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

26 вересня 2022 року космічний апарат NASA Double Asteroid Redirection Test (DART) навмисно врізався у невеликий астероїд у подвійній системі Дідімос. Метою експерименту було перевірити, чи здатний кінетичний удар змінити траєкторію потенційно небезпечного для Землі космічного тіла. Удар припав по 160-метровому супутнику астероїда — Діморфос.

Результат з’явився майже одразу: період обертання Дыморфос навколо більшого астероїда скоротився на 33 хвилини. Однак нові спостереження показали, що ефект виявився суттєвішим. Удар фактично трохи змінив орбіту всієї подвійної системи Дідімос навколо Сонця.

Зміна орбіти Дідімос

Виявити настільки мале відхилення з відстані у мільйони кілометрів дуже складно. Команда дослідників під керівництвом Рахіла Макадії з Університет Іллінойсу Урбана-Шампейн використала метод зоряних покриттів. Коли астероїд проходить перед далекою зіркою, вона на короткий момент зникає. Фіксуючи час цих “миготінь” у різних точках Землі, астрономи можуть дуже точно визначити положення космічного тіла.

З жовтня 2022 року до березня 2025 року вчені зафіксували 22 такі події для системи Дімідос. До цього додали майже 6000 наземних астрометричних вимірювань, накопичених за 29 років, а також навігаційні дані з апарата NASA DART і радарні спостереження.

Після того, як команда дослідників отримала достатньо вимірювань до і після зіткнення DART, з’явилась можливість визначити, як змінилася орбіта Дідімоса.

Коли космічний апарат розміром приблизно з торговий автомат врізався у Діморфос зі швидкістю понад 22 000 км/год, швидкість руху всієї системи зменшилася приблизно на 11,7 мікрометра за секунду. Це надзвичайно мале значення, але з часом навіть такий поштовх може змінити траєкторію астероїда.

Аналіз та ефект уламків

Суттєву роль відіграла не лише кінетична енергія апарата масою 500 кг. Удар викинув у космос велику кількість каміння і пилу. Частина уламків покинула систему повністю, створивши додатковий реактивний імпульс. Вчені називають це коефіцієнтом підсилення імпульсу β. У випадку DART його значення склало приблизно 2. Тобто уламки дали системі поштовх, майже рівний самому удару апарата.

Аналіз також дозволив визначити щільність обох тіл. Основний астероїд Дімідос виявився відносно щільним — приблизно 2,6 т/м³, що відповідає типовим силікатним астероїдам. Натомість Діморфос має щільність лише 1,51 т/м³. Це означає, що він фактично складається з пухкої купи каміння, уламків і пилу з порожнинами всередині — так звана “купа щебню”.

Вчені вважають, що супутник сформувався, коли Дімідос мільярди років поступово прискорював обертання через YORP-ефект (явище зміни швидкості обертання невеликих астероїдів неправильної форми під дією сонячного світла) і почав викидати матеріал зі свого екватора. З цього матеріалу згодом утворився Діморфос.

Чи загрожує система Дідімос Землі

Незважаючи на зміну орбіти, система Дімідос не становить небезпеки. Найближче вона може наблизитися до Землі приблизно на 15 відстаней до Місяця, і цей параметр практично не змінився.

Остаточно перевірити результати місії допоможе космічний апарат European Space Agency Hera. Він має прибути до системи Дімідос у 2026 році та провести детальні вимірювання безпосередньо біля астероїдів.