Миссия НАСА, столкнувшаяся с астероидом, не просто оставила вмятину. Он изменил форму космического камня

В научно-фантастических и апокалиптических фильмах часто встречается идея о том, что астероид врезается в Землю и вызывает глобальные разрушения. Хотя вероятность такого рода массового вымирания на нашей планете невероятно мала, она не равна нулю.

Результаты миссии НАСА Dart к астероиду Диморфос были опубликованы в журнале Nature Astronomy. Они содержат увлекательные подробности о составе этого астероида и о том, сможем ли мы защитить Землю от приближающихся космических камней.

Испытание двойного перенаправления астероидов (Дарт) — это миссия космического корабля, запущенная в ноябре 2021 года. Его отправили к астероиду под названием Диморфос и дали команду столкнуться с ним в лоб в сентябре 2022 года.

Диморфос не представлял и не представляет никакой угрозы для Земли в ближайшем будущем. Но цель миссии заключалась в том, чтобы выяснить, возможно ли отклонение астероида от курса столкновения с Землей с помощью «кинетических» средств — другими словами, прямого воздействия рукотворного объекта на его поверхность.

Миссии на астероидах никогда не бывают легкими. Относительно небольшой размер этих объектов (по сравнению с планетами и лунами) означает, что здесь нет заметной гравитации, которая позволила бы космическому кораблю приземлиться и собрать образец.

В последнее время космические агентства запустили ряд космических кораблей к астероидам. Например, миссия Хаябуса-2 японского космического агентства (Jaxa) достигла астероида Рюгу в 2018 году, в том же году миссия НАСА Осирис-Рекс встретилась с астероидом Бенну.

Японские миссии «Хаябуса» (1 и 2) выпустили небольшой снаряд по поверхности при приближении к ней. Затем они собирали обломки, когда они пролетали мимо.

Столкновение на высокой скорости

Однако миссия «Дарт» была особенной тем, что ее отправили не для доставки образцов астероидного материала в лаборатории на Земле. Вместо этого он должен был на высокой скорости влететь в космическую скалу и в процессе быть уничтоженным.

Столкновение с астероидом на высокой скорости требует невероятной точности. Цель Дарта, Диморфос, на самом деле была частью двойной системы астероидов, известной как двойная, потому что меньший объект вращается вокруг большего. Эта двойная система содержала как Дидимус — больший из двух объектов, так и Диморфос, который ведет себя эффективно как луна.

Моделирование того, что произошло с Диморфосом, показывает, что, хотя мы могли бы ожидать увидеть на астероиде очень большой кратер от удара Дарта, более вероятно, что вместо этого он фактически изменил форму астероида.

Муравей сбил два автобуса

В результате столкновения астероид массой 580 кг столкнулся с астероидом массой около 5 миллиардов кг. Для сравнения, это эквивалентно столкновению муравья с двумя автобусами. Но космический корабль также движется со скоростью около 6 километров в секунду.

Результаты моделирования, основанные на наблюдениях за астероидом Диморфос, показали, что астероид теперь вращается вокруг своего более крупного спутника Дидимуса на 33 минуты медленнее, чем раньше. Его орбита увеличилась с 11 часов 55 минут до 11 часов 22 минут.

Изменение импульса ядра Диморфоса также выше, чем можно было бы предсказать исходя из прямого воздействия, что на первый взгляд может показаться невозможным. Однако астероид имеет довольно слабую конструкцию и состоит из рыхлых обломков, скрепленных силой тяжести. В результате удара с Диморфоса отлетело много материала.

Этот материал теперь движется в направлении, противоположном удару. Это действует как отдача, замедляя астероид.

Наблюдения за всем материалом с высокой отражающей способностью, выброшенным с Диморфоса, позволяют ученым оценить, какая его часть была потеряна с астероида. Их результат составляет примерно 20 миллионов килограммов, что эквивалентно примерно шести ракетам Сатурн-5 эпохи Аполлона, полностью загруженным топливом.

Объединение всех параметров вместе (масса, скорость, угол и количество потерянного материала) и моделирование воздействия позволило исследователям быть достаточно уверенными в ответе. Уверен не только в отношении размера зерен материала, поступающего с Диморфоса, но и в том, что астероид имеет ограниченное сцепление, и поверхность должна постоянно изменяться или переформировываться в результате незначительных ударов.

Но что это говорит нам о защите от удара астероида? Значительные недавние удары по Земле включают метеорит, который распался в небе над городом Челябинск, Россия, в 2013 году, и печально известный Тунгусский удар над отдаленной частью Сибири в 1908 году.

Хотя это не те события, которые способны вызвать массовые вымирания (например, 10-километровый объект, уничтоживший динозавров, когда он ударил по нашей планете 66 миллионов лет назад), потенциальный ущерб и гибель людей от более мелких объектов, таких как те, что находятся в Челябинск и Тунгуска очень высоки.

Миссия «Дарт» обошлась в 324 миллиона долларов США (255 миллионов фунтов стерлингов), что мало для космической миссии, и после завершения этапа ее разработки аналогичная миссия по отклонению астероида, направляющегося в нашу сторону, может быть запущена дешевле.

Большой переменной здесь является то, сколько предупреждений мы получим, потому что изменение орбиты на 30 минут — как это наблюдалось, когда Дарт столкнулся с Диморфосом — не будет иметь большого значения, если астероид уже находится очень близко к Земле. Однако, если мы сможем предсказать путь объекта издалека — желательно за пределами Солнечной системы — и внести небольшие изменения, этого может быть достаточно, чтобы отклонить путь астероида от нашей планеты.

Мы можем ожидать увидеть больше таких миссий в будущем не только из-за интереса к науке, связанной с астероидами, но и потому, что простота удаления материала с них означает, что частные компании, возможно, захотят активизировать свои идеи по добыче этих космических камней для драгоценные металлы.

Информация от: Разговором