2022. gadā NASA iesita kosmosa kuģi asteroīdā, lai noskaidrotu, vai tas varētu mainīt savu orbitālo periodu ap vecāku asteroīdu. Misija, saukta par dubultā asteroīdu novirzīšanas testu (DART), bija paredzēta, lai noteiktu, vai cilvēce teorētiski varētu sevi izglābt no katastrofiskas asteroīda ietekmes.
Darts 2022. gada 26. septembrī sadūrās ar Dimorphos, mazu mēness, kas riņķo ap lielāku asteroīdu, ko sauc par Didymos. Trieciena rezultāti pūta NASA cerības no ūdens, saīsinot Dimorphos orbītas periodu par 32 minūtēm. Šādas izmaiņas būtu vairāk nekā pietiekamas, lai novirzītu bīstamu asteroīdu promenade no Zemes, norādot, ka šī stratēģija – kinētiskā trieciena tehnika – varētu mūs izglābt. Tomēr jauni pētījumi sarežģī šo veiksmes stāstu. Izmeklēšana par atlikušo gružu šautriņu liecina, ka šī tehnika, ja to piemēro planētu aizsardzībai, nav tik vienkārša, kā sākotnēji domāja zinātnieki.
“Mums izdevās novirzīt asteroīdu, pārvietojot to no tās orbītas,” sacīja pētījuma vadošais autors Tonijs Farnhams, Merilendas universitātes pētniecības astronoms paziņojumsApvidū “Mūsu pētījums rāda, ka, lai arī šautu kuģu šautuves tiešā ietekme izraisīja šīs izmaiņas, izmestie laukakmeņi deva papildu sitienu, kas bija gandrīz tikpat liels. Šis papildu faktors maina fiziku, kas mums jāņem vērā, plānojot šāda veida misijas.” Farnhams un viņa kolēģi publicēja savus atklājumus Planētas zinātnes žurnāls 4. jūlijā.
Dimorphos ir “gruvešu kaudzes” asteroīds, brīva materiāla, piemēram, iežu, oļu un laukakmeņu, kas tur kopā ar gravitācijas turēšanu. Šis pētījums attiecas tikai uz šāda veida asteroīdiem. Ja Darts būtu sadūries ar saskaņotāku, cietu ķermeni, ietekme nebūtu radījusi šos savādos efektus. Tomēr galaktikā ir daudz citu gruvešu kaudzes asteroīdu, tāpēc ir svarīgi saprast, kā viņi reaģē uz kinētisko trieciena paņēmienu.
Pētnieki analizēja Itālijas kosmosa aģentūras satelīta LiCiacube attēlus, kas tika uzstādīti uz šautriņu kosmosa kuģiem. Apmēram divas nedēļas pirms ietekmes, Liaciacube atdalīts un sāka sekot apmēram trīs minūtes aiz kosmosa kuģiem, ļaujot satelītam staru sadursmes attēlus un tā iedarbību atpakaļ uz Zemi. Papildus tam, ka tika novērots, ka krātera šautriņa, kas iesita dimorfosa virsmā, liaciacube uztvēra izgrūda plūmi vai no asteroīda izspiestā gružu mākonis, kad Dart to trāpīja.
Šie attēli ļāva Farnham un viņa kolēģiem izsekot 104 laukakmeņiem, kuru platums ir no 1,3 līdz 23,6 pēdām (0,4 līdz 7,2 metriem). Akmeņi no asteroīda izšāva ar ātrumu līdz 116 jūdzēm stundā (187 kilometri stundā). Savādi, ka šo izmesto atlūzu sadalījums nebija nejaušs, izaicinot pētnieku cerības.
“Mēs redzējām, ka laukakmeņi nav nejauši izkaisīti kosmosā,” sacīja Farnhams. “Tā vietā viņi tika sagrupēti divās diezgan atšķirīgās grupās ar materiālu neesamību citur, kas nozīmē, ka šeit darbojas kaut kas nezināms.”
Lielāks no divām kopām, kurās bija 70% gružu, lielā ātrumā un seklos leņķos nošāva uz dienvidiem no asteroīda. Pētnieki uzskata, ka šie objekti nāca no konkrēta dimorfosa avota – iespējams, divi lieli laukakmeņi, kurus sauca par Atabaque un Bodhran, kas sadragāja, kad Darta saules paneļi tajos iesita brīžos pirms kosmosa kuģa galvenā korpusa.
Kad komanda salīdzināja šo rezultātu ar NASA dziļo ietekmes (epoxi) misiju, kas caurumots Zonde komētā, lai izpētītu tās iekšējo struktūru, gružu sadalījumam bija lielāka jēga. Kamēr dziļā trieciena trāpījums ir virsma, kas sastāv no ļoti mazām, vienveidīgām daļiņām, Dart trāpīja ar akmeņainu virsmu, kas pildīta ar lieliem laukakmeņiem. Tas “izraisīja haotiskas un pavedienu struktūras tās izgrūda modeļos”, Merilendas universitātes astronomijas un ģeoloģijas profesore, kas kalpoja par galveno izmeklētāju dziļas ietekmes dēļ, līdzautore Džesika Sunshine, kas kalpoja par galveno pētnieci dziļas ietekmes dēļ.
“Šo divu misiju salīdzināšana blakus dod mums šo ieskatu par to, kā dažādu veidu debess ķermeņi reaģē uz ietekmi, kas ir būtiska, lai nodrošinātu, ka planētu aizsardzības misija ir veiksmīga,” viņa sacīja.
104 izmestie laukakmeņi pārvadāja kopējo kinētisko enerģiju, kas vienāda ar 1,4% no šautriņu kosmosa kuģa enerģijas, un 96% no šīs enerģijas tika novirzīti uz dienvidiem, kas atspoguļo “nozīmīgu impulsa ieguldījumu, kas netika ņemts vērā orbitāles perioda mērījumos”, pētnieku ziņojumā teikts. Atkritumu spēks, kas eksplodē no dimorfos, pēc Darta trieciena varēja būt līdz vienai pakāpei noliekt asteroīda orbitālo plakni, potenciāli izraisot tā kļūdu telpā.
“Tādējādi pilnīga impulsa uzskaite visos virzienos un izpratne par virsmas laukakmeņu lomu sniegs labākas zināšanas par to, kā ietekmes specifika varētu mainīt – samazināt vai pastiprināt – kinētiskā ietekmes sekas,” raksta pētnieki.
Astronomiem ir kataloģisks Aptuveni 2500 potenciāli bīstamie asteroīdi mūsu galaktikas stūrī. Tie ir kosmosa ieži, kas var satraucoši tuvoties zemei un ir pietiekami lieli, lai nodarītu ievērojamu kaitējumu triecienam. Lai gan pašlaik nav zināms dangers, ka viens no šiem asteroīdiem, kas nonāktu mūsu planētā, nākamajā gadsimtā, izstrādājot stratēģijas, lai novērstu šādu katastrofu, kādreiz varētu pierādīt dzīvības glābšanu. DART misijas panākumi liek domāt, ka NASA ir uz pareizā ceļa, taču šis jaunais pētījums parāda, ka mums joprojām ir daudz ko uzzināt par kinētiskā trieciena tehnikas sekām.
