Сбить с опасного пути

Впервые в истории человечество изменило орбиту небесного тела, вращающегося вокруг Солнца. Это стало итогом миссии DART (Double Asteroid Redirection Test, «Испытания перенаправления двойного астероида»), проведенной NASA.

В сентябре 2022 г. космический аппарат DART намеренно врезался в Диморфос – небольшой спутник астероида Дидимос. Эксперимент должен был проверить, способен ли так называемый кинетический ударный аппарат изменить траекторию небесного тела. Ни Дидимос, ни Диморфос не представляли угрозы для Земли, однако миссия стала важным тестом технологий планетарной защиты.

Хотя с момента самого столкновения прошло несколько лет, специальное исследование завершено только недавно. Его результаты опубликованы в журнале Science Advances группой ученых под руководством Рахила Макадии из Университета Иллинойса (США). Исследование показало, что последствия столкновения оказались значительнее, чем ожидалось. Предполагалось, что удар лишь слегка изменит орбиту Диморфоса вокруг Дидимоса. Однако оказалось, что изменилась и траектория вращения всей двойной системы вокруг Солнца.

Масса космического аппарата DART была ничтожно мала по сравнению с системой Дидимос–Диморфос, а сам объект столкновения – Диморфос – был в 200 раз легче ее основного компонента, Дидимоса. Столкновение сократило период обращения Диморфоса вокруг Дидимоса на 33 минуты. Кроме того, была зафиксирована небольшая корректировка солнечной орбиты всей системы. Скорость движения изменилась примерно на 11,7 мкм/с. Период обращения системы вокруг Солнца, составляющий около 770 дней, уменьшился примерно на 150 мс, а большая полуось орбиты сократилась примерно на 360 м.

Хотя эти изменения кажутся микроскопическими, со временем даже столь небольшая поправка способна привести к значительному отклонению от первоначальной траектории. Как отметил главный научный сотрудник NASA по малым телам Солнечной системы Томас Статлер, результаты показали, что изменить движение всей двойной системы можно, ударив лишь по одному из ее компонентов.

Неожиданно высокая эффективность столкновения объясняется так называемым коэффициентом усиления импульса, который оказался примерно равным двум. Сам аппарат передал астероиду только часть энергии удара. Остальной импульс возник из-за выброса огромного облака пыли и обломков в противоположную сторону. Этот поток материала сработал как реактивная струя, усилив воздействие удара.

Такой эффект стал возможен потому, что Диморфос оказался не монолитной скалой, а рыхлым скоплением камней и пыли – своеобразной «грубой кучей обломков». По одной из гипотез, он образовался из материала, выброшенного с поверхности Дидимоса, который вращается достаточно быстро для того, чтобы терять вещество со своего экватора.

Чтобы зафиксировать столь малые изменения траектории вращения двойной системы, ученые использовали метод звездных покрытий – наблюдение момента, когда астероид проходит перед далекой звездой и временно перекрывает ее свет. Ключевые данные были получены благодаря 22 наблюдениям, проведенным с октября 2022 г. по март 2025 г. В них участвовали астрономы-энтузиасты со всего мира, которые выезжали в разные регионы планеты для наблюдeния прохождения астероида.

Полученные результаты имеют важное значение для планетарной защиты. Они подтверждают, что кинетическое воздействие может быть эффективным способом корректировки орбиты потенциально опасных астероидов. Даже небольшое изменение скорости, если оно сделано заранее, способно со временем привести к серьезному смещению траектории небесного тела и предотвратить его столкновение с Землей.

Для раннего обнаружения подобных угроз NASA разрабатывает космический телескоп NEO Surveyor, предназначенный специально для поиска «темных» астероидов и комет, которые плохо отражают свет и трудно обнаруживаются обычными телескопами.

Следующим этапом изучения станет миссия Европейского космического агентства «Гера». Аппарат должен прибыть к системе Дидимоса, чтобы подробно исследовать кратер, оставленный ударом DART, и изучить внутреннюю структуру Диморфоса. Это поможет лучше понять, из чего состоят подобные астероиды и как они реагируют на столкновения.

 

Сергей ХАУДРИНГ