Оригинал материала
Дартс в открытом космосе
Как уже всем известно, во вторник, 27 сентября, аппарат DART столкнулся с астероидом Диморф, спутником другого астероида Дидим.
Конечно, официально эта миссия началась в прошлом году 24 ноября, но если смотреть несколько шире, то всё началось немного раньше, примерно 5 млрд лет тому назад, когда в глубине газопылевого облака начала формироваться протозвезда, известная сейчас как Солнце. Вокруг него, зародившись из планетезималей, начала свой путь наша Земля. Все эти долгие годы наша планета подвергалась нещадной бомбардировке всевозможными объектами из космического пространства. Вплоть до, как считается, столкновения с объектом размером с Марс, что привело к образованию Луны.
Со временем частота падения и крупность снижалась, но это не особо помогло динозаврам, когда примерно 65 млн лет назад крупный астероид врезался в земную поверхность. Он не был единственной причиной, по которой вымерли крупные динозавры, но стал одним и факторов, приведших к их гибели. К счастью, не всех. Некоторые виды выжили и даже сохранились до наших дней и обеспечивают наш утренний омлет.
Также, к счастью, падение в те далекие годы крупного, и, возможно, не единственного астероида привело к тому, что сейчас начал процветать класс млекопитающих. Как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло. И так получилось, что один из видов эволюционно приобрел разумность, назвал себя человеком и начал более осознано воспринимать окружающую действительность. Для лучшего восприятия появились даже специальные люди, которые, назвав себя учеными, принялись тыкать палочками в эту действительность. А так как изначально понимания было не много, то не сразу разобрались с некоторыми событиями. В то, что из космоса могут падать камни, изначально не верили. Так, например, Парижская академия наук отказывалась принимать и рассматривать сообщения о падениях камней с неба. Ученым того времени более логичной казалась версия о грозовых камнях. Якобы хондриты появляются из-за молнии. Но позже все-таки пришлось признать, что из космоса на Землю постоянно падают камни. Причем разной крупности.
И когда пришло понимание того, что однажды на Землю может упасть такой камешек, что сможет вызвать катастрофу планетарного масштаба, то ученых стала очень сильно волновать тема астероидно-кометной опасности (АКО), а Голливуд начал снимать кино. Кстати, киношникам большое спасибо: они очень много сделали для популяризации темы АКО.
Ну и началась работа — Американский институт аэронавтики и космонавтики опубликовал в 1990 году меморандум, призывающий к изучению астероидной опасности и способов предотвращения столкновений.
В июне 1991 года в США было проведено Международное совещание «The Near-Earth Object Detection Workshop» («Рабочее совещание по проблеме обнаружения объектов, сближающихся с Землей»).
В 1994 году NASA получило новую директиву Конгресса США по осуществлению возможно более полной каталогизации опасных астероидов и комет размерами свыше 1 км.
Проект наблюдения «Космическая стража» (Spaceguard Survey) под эгидой NASA стартовал в 1998 году. На его реализацию было выделено более 50 млн долл.
В августе 1991 года XXI Генеральная ассамблея Международного астрономического союза (МАС), проходившая в Буэнос-Айресе, приняла специальную резолюцию в поддержку исследования астероидной опасности и организовала рабочую группу по объектам, сближающимся с Землей, из представителей ряда комиссий МАС. В резолюции Генеральной ассамблеи МАС содержится призыв к астрономам принять участие в изучении потенциальной угрозы от сближающихся с Землей астероидов и комет, а к странам-членам МАС — кооперировать имеющиеся инструменты и материальные ресурсы для открытия новых и слежения за известными астероидами, сближающимися с Землей.
В последние годы осознание этой угрозы привлекало к ней всё больше внимания научных, общественных и правительственных кругов многих государств мира. Наряду с проведением специальных научных конференций, проблемы АКО рассматривались и на уровне ООН.
Интерес к тематике астероидно-кометной опасности подстегнул Челябинский метеорит, наглядно продемонстрировавший опасность падения достаточно крупного небесного тела в местах с высокой плотностью населения. И это уже был не голливудский блокбастер.
В итоге во многих странах были приняты меры к рассмотрению проблемы АКО и поиску и разработке идей по предотвращению столкновений с метеоритами и астероидами. Одной из идей стала разработка технологии «кинетического удара» или «кинетического импактора» — смещения астероида с орбиты за счет удара специально направленного космического аппарата.
Так родилась программа AIDA — международное сотрудничество NASA и ESA, которое получило название «Оценка удара и отклонения астероидов» (Asteroid Impact & Deflection Assessment). А в рамках этой программы уже родился проект DART.
Что такое DART? Первый в истории проект по изменению траектории астероидов и их перенаправлению, предполагающий запуск беспилотного управляемого космического аппарата к двойному околоземному астероиду Дидим и столкновение с его спутником Диморфом. Разработка Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и нескольких центров NASA. Программа осуществляется для оценки проекта по защите Земли от планетарных ударов.
Аппарат весом в 550 кг был запущен с помощью ракеты-носителя Falcon 9 с космодрома Ванденберг (штат Калифорния) в ночь на 24 ноября 2021 года. Столкновение с астероидом Диморф произошло в 02:15 27 сентября по московскому времени.
Первоначально ESA и NASA имели независимые планы миссии по тестированию стратегии отклонения астероидов, но уже к 2015 году они начали сотрудничество в рамках программы AIDA с участием двух отдельных запусков космических аппаратов, которые должны были работать совместно. Согласно этому предложению, европейский космический аппарат AIM должен был быть запущен в декабре 2020 года, а DART — в июле 2021 года. AIM должен был выйти на орбиту вокруг более крупного астероида, чтобы изучить его состав и состав его спутника. Затем DART должен был столкнутся со спутником астероида в октябре 2022 года во время сближения с Землей.
Но миссия AIM была отменена, и вместо нее вместе с миссией DART был отправлен миниатюрный итальянский кубсат LICIACube, первый чисто итальянский космический аппарат в дальнем космосе.
В итоге всё прекрасно получилось — аппарат успешно поразил цель. Весь мир наблюдал за этим благодаря организованной NASA трансляции. За столкновением следили как профессионалы (например, система ATLAS и телескоп «Джеймс Уэбб»), так и астрономы-любители, наводнившие своими снимками социальные сети.
Так что ж в итоге? Пока ничего, кроме самого факта столкновения. Моделирование столкновения давало расчетное снижение скорости астероида на 0,4 мм/с, что должно привести к уменьшению орбитального обращения примерно на 10 минут. Более подробно о результатах станет известно после того, как к астероиду будут запущена вторая очередь исследовательских аппаратов. В конце 2024 года, предположительно в октябре, состоится запуск аппарата HERA с кубсатами на борту. С помощью этих небольших космических аппаратов будут собраны данные об астероиде и результатах столкновения зонда DART с его спутником.
Аппарат Hera планируется запустить при помощи ракеты-носителя Ariane 6 с космодрома Куру во Французской Гвиане.
Цели HERA следующие:
1. Измерить массу Диморфа, чтобы полностью определить эффективность передачи импульса от удара DART.
2. Подробно изучить кратер, образовавшийся от столкновения с DART, чтобы лучше понять процесс образования кратера и механизмы, с помощью которых образование кратера влияет на эффективность передачи импульса.
3. Пронаблюдать тонкие динамические эффекты (например, либрацию, вызванную ударом, орбитальное и спиновое вращение и его изменения), которые трудно обнаружить удаленным наблюдателям.
4. Охарактеризовать поверхность и внутреннюю часть Диморфа, которые сильно влияют на реакцию на удар, чтобы можно было масштабировать эффективность передачи импульса различным астероидам, а также выполнить ряд многочисленных других исследовательских работ, связанных с изучением астероидов.
Так что первый акт под названием «Вдарим Дартом по скале» окончен. Сейчас небольшой антракт и ждем звонка, приглашающего ко второму акту «HERA, посмотри, что мы там начудили». Интереснейшая и увлекательная космодрама «Люди vs Астероиды» еще не окончена.
Алексей Кудря