Дослідники вивчили хмару уламків, яка залишилася після того, як 2022 року в астероїд Діморф врізався апарат DART. Відомо, що їхня маса набагато перевищувала масу самого зонда.
Успішна місія LICIACube
11 вересня 2022 року інженери центру управління польотами в Турині, Італія, відправили радіосигнал у глибокий космос. Його призначенням був космічний апарат NASA DART (Double Asteroid Redirection Test), що летів до астероїда, віддаленого на понад 5 млн миль. Це повідомлення спонукало космічний апарат виконати серію заздалегідь запрограмованих команд, в результаті чого невеликий супутник розміром з коробку для взуття, наданий Італійською космічною агенцією (ASI) під назвою LICIACube, від’єднався від DART.
Через п’ятнадцять днів, коли подорож DART закінчилася навмисним лобовим зіткненням з астероїдом Діморф, що перебуває поблизу Землі, LICIACube пролетів повз астероїд, щоб зробити серію фотографій, надавши дослідникам можливість спостереження за першою у світі демонстрацією відхилення астероїда.
Вплив «купи уламків»
Після аналізу зображень LICIACube науковці NASA та ASI повідомляють у журналі The Planetary Science Journal, що в результаті зіткнення з астероїда вилетіло приблизно 35,3 млн фунтів (16 млн кг) пилу та каменів, уточнивши попередні оцінки, які базувалися на даних наземних та космічних спостережень.
Хоча уламки, що відлетіли від астероїда, становили менш ніж 0,5 % його загальної маси, вони все одно були в 30 000 разів більшими за масу космічного апарата. Вплив уламків на траєкторію Діморфоса був драматичним: незабаром після зіткнення команда DART визначила, що летючі уламки надали Діморфосу імпульс, у кілька разів сильніший за удар самого космічного апарата.
Важливим висновком із місії DART є те, що невеликий легкий космічний апарат може кардинально змінити траєкторію астероїда, схожого за розміром і складом на Діморфос, який є астероїдом типу «купа уламків» — тобто пухким, пористим скупченням скельних матеріалів, слабо пов’язаних між собою силою тяжіння.
«Ми припускаємо, що багато астероїдів, які наближаються до Землі, мають структуру, схожу на структуру Діморфоса, — сказав Дейв Гленар, планетолог з Університету Мериленду в окрузі Балтимор, який брав участь у дослідженні. — Тому цей додатковий поштовх від хмари уламків є надзвичайно важливим фактором, який слід враховувати під час створення майбутніх космічних апаратів для відхилення астероїдів від Землі».
Зміна орбіти Діморфа
NASA обрала Діморф, який не становить загрози для Землі, як ціль місії через його зв’язок з іншим, більшим астероїдом на ім’я Дідім. Діморф обертається навколо Дідіма у подвійній астероїдній системі, подібно до того, як Місяць обертається навколо Землі. Важливо, що положення пари відносно Землі дозволило астрономам виміряти тривалість орбіти Місяця до і після зіткнення.
Наземні та космічні спостереження показали, що DART скоротив орбіту Діморфа на 33 хвилини. Але ці спостереження з великої відстані, зроблені з відстані 6,8 млн миль (10,9 млн км), були занадто віддаленими, щоб підтримати детальне дослідження уламків від удару. Це було завданням LICIACube.
Дослідження хмари уламків на зображенні
Дослідницька група вивчила серію з 18 зображень LICIAcube. Перші зображення в послідовності показували прямий підхід LICIACube. З цього кута хмара була яскраво освітлена прямим сонячним світлом. Коли космічний апарат пролітав повз астероїд, його камера поверталася, щоб хмара залишалася в полі зору.
Коли LICIACube озирнувся на астероїд, сонячне світло проникало крізь щільну хмару уламків, і яскравість шлейфу згасла. Це свідчило про те, що шлейф складався переважно з великих частинок — діаметром близько міліметра або більше, — які відбивають менше світла, ніж дрібні пилові зерна.
Прихований матеріал у щільній хмарі
Оскільки внутрішні частини хмари були настільки щільними, що повністю закривали огляд, науковці використовували моделі для оцінки кількості частинок, які були приховані від погляду. Дані про інші астероїди, що складаються з уламків, включаючи фрагменти Бенну, доставлені на Землю в 2023 році космічним апаратом OSIRIS-REx NASA, а також лабораторні експерименти допомогли уточнити оцінку.
«Ми підрахували, що цей прихований матеріал становив майже 45 % від загальної маси хмари», — сказав Тімоті Стаббс, планетолог з NASA, який брав участь у дослідженні.
Хоча DART продемонстрував, що зіткнення з космічним апаратом на великій швидкості може змінити траєкторію астероїда, Стаббс і його колеги зазначають, що різні типи астероїдів, наприклад, ті, що складаються з міцнішого, більш щільного матеріалу, можуть по-різному реагувати на удар, подібний до DART.
За матеріалами phys.org
