ППО для астероїдів: удар апарата NASA DART змінив орбіту системи Дідімос

26 сентября 2022 года космический аппарат NASA Double Asteroid Redirection Test (DART) намеренно врезался в небольшой астероид в двойной системе Дидимос. Целью эксперимента было проверить, способен ли кинетический удар изменить траекторию потенциально опасного для Земли космического тела. Удар пришелся по 160-метровому спутнику астероида — Диморфос.

Результат появился почти сразу: период вращения Дыморфос вокруг более крупного астероида сократился на 33 минуты. Однако новые наблюдения показали, что эффект оказался более существенным. Удар фактически немного изменил орбиту всей двойной системы Дидимос вокруг Солнца.

Изменение орбиты Дидимоса

Обнаружить столь малое отклонение с расстояния в миллионы километров очень сложно. Команда исследователей под руководством Рахила Макадии из Университет Иллинойса Урбана-Шампейн использовала метод звездных покрытий. Когда астероид проходит перед далекой звездой, она на короткий момент исчезает. Фиксируя время этих «миганий» в разных точках Земли, астрономы могут очень точно определить положение космического тела.

С октября 2022 года по март 2025 года ученые зафиксировали 22 таких события для системы Димидос. К этому добавили почти 6000 наземных астрометрических измерений, накопленных за 29 лет, а также навигационные данные с аппарата NASA DART и радарные наблюдения.

После того, как команда исследователей получила достаточно измерений до и после столкновения DART, появилась возможность определить, как изменилась орбита Дидимоса.

Когда космический аппарат размером примерно с торговый автомат врезался в Диморфос со скоростью более 22 000 км/ч, скорость движения всей системы уменьшилась примерно на 11,7 микрометра в секунду. Это чрезвычайно малое значение, но со временем даже такой толчок может изменить траекторию астероида.

Анализ и эффект обломков

Существенную роль сыграла не только кинетическая энергия аппарата массой 500 кг. Удар выбросил в космос большое количество камней и пыли. Часть обломков покинула систему полностью, создав дополнительный реактивный импульс. Ученые называют это коэффициентом усиления импульса β. В случае DART его значение составило примерно 2. То есть обломки дали системе толчок, почти равный самому удару аппарата.

Анализ также позволил определить плотность обоих тел. Основной астероид Димидос оказался относительно плотным — примерно 2,6 т/м³, что соответствует типичным силикатным астероидам. Зато Диморфос имеет плотность всего 1,51 т/м³. Это означает, что он фактически состоит из рыхлой кучи камней, обломков и пыли с полостями внутри — так называемая «куча щебня».

Ученые считают, что спутник сформировался, когда Димидос миллиарды лет постепенно ускорял вращение из-за YORP-эффекта (явление изменения скорости вращения небольших астероидов неправильной формы под действием солнечного света) и начал выбрасывать материал со своего экватора. Из этого материала впоследствии образовался Диморфос.

Угрожает ли система Дидимос Земле

Несмотря на изменение орбиты, система Димидос не представляет опасности. Ближе всего она может приблизиться к Земле примерно на 15 расстояний до Луны, и этот параметр практически не изменился.

Окончательно проверить результаты миссии поможет космический аппарат European Space Agency Hera. Он должен прибыть в систему Димидос в 2026 году и провести детальные измерения непосредственно возле астероидов.