну) огромную роль будет играть район, куда попадает ударник. В случае пары DART–Диморф модели предсказывают, что эффект тарана усилится в 1,5–2 раза за счет выброса вещества с поверхности астероида.
Моделирование разрушения крупных валунов в ходе столкновения ударника с поверхностью астероида типа «кучи щебня».
Johns Hopkins APL / Angela Stickle
Ударник и испытатель
DART не только будет биться с Диморфом, но и опробует в полете ряд технологических новинок. Для миссии была разработана новая система автономной оптической навигации в реальном времени SMART Nav (Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation), она будет управлять космическим аппаратом в последние четыре часа перед столкновением. Электроэнергию аппарат будет получать при помощи гибких разворачиваемых 8,5-метровых солнечных батарей ROSA, которые испытывали на МКС.
В качестве двигательной установки, помимо ксенонового ионного двигателя NEXT, на аппарате в тестовом режиме поработает двигатель NEXT-C (NASA’s Evolutionary Xenon Thruster–Commercial), его в дальнейшем планируют устанавливать на межпланетные аппараты. Кроме того, для связи с Землей DART получил новый тип антенны с высоким коэффициентом усиления RLSA (Spiral Radial Line Shot Array).
Стартовая масса аппарата — 610 килограммов, а без солнечных батарей он похож на куб с размерами 1,2×1,3×1,3 метра. Полезная нагрузка DART включает в себя солнечные и звездные датчики, а также камеру DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation) с апертурой 20,8 сантиметров, которая получит четкие изображения астероидов, последние из которых будут сделаны за 20 секунд до столкновения. Кроме того, вместе с DART к Дидиму отправится кубсат LICIACube с двумя оптическими камерами — он отделится от основного аппарата за 10 дней до тарана астероида и будет следить за ходом всего процесса, передавая снимки на Землю (нечто подобное NASA делали, сажая на Марс аппарат InSight, но тогда миссия кубсатов была проще).
План-перехват
В космос DART выведет ракета-носитель Falcon 9. Стартовое окно открывается 24 ноября 2021 года и продлится до февраля 2022-го. Аппарат должен прибыть к Дидиму в конце сентября 2022 года, а 2 октября пойти на таран. В этот момент расстояние между Дидимом и Землей будет всего 11 миллионов километров, его смогут наблюдать наземные телескопы. Для наблюдателя с Земли система астероидов затменная — Диморф периодически проходит впереди и позади Дидима и потому, отслеживая изменения яркости этого объекта, можно будет определить, изменилась ли орбита Диморфа после его столкновения с DART.
NASA / Johns Hopkins APL
Через два года после этого, в октябре 2024 года, к Дидиму отправится европейская межпланетная станция Hera. Она прибудет к астероидам в 2027 году и доставит к системе спутники-кубсаты APEX (Asteroid Prospection Explorer) и Juventas, последний в конце своей миссии сядет на Диморф. Аппараты, во-первых, подтвердят факт изменения орбиты Диморфа, а затем займутся исследованиями физических свойств астероидов: их состава, внутренней структуры, а также ландшафта — в том числе и ударного кратера от столкновения с DART.
Идет на таран: аппарат NASA полетел сбивать астероид
США запустили зонд-камикадзе для столкновения с астероидом Диморф
NASA запустило космический аппарат, который должен будет преднамеренно врезаться в астероид. Пуск был осуществлен с космодрома Ванденберг (Калифорния) на ракете Falcon 9 компании SpaceX. Его прямая трансляция велась на YouTube-канале NASA.
Миссия называется DART — Double Asteroid Redirection Test, тестовое перенаправление двойного астероида. Космический аппарат преодолеет миллионы километров, чтобы изменить орбиту небольшого космического тела.
«Это преднамеренное столкновение космического аппарата с куском камня, — поясняет Томас Зурбучен, заместитель главы Управления научных миссий NASA. — Мы пытаемся научиться отклонять угрозы». Дело в том, что несмотря на исчезающе малый шанс падения крупного астероида на Землю в обозримое время, NASA все равно весьма серьезно подходит к этой проблеме. Агентство идентифицировало и отследило почти все космические тела, которые гипотетически могут упасть на Землю в обозримом будущем и достаточно велики, чтобы не сгореть в атмосфере и причинить глобальный вред.
DART направляется к системе из двух астероидов, состоящей из Дидима и вращающегося вокруг него Диморфа, чей орбитальный период равен примерно 12 часам. Диаметр первого из них достигает 0,8 километров, а второго — всего 170 метров, и он является одним из самых маленьких астрономических объектов, обладающих собственным именем. Оба они вращаются по орбите вокруг Солнца и относятся к астероидам из группы аполлонов, представители которых регулярно пересекают орбиту Земли. Минимальная дистанция сближения Дидима с нашей планетой равна примерно 10 миллионам километров, а в настоящий момент он удален примерно на 480 миллионов километров.
Спустя почти год после запуска, в сентябре 2022 года, аппарат DART врежется в меньший астероид из пары, Диморф, и должен будет повлиять на его вращение вокруг более крупного Дидима. Автоматический зонд весит чуть более 500 килограмм, а его цель — 4,8 миллиарда килограмм.
«Это как врезаться на гольфкаре в пирамиду Хеопса, с той лишь разницей, что гольфкар будет нестись со скоростью 24 тысячи километров в час»,
Астрономы будут следить за последствиями столкновения с помощью телескопов. Кроме того, от основного аппарата за 10 дней до удара отделится LICIACube, 14-килограммовый спутник Итальянского космического агентства формата кубсат. Он отправит на Землю изображения получившегося кратера и обломков, сделанные с близкого расстояния.
Ученый обнаружил потенциально опасный летящий к Земле астероид
К Земле летит неизвестный потенциально опасный астероид. Об этом сообщили специалисты Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, передает «РИА Новости».
«Сотрудник ИПМ им. М. В. Келдыша РАН Еленин Леонид на снимках, полученных телескопом АС-32 Абастуманской обсерватории, обнаружил новый астероид, сближающийся с Землей», — говорится в сообщении.
Специалисты присвоили астероиду предварительное обозначение 2021 UL17. Он пролетает на расстоянии 18 млн км от Земли (к примеру, расстояние до Луны 380 тыс. км). Астероид виден как слабый объект 20-й звездной величины, отмечают ученые.
«На данный момент проводится уточнение траектории движения потенциально опасного объекта», — добавили в ИПМ им. М. В. Келдыша.
Ранее лаборатория реактивного движения NASA сообщила, что в декабре к Земле приблизится астероид размером с Эйфелеву башню.
Ближе всего к Земле астероид 4660 Nereus окажется 11 декабря. Он пролетит на расстоянии 3,9 млн км — это в десять раз больше, чем дистанция между Землей и Луной, уточнили специалисты.
Объект под названием 4660 Nereus получил классификацию как потенциально опасный астероид в связи с предположительными приближениями к Земле, сообщает информационный портал о космических объектах Space Reference.
Космический аппарат НАСА отправился сбивать астероид с орбиты
На схеме миссии DART показано попадание космического аппарата в спутник астероида (65803) Дидимос.
Иллюстрация NASA/Johns Hopkins APL.
DART, Диморф и Дидим в сравнении с другими крупными объектами. Перевод Вести.Ru.
Иллюстрация NASA.
Ракета SpaceX Falcon 9 успешно отправила космический аппарат DART (Double Asteroid Redirection Test, или «Тест перенаправления двойного астероида») с военной базы Ванденберг, расположенной неподалёку от города Ломпока в штате Калифорния.
Запуск произошёл 24 ноября 2021 года в 09:21 по московскому времени.
DART направляется к двойной системе астероидов Дидим. Эта парочка обращается вокруг Солнца сразу за пределами орбитальной траектории Земли.
Эта миссия поможет проверить, возможно ли отклонить астероид с его первоначальной траектории за счёт кинетической энергии врезающегося аппарата (удара). Цель состоит в том, чтобы столкнуть посылаемый в космос аппарат и увидеть, как от этого изменится орбита небесного тела.
Сразу отметим, что изменение орбиты никак не угрожает Земле. По крайней мере, в теории.
Этот пробный запуск даст специалистам понять, насколько реалистично отклонить космический объект, летящий навстречу Земле.
Космический аппарат прибудет к своей цели в период с конца сентября по начало октября 2022 года. Как только он доберётся до места назначения, DART направится в меньшего компаньона Дидима, луну Диморф.
После столкновения учёные на Земле смогут измерить эффективность контролируемого столкновения для отклонения потенциально опасного астероида.
Почему была выбрана именно эта система? Дидим — объект, сближающийся с Землей (ОСЗ), что означает, что он приближается к нашей планете на 1,3 астрономических единицы (или 194,5 миллиона километров). То есть он не угрожает нашей планете.
Учёные выбрали Дидим в качестве цели DART, потому что столкновение космического аппарата с Диморфом изменит орбиту этой луны вокруг большего тела. После удара исследователи смогут измерить изменения в орбитальных отношениях между Диморфом и Дидимом. Это поможет рассчитать, как лучше отклонять астероид от курса на столкновение с Землёй.
Дидим будет находиться примерно в 11 миллионах километров от Земли во время столкновения DART с Диморфом. Аппарат столкнётся с астероидом на скорости около 24 000 км/ч в период между 26 сентября и 1 октября 2022 года, сообщает НАСА.
Напомним, что китайские учёные предлагают похожую стратегию по борьбе с астероидной угрозой. Мы также писали о новом телескопе, который отследит астероиды, угрожающие Земле. Рассказывали мы и о том, что потенциально опасный астероид Апофис пока не представляет угрозы для нашей планеты.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Астроном оценил приближение потенциально опасного астероида к Земле
Сотрудник Пулковской астрономической обсерватории РАН Кирилл Масленников в пятницу, 12 ноября, прокомментировал сближение потенциально опасного астероида с Землей.
«Объект считается потенциально опасным, если он приближается к орбите Земли на расстояние менее 0,05 а.е. (примерно 7, 5 млн км) и его диаметр превышает 100–150 м. Астероид, про который сообщили в институте Келдыша, находится на расстоянии 18 млн км, и размер его несколько сотен метров», — рассказал «Известиям» Масленников.
Он отметил, что данный астероид также считается у астрономов потенциально опасным. По словам специалиста, дело в том, что через несколько оборотов этого астероида гравитационные возмущения могут измениться и привести объект ближе к Земле.
«Тогда появляется вероятность того, что он на нее (Землю. — Ред.) «упадет». В Солнечной системе миллионы астероидов, и около 30 тыс. из них иногда оказываются в некоторой близости к Земле. Так что неудивительно, что время от времени такие объекты обнаруживают и сообщают о них», — заключил Масленников.
Ранее в этот день институт прикладной математики имени Келдыша обнаружил летящий к Земле потенциально опасный астероид. Космическому объекту присвоено предварительное обозначение 2021 UL17. В четверг он пролетает на расстоянии 18 млн км от Земли, сообщил институт в своем аккаунте Instagram.
8 ноября в NASA сообщили, что астероид диаметром 300 м приблизится к Земле 11 декабря. Небесное тело пролетит на расстоянии около 3,9 млн км от планеты.
Объект под обозначением 4660 Nereus был открыт в 1982 году. Он уже имеет классификацию как потенциально опасный из-за риска большего сближения с Землей, чем расчетное расстояние.
В августе потенциально опасный астероид 2016 AJ193 пролетел мимо Земли на расстоянии 3,4 млн км. Это стало самым близким его приближением за несколько десятилетий.