Обломки астероида, отклоненного в миссии DART, могут скоро достичь Земли и Марса
26 сентября 2022 года аппарат NASA's Double Asteroids Redirect Test (DART) столкнулся с Диморфосом, небольшим спутником, вращающимся вокруг более крупного астероида Дидим. При этом миссия успешно продемонстрировала предлагаемую стратегию отклонения потенциально опасных астероидов (ПОА) — метод кинетического удара.
К октябрю 2026 года миссия ЕКА «Гера» встретится с системой двойных астероидов и проведет детальное обследование Диморфоса после столкновения, чтобы убедиться в возможности повторения этого метода планетарной защиты в будущем.
Однако, хотя кинетический метод может успешно отклонять астероиды, чтобы они не угрожали Земле, он также может создавать обломки, которые могут достичь Земли и других небесных тел.
В недавнем исследовании международная группа ученых изучила, как этот ударный тест также дает возможность наблюдать, как этот мусор может когда-нибудь достичь Земли и Марса в виде метеоров. После проведения серии динамических симуляций они пришли к выводу, что выброс астероида может достичь Марса и системы Земля-Луна в течение десятилетия.
Исследовательскую группу возглавил доктор Элой Пенья-Асенсио, научный сотрудник группы Deep-space Astrodynamics Research and Technology (DART) Политехнического института Милана. К нему присоединились коллеги из Автономного университета Барселоны, Института космических наук (ICE-CSIS), входящего в состав Национального исследовательского совета Испании, Каталонского института космических исследований (IEEC) и Европейского космического агентства (ESA).
Статья, в которой подробно излагаются их выводы, опубликована на сервере препринтов arXiv и принята к публикации журналом The Planetary Science Journal.
В своем исследовании Пенья-Асенсио и его коллеги опирались на данные , полученные с помощью легкого итальянского спутника CubeSat для визуализации астероидов (LICIACube), который сопровождал миссию DART и стал свидетелем кинетического ударного испытания.
Эти данные позволили команде ограничить начальные условия выброса, включая его траекторию и скорость — от нескольких десятков метров в секунду до примерно 500 м/с.
Затем группа использовала суперкомпьютеры Центра навигации и вспомогательной информации НАСА (NAIF) для моделирования того, что произойдет с выбросом.
Эти симуляции отслеживали 3 миллиона частиц, созданных в результате столкновения миссии DART с Dimorphos.
«LICIACube предоставил важные данные о форме и направлении конуса выброса сразу после столкновения. В нашем моделировании частицы имели размер от 10 сантиметров до 30 микрометров, причем нижний диапазон представлял собой наименьшие размеры, способные производить наблюдаемые метеоры на Земле при современных технологиях. Верхний диапазон был ограничен тем фактом, что наблюдались только выброшенные фрагменты размером в сантиметр», - объясняет Пенья-Асенсио.
Результаты показали, что некоторые из этих частиц достигнут Земли и Марса в течение десятилетия или более, в зависимости от того, насколько быстро они будут двигаться после столкновения.
Например, частицы, выброшенные со скоростью ниже 500 м/с, могут достичь Марса примерно за 13 лет, тогда как те, что выброшены со скоростью выше 1,5 км/с, могут достичь Земли всего за семь лет. Однако их моделирование показало, что, скорее всего, пройдет до 30 лет, прежде чем какой-либо из этих выбросов будет замечен на Земле.
«Однако, судя по ранним наблюдениям, ожидается, что эти более быстрые частицы будут слишком малы, чтобы производить видимые метеоры», — сказал Пенья-Асенсио. «Тем не менее, продолжающиеся кампании по наблюдению за метеорами будут иметь решающее значение для определения того, создал ли DART новый (и созданный человеком) метеорный поток: Диморфиды. Кампании по наблюдению за метеорами в ближайшие десятилетия будут иметь последнее слово. Если эти выброшенные фрагменты Диморфоса достигнут Земли, они не будут представлять никакой опасности. Их небольшой размер и высокая скорость заставят их распасться в атмосфере, создав прекрасную светящуюся полосу в небе».
Пенья-Асенсио и его коллеги также отмечают, что будущие миссии по наблюдению за Марсом получат возможность наблюдать марсианские метеоры, когда фрагменты Дидима сгорят в его атмосфере.
В то же время их исследование предоставило потенциальные характеристики, которые будут иметь эти и любые будущие метеоры, сгорающие в нашей атмосфере. Это включает направление, скорость и время года, когда они прибудут, что позволяет четко идентифицировать любые «Диморфиды». Это часть того, что делает миссию DART и сопутствующие ей миссии уникальными.
В дополнение к проверке ключевой стратегии планетарной обороны, DART также предоставил возможность смоделировать, как выбросы, вызванные ударами, могут когда-нибудь достичь Земли и других тел в Солнечной системе.
«Уникальным аспектом миссии DART является то, что это контролируемый эксперимент по удару, т. е. удар, при котором свойства ударника (размер, форма, масса, скорость) точно известны. Благодаря миссии Hera мы также хорошо узнаем свойства цели, включая свойства места удара DART. Данные о выбросе поступили с LICIACube и наземных наблюдений после удара», - сказал соавтор исследования Михаэль Кюпперс. «Вероятно, нет другого удара в планетарном масштабе с таким количеством информации об ударнике, цели, образовании и раннем развитии выброса. Это позволяет нам тестировать и улучшать наши модели и законы масштабирования процесса удара и эволюции выброса. Эти данные предоставляют входные данные (местоположение источника, размер и распределение скоростей), используемые моделями эволюции выброса».