26 сентября 2022 года НАСА Тест перенаправления двойного астероида (DART) столкнулся с астероидом Диморфос, спутником, вращающимся вокруг более крупного астероида Дидим. Целью этого испытания была оценка потенциальной стратегии планетарной защиты. Демонстрация показала, что кинетический ударник может изменить орбиту астероида, который потенциально может когда-нибудь столкнуться с Землей. Потенциально опасный астероид (PHA). Согласно новому исследованию НАСА, воздействие миссии DART изменило не только орбиту астероида, но и его форму!
Исследование возглавил Шантану П. Найду, инженер-навигатор из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Калифорнийском технологическом институте. К нему присоединились исследователи из обсерватории Лоуэлла, Университета Северной Аризоны (NAU), Университета Колорадо в Боулдере (UCB), Астрономического института Академии наук Чешской Республики и Университета Джона Хопкинса (JHU). Их статья «Орбитальные и физические характеристики диморфных астероидов после удара DART» появилась 19 марта в журнале Планетарный научный журнал.
Двойная система астероидов Дидим состоит из главной системы шириной 851 метр (2792 фута), на орбите которой находится сравнительно небольшой Диморфос. Последний был выбран в качестве цели для DART, поскольку любые изменения его орбиты, вызванные столкновением, можно было бы сравнительно легко измерить с помощью наземных телескопов. До того, как DART столкнулся с луной, она представляла собой сплюснутый сфероид диаметром 170 метров (560 футов) практически без кратеров. До столкновения луна вращалась вокруг Дидима с периодом 11 часов 55 минут.
Перед столкновением НАСА указало, что 73-секундное изменение орбитального периода Диморфоса является минимальным требованием для успеха. Предварительные данные показали, что DART превзошел этот минимальный контрольный показатель более чем в 25 раз. Как сказал Найду в пресс-релизе НАСА, удар также изменил форму луны:
«Когда DART добился успеха, все стало очень интересно. Орбита Диморфоса больше не круглая: период его обращения теперь на 33 минуты и 15 секунд короче. И вся форма астероида изменилась: от относительно симметричного объекта до «трехосного эллипсоида» — что-то больше похожего на продолговатый арбуз».
Найду и его команда объединили три источника данных со своими компьютерными моделями, чтобы определить, что случилось с астероидом после удара. Первыми были изображения Диморфоса, сделанные DART прямо перед столкновением, которые были отправлены обратно на Землю через сеть дальнего космоса НАСА (DSN). Эти изображения позволили команде оценить размеры Дидимоса и Диморфоса и измерить расстояние между ними. Вторым источником стал радар Солнечной системы Голдстоуна (GSSR), часть сети DNS, расположенной в Калифорнии и ответственной за исследование объектов Солнечной системы.
GSSR был одним из нескольких наземных инструментов, которые точно измеряли положение и скорость Диморфоса относительно Дидимоса после удара, что показало, насколько миссия значительно превзошла ожидания. Третий источник был предоставлен наземными телескопами по всему миру, которые измеряли изменения в количестве отраженной жизни (так называемые кривые блеска) обоих астероидов. Подобно тому, как астрономы отслеживают периодические падения звезд (которые могут указывать на транзитную планету), провалы в светимости Дидима связаны с прохождением Диморфа перед ним.
Сравнивая эти кривые блеска до и после удара, команда узнала, как DART изменил движение Диморфоса. Основываясь на этих источниках данных и их моделях, команда рассчитала, как развивался ее орбитальный период, и обнаружила, что теперь он слегка эксцентричен. Стив Чесли, старший научный сотрудник JPL и соавтор исследования, сказал:
«Мы использовали время этой точной серии провалов кривой блеска, чтобы определить форму орбиты, а поскольку наши модели были очень чувствительными, мы также смогли определить форму астероида. До удара события происходили регулярно, демонстрируя круговую орбиту. После удара были очень незначительные различия во времени, указывающие на то, что что-то было не так. Мы никогда не ожидали, что получим такую точность».
Согласно их результатам, удар DART сократил среднее расстояние между двумя астероидами примерно до 1152 метров (3780 футов) – ближе примерно на 37 метров (120 футов). Это также сократило орбитальный период Диморфоса до 11 часов 22 минут и 3 секунд — изменение на 33 минуты и 15 секунд. Эти результаты согласуются с другими независимыми исследованиями, основанными на тех же данных. Они пройдут дальнейшие испытания в ЕКА. Гера Миссия, старт которой запланирован на октябрь 2024 года, когда она облетит двойной астероид и проведет детальное исследование.
Дополнительная литература: НАСА
