DART ( англ. Double Asteroid Redirection Test — «испытания перенаправления двойного астероида») — первый в истории успешный проект по изменению траектории астероидов и их перенаправлению, выполненный посредством запуска беспилотного управляемого космического аппарата к двойному околоземному астероиду Дидим и столкновение с его компонентом Диморф . Разработка выполнена Лабораторией прикладной физики Джонса Хопкинса и нескольких центров НАСА . Программа была выполнена для оценки проекта по защите Земли от планетарных ударов .

Аппарат был запущен с помощью ракеты-носителя Falcon 9 с космодрома Ванденберг в ночь на 24 ноября 2021 года . Столкновение с астероидом Диморф произошло 26 сентября 2022 года в 23:14 по Гринвичу .

Параметры

Первая миссия НАСА в сотрудничестве с ЕКА по перенаправлению астероидов была разработана Лабораторией прикладной физики Джонса Хопкинса и несколькими центрами НАСА: Центра космических полётов Годдарда , космического центра Джонсона , исследовательского центра Гленна и исследовательского центра Лэнгли. Инициирована для проверки технологий, которые смогли бы предотвратить столкновение опасных астероидов с Землёй.

Аппарат DART предназначался для проверки тexники « кинeтичecкoгo удapa » — cмeщения acтepoида с орбиты, поэтому руководитель проекта AIM, ЕКА , Иан Карнелл назвал его «кинетическим импактором » . Учёные создали и анализируют различные двумepные и тpёxмepные модели реализованных или планируемых в будущем cцeнapиев столкновения.

Аппарат DART намеренно врезался во второй астероид системы Дидим на скорости примерно 6,6 км/с с помощью сложного программного обеспечения для автономной навигации. Момент удара и кинетическое отклонение были успешно зафиксированы бортовой камерой DRACO. Столкновение ожидаемо привело к уничтожению летательного аппарата и изменению орбитального периода космического тела. Всего нескольких минут, за которые произошло разрушение аппарата, оказалось достаточно, чтобы в ходе процесса можно было провести непосредственные наблюдения и измерения различных параметров с помощью лёгкого итальянского спутника (он был запущен с аппарата для получения изображений астероидов ), телескопов и радаров на Земле . Спутник DART представляет собой короб размером примерно 1,2 × 1,3 × 1,3 метра, в состав которого включены другие конструкции. В результате развёртывания размеры спутника составили примерно 1,8 метра в ширину, 1,9 метра в длину и 2,6 метра в высоту. Космический корабль был оснащён двумя солнечными батареями; длина каждой в развёрнутом состоянии составляет 8,5 метра .

Международное сотрудничество НАСА и ЕКА получило название «Оценка удара и отклонения астероидов» ( англ. Asteroid Impact & Deflection Assessment, AIDA ). Проект AIDA также предполагал проверку четырёх основных стратегий миссии :

• уменьшение угрозы столкновения с астероидом;
• импульсное противодействие ядерному взрыву;
• постепенное изменение орбиты ближайшего массивного космического корабля (концепция «гравитационного трактора»);
• концепция «кинетического ударного элемента».

Система двойного лунного околоземного астероида, состоящая из двух астероидов — Дидим A, диаметром 780 метров и Дидим B диаметром в 160 метров (Диморф) — изучалась с 2003 года. Состав первого тела подобен составу многих встречавшихся ранее астероидов — скалистый объект S-типа , состав Диморфа пока не известен .

Двойной астероид Дидим схож по строению с двойным астероидом 1999 KW4 , который находится в Солнечной системе и пролетал мимо Земли 25 мая 2019 года на минимальном расстоянии в 5,2 миллиона километров. Его размер в поперечнике — около 1,3 км, скорость ^{[ прояснить ]} превышала 70 000 км/ч . Для сравнения — расстояние от планеты до Луны составляет 384 000 км .

Описание

Столкновение спутника DART и астероида Диморф дало возможность оценить, насколько работоспособна теория стратегии защиты от астероидов . К примеру, столкновение Земли и астероида диаметром около 300 метров в диаметре по мощности многократно превзойдёт всё ядерное оружие человечества. Челябинский метеорит диаметром 12—17 м взорвался на высоте 23 км. Полоса воздействия ударной волны на поверхности Земли составила около 130 километров в длину и 50 километров в ширину .

Результаты эксперимента показали, что удар успешно изменил траекторию полёта Диморфа, а его орбитальная скорость уменьшилась приблизительно на 0,4 мм/c. Небольшой толчок, полученный астероидом, оказался способен немного изменить траекторию полёта опасного для Земли тела, что со временем приведёт к большому изменению орбиты астероида. Он также может вызвать впоследствии поток метеоров искусственного происхождения .

Полёт спутника и процесс столкновения отслеживал искусственный спутник Light Italian Cubesat Итальянского космического агентства . Европейская миссия планирует запустить дополнительно еще следующий спутник. Он должен выйти на орбиту двойного астероида к 2026 году и зафиксировать массу астероида, его размеры и подробности разрушений, вызванных столкновением с DART .

DART был запущен на борту ракеты SpaceX Falcon 9 с базы ВВС Ванденберг . После отделения от ракеты-носителя и более года полёта он вышел на орбиту, когда система Дидим находилась в пределах 11 миллионов километров от Земли. Наблюдения с помощью наземных телескопов и планетарного радара успешно измерили изменение орбиты вокруг родительского тела, переданного с помощью бортовых систем после столкновения с Дидим B .

Удар тела вследствие эксперимента создал кратер и высвободил астероидный материал, часть которого выйдет за пределы космической системы Дидим. Поскольку ближайшая точка приближения двойного астероида к орбите Земли составляет всего 6 миллионов километров, что примерно в 16 раз больше расстояния Земля — Луна, какое-то количество выброшенного материала через неопределённое время попадёт на Землю, вызвав первый искусственно созданный метеоритный дождь . По мнению учёных, проект успешно стал тестовым примером человеческой деятельности в космосе на астероидах и оценкой риска столкновения астероидов с космическим кораблём . Исследователи уже сейчас могут производить изучение количества и времени доставки метеороидов в околоземное пространство. Моделирование ситуации предполагает, что большая часть космического материала, который будет выброшен в результате столкновения с DART и достигнет нашей планеты, может оказаться на Земле лишь через тысячи лет. Части астероида, выброшенные с максимальной скоростью, могут оказаться на траектории пересечения с Землёй почти немедленно. Учёные полагают, что это будут очень слабые потоки .

• 
  Схема воздействия DART на орбиту Диморфа
• 
  Схема концепции миссии AIDA
• 
  DART в представлении художника
• 
  DART в представлении художника

Данные непосредственных наблюдений столкновения показали, что выброс метеорного материала оказался даже более обильным и более быстрым, чем ожидалось ранее. Более мощные удары по астероидам могут создавать потоки метеороидов, превышающий поток, естественный для Солнечной системы , что возможно грозит последствиями для безопасности полётов космических аппаратов, как беспилотных, так и с космонавтами на борту .

Результаты эксперимента

Глава НАСА Билл Нельсон сообщил, что до удара Диморф совершал оборот вокруг Дидима за 11 часов 55 минут, а после — за 11 часов 23 минуты. Таким образом, время его обращения сократилось примерно на 32 минуты (возможная погрешность с разницей ±2). В НАСА указали, что это первый случай, когда человечество намеренно изменило движение небесного объекта .

См. также

• Защита от астероидов
• Дон Кихот (космический проект)
• Список первых посадок на небесные тела

Примечания