Космическая угроза считается одной из самых потенциально опасных для человечества. Несмотря на редкость подобных явлений, НАСА насчитала как минимум 2 тыс. астероидов в Солнечной системе, потенциально опасных для Земли. При этом ученые признают, что могут наблюдать только небольшую часть космических объектов такого типа из-за сложности обнаружения, а небольшие астероиды можно опознать только в совсем небольшом расстоянии от Земли. «Хайтек» изучил самую крупную миссию НАСА по защите Земли от астероидов и метеоритов DART (Double Asteroid Redirection Test).
Одним из самых опасных для Земли астероидов ученые называют 500-метровый Бенну, который находится сейчас на расстоянии около 120 млн км от нашей планеты. По данным НАСА, шансы на столкновение Бенну с Землей составляют 1 из 2,7 тыс. — это самый большой показатель среди астероидов. При этом орбиты Бенну и Земли пересекутся в промежуток между 2169 и 2199 годами, а космическое агентство уже занимается изучением астероида с помощью зонда OSIRIS-REx. Подробнее об этой миссии «Хайтек» рассказывал в своем большом материале.
Планетарная защита Земли
Миссия по тестированию двойного перенаправления астероидов DART разрабатывается практически всеми важнейшими подразделениями НАСА: Лабораторией прикладной физики (APL), Лабораторией реактивного движения (JPL), Центром космических полетов Годдарда (GSFC), Космическим центром Джонсона (AO), Исследовательским центром Гленна (GRC) и Исследовательским центром Лэнгли (LRC). В разработке DART принимают участие все стратегические подразделения агентства.
Инженерами НАСА миссия DART позиционируется как «планетарная защита Земли от удара космического тела». Тестироваться технология будет в 2021 году, когда НАСА запустит в космос первый зонд для столкновения с астероидом. DART будет работать именно на кинетической энергии для изменения его орбиты или, в крайнем случае, разделение на несколько более мелких объектов. Есть шанс, что они могут просто сгореть в атмосфере Земли.
Запуск DART состоится 22 июля 2021 года с помощью ракеты-носителя Falcon 9 космической компании SpaceX с базы ВВС США Ванденберг. НАСА уже несколько раз меняла свои планы по запуску, однако сейчас оборудование зонда проходит финальные испытания и тестирование идет успешно.
Тестирование на астероиде
Основной целью DART станет двойной околоземной астероид (65803) Дидим, состоящий из основного тела диаметром около 800 м и спутника диаметром более 160 м. Несмотря на то, что Дидим не представляет никакой опасности для Земли, на минимальное расстояние к нам он приблизился в 2003 году и пролетел на дистанции в 7,18 млн км. В 2023 году состоится еще один тесный пролет Дидима на расстоянии в 5 млн км. Расстояние от планеты до Луны составляет 384 тыс. км.
Благодаря своей орбите Дидим является одним из самых легкодоступных для старта в Земли космических зондов. Согласно расчетам, для перехода с околоземной орбиты на орбиту астероида необходима скорость всего 5,1 км/с. При этом даже для достижения Луны космическим кораблям необходима скорость как минимум 6 км/с.
Столкновение DART произойдет даже не с самим 800-метровым астероидом, а с его луной. Планируется, что зонд перехватит спутник 22 сентября 2022 года на расстоянии около 11 млн км от Земли. В это же время должно произойти столкновение DART с космическим объектом. За этим ученые будут следить как в земные телескопы, так и с помощью европейского спутника Hera, он отправится к астероиду специально для анализа процесса столкновения.
С помощью столкновения должна измениться скорость спутника Дидима, с которой он вращается вокруг материнского тела. Изменение составит всего долю процента, однако этого будет достаточно, чтобы наблюдать за изменениями в поведении астероида и за сменой его орбиты с помощью телескопов Земли.
В 2021 году — после запуска с Земли — DART откроет свои развертываемые солнечные батареи ROSA для сбора солнечной энергии. Она необходима для работы электрической двигательной установки NEXT-C. Размер солнечных батарей составит 8,6 м в длину и 2,6 в ширину каждая. DART будет работать на инновационном ксеноновом или ионном двигателе. Его долгосрочное тестирование является второй целью для запуска миссии.
Скорость столкновения DART со спутником астероида составит примерно 6,6 км/с. Весь процесс от полета до приближения к спутнику команда НАСА будет наблюдать с помощью бортовой камеры DRACO и нескольких исследовательских датчиков, а управляться зонд будет специально созданной навигационной системой.
Ученые отмечают, что столкновение с 500-килограммовым спутником приведет изменению скорости вращения луны астероида на 0,4 мм/с. Этот небольшой, казалось бы, показатель, изменит орбитальную скорость Дидима на 10 минут. На протяжении миллионов километров кумулятивное изменение траектории позволит астероиду радикально поменять свою орбиту относительно земной, надеются физики.
Многие ученые положительно относятся к миссии DART. По словам планетолога из Университета Джона Хопксинса Нэнси Чебот, миссия станет редчайшим случаем, когда человечество будет не изучать прошлое Вселенной, «а менять его будущее».
Помимо миссии DART и исследования астероида Бенну, существует еще несколько проектов по созданию потенциальной защиты Земли от столкновения с астероидами. Например, недавно десяткам обсерваторий по всему миру удалось даже протестировать совместную работу при возможном столкновении. В 2017 году к Земле приблизился астероид 2012 ТС4. На нем НАСА вместе с исследователями проводило учения, имитирующие различные аспекты столкновения с астероидами — отклонение от курса, эвакуацию жителей и действия в случае стихийных бедствий.