У тактики НАСА по защите Земли от астероидов посредством направления к ним космических аппаратов для корректировки орбиты выявлен недостаток — или, скорее, немаловажный фактор, который надлежит учитывать.
Когда космический аппарат миссии DART столкнулся с астероидом Диморфос, на первом этапе удара его солнечные панели задели и разрушили два крупных валуна на поверхности, обломки которых разлетелись в двух направлениях. Согласно новому анализу, опубликованному в The Planetary Science Journal, этот выброс создал достаточный импульс, чтобы придать Диморфосу дополнительный толчок, помимо прямого кинетического воздействия.
DART (Double Asteroid Redirection Test) врезался в астероид размеров 170 метров 26 сентября 2022 года. Удар сократил орбиту Диморфоса вокруг Дидима, его более крупного компаньона, примерно на 32 минуты. Целью миссии было доказать, что мы можем отклонять опасные астероиды, если они будут угрожать Земле.
Однако теперь выясняется, что отклонение астероидов — задача куда более сложная, нежели простое применение грубой силы.
DART нес на борту итальянский кубсат LICIACube. Перед столкновением он отделился, чтобы запечатлеть последствия удара. Помимо общего облака пыли, LICIACube зафиксировал два скопления камней размером от 40 см до 7,2 м, разлетавшихся от точки удара. Последующие наблюдения космического телескопа «Хаббл» подтвердили их наличие.
«Мы увидели, что камни не разбросало хаотично. Вместо этого они были сгруппированы в два довольно четких скопления с отсутствием материала между ними. Это означает, что здесь действует какой-то неизвестный фактор», — пояснил астроном Тони Фарнхем из Мэрилендского университета, ведущий автор нового исследования.
Более того, эти два скопления камней придали астероиду импульс, более чем втрое превышающий полученный им от самого космического аппарата DART.
Снимки последствий столкновения DART с Диморфом, сделанные LICIACube всего через несколько минут после события, на которых видны образовавшиеся в результате выбросы обломков.
«Нам удалось отклонить астероид, изменив его орбиту. Исследование показывает, что, хотя основное изменение стало следствием прямого удара DART, выброшенные камни дали дополнительный толчок, почти равный по силе. Этот дополнительный фактор меняет физику, которую нужно учитывать при планировании подобных миссий», — заметил Фарнхем.
Двадцать лет назад, когда НАСА намеренно направило аппарат Deep Impact на столкновение с кометой 9P/Темпеля, он попал в относительно гладкую поверхность, что привело к образованию равномерного и непрерывного выброса, а не отдельных групп крупных обломков. В отличие от 9P/Темпеля, поверхность Диморфоса более неровная и усеяна крупными валунами.
Профессор астрономии и геологии Джессика Саншайн из Мэрилендского университета, работавшая над обеими миссиями, уверена: она знает, что произошло при ударе DART.
«Солнечные панели DART, вероятно, задели два крупных валуна — Атабаку и Бодран — на астероиде [за мгновение до удара корпуса аппарата], — поделилась профессор. — Есть основания полагать, что южное скопление [разлетевшихся обломков], скорее всего, состоит из фрагментов Атабаки — валуна радиусом 3,3 метра».
Это южное скопление содержало 70% выброшенных фрагментов и двигалось с высокой скоростью — до 52 м/с — под малыми углами к поверхности. Одного этого выброса могло быть достаточно, чтобы наклонить орбитальную плоскость Диморфоса вокруг Дидима на целый градус.
Сравнивая Deep Impact и DART, становится очевидно, что объекты с разными свойствами могут по-разному реагировать на удар. Эти различия станут критически важными, если нам действительно придется отклонять опасный астероид или комету, поскольку ошибка, вызванная непониманием влияния поверхности на выброс обломков, может привести к катастрофе.
«Если астероид движется к нам, и нам нужно сместить его на определенное расстояние, чтобы избежать столкновения с Землей, все эти нюансы становятся крайне важными. Это как игра в космический бильярд. Мы можем промахнуться, если не учтем все переменные», — резюмировала Саншайн.
Чтобы узнать больше и подтвердить изменения, вызванные выбросом валунов, автоматическая межпланетная станция Европейского космического агентства «Гера» посетит систему Дидим—Диморфос в 2026 году. Ей придется следить за валунами и другим обломками, образовавшимися после удара DART, которые могут представлять угрозу для самой «Геры».
