DART (проект)

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
У этого термина существуют и другие значения, см. DART (значения).
DART
Оператор НАСА
Пролёт Дидим
Стартовая площадка база ВВС Ванденберг
Ракета-носитель SpaceX Falcon 9
Запуск 24 ноября 2021 года[1]
Длительность полёта 11 месяцев[1]
Технические характеристики
Масса 372 кг
Анимация эксперимента

DART (англ. Double Asteroid Redirection Test[2] — «испытания перенаправления двойного астероида») — первый в истории проект по изменению траектории астероидов и их перенаправлению: запуск космического аппарата к двойному околоземному астероиду Дидим и столкновение с его компонентом Диморф. Разработка Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса и нескольких центров НАСА. Программа осуществляется для оценки проекта по защите Земли от планетарных ударов.

Аппарат был запущен с помощью ракеты-носителя Falcon 9 с космодрома Ванденберг в ночь на 24 ноября 2021 года[1][3]. Столкновение с астероидом Диморф произошло 26 сентября 2022 года в 23:14 по Гринвичу[4].

При ударе 372-килограммового зонда, на скорости 6 км/с, выделилось 19 гигаджоулей энергии (эквивалент 4,8 тонн тринитротолуола)[5]. Удар образовал кратер диаметром 150 м[6].

Вторая фаза проекта будет состоять в отправке к системе Дидим—Диморф в 2024 году аппарата ЕКА «Гера»[en] с тремя субспутниками (Juventas, Milani и возможно японский SCI), который более детально оценит последствия удара. Его запуск намечен на 2024 год, прибытие к месту столкновения - на 2026[7].

Параметры

Первая миссия НАСА в сотрудничестве с ЕКА по перенаправлению астероидов разработана Лабораторией прикладной физики Джонса Хопкинса и несколькими центрами НАСА: Центра космических полётов Годдарда, космического центра Джонсона, исследовательского центра Гленна и исследовательского центра Лэнгли. Инициирована для проверки технологий, которые смогли бы предотвратить столкновение опасных астероидов с Землёй.

Аппарат DART предназначен для проверки тexники «кинeтичecкoгo удapa» — cмeщения acтepoида с орбиты, поэтому руководитель проекта AIM, ЕКА, Иан Карнелл назвал его «кинетическим импактором»[8]. Учёные создают различные двумepные и тpёxмepные модели возможных cцeнapиев[9].

Выбросы от столкновения DART с Диморфом (фото LICIACube)

DART намеренно врезался во второй астероид системы Диморф на скорости примерно 6,6 км/с с помощью сложного программного обеспечения для автономной навигации. Момент удара и кинетическое отклонение были зафиксированы бортовой камерой DRACO. Столкновение привело к уничтожению летательного аппарата и изменило орбитальный период космического тела. Нескольких минут, за которые произошло разрушение аппарата, было достаточно, чтобы в ходе процесса вести наблюдения и измерения различных параметров с помощью лёгкого итальянского спутника LICIACube[en], запущенного с аппарата для получения изображений астероидов[10]), телескопов и радаров на Земле[11]. В полёте к астероиду вместе с DART, LICIACube имел форму короба размером примерно 1,2 × 1,3 × 1,3 м. В развёрнутом же состоянии его размеры равны примерно 1,8 × 1,9 × 2,6 м. Он оснащён двумя солнечными батареями длиной по 8,5 м. в развёрнутом состоянии[12].

Международное сотрудничество НАСА и ЕКА получило название «Оценка удара и отклонения астероидов» (англ. Asteroid Impact & Deflection Assessment, AIDA). Проект AIDA также предполагает проверку четырёх основных стратегий миссии[12]:

  • уменьшение угрозы столкновения с астероидом;
  • импульсное противодействие ядерному взрыву;
  • постепенное изменение орбиты ближайшего массивного космического корабля (концепция «гравитационного трактора»);
  • концепция «кинетического ударного элемента».

Система двойного лунного околоземного астероида, состоящая из двух астероидов — Дидим A, диаметром 780 метров и Дидим B диаметром в 160 метров (Диморф) — изучалась с 2003 года. Состав первого тела подобен составу многих встречавшихся ранее астероидов — скалистый объект S-типа, состав Диморфа пока не известен[13].

Двойной астероид Дидим схож по строению с двойным астероидом 1999 KW4, который находится в Солнечной системе и пролетал мимо Земли 25 мая 2019 года на минимальном расстоянии в 5,2 миллиона километров. Его размер в поперечнике — около 1,3 км, скорость[прояснить] превышала 70 000 км/ч. Для сравнения — расстояние от планеты до Луны составляет 384 000 км[14].

Описание

Столкновение спутника DART и астероида Диморф даёт возможность оценить, насколько работоспособна теория стратегии защиты от астероидов. К примеру, столкновение Земли и астероида диаметром около 300 метров в диаметре по мощности многократно превзойдёт всё ядерное оружие человечества. Челябинский метеорит диаметром 12—17 м взорвался на высоте 23 км. Полоса воздействия ударной волны на поверхности Земли составила около 130 километров в длину и 50 километров в ширину[15].

Планируется, что зонд ударит по Диморфу на скорости 6 км/с. Моделирование показывает, что удар изменит траекторию полёта Диморфа, а его орбитальная скорость уменьшится приблизительно на 0,4 мм/c. Небольшой толчок, полученный астероидом, способен немного изменить траекторию полёта опасного для Земли тела, что однако со временем приведёт к большому изменению орбиты астероида. Он также может вызвать поток метеоров искусственного происхождения[16].

Полёт спутника и процесс столкновения будут отслеживать и фиксировать искусственный спутник Light Italian Cubesat Итальянского космического агентства. Европейская миссия «Гера» (англ. Hera) запустит следующий спутник. Он должен выйти на орбиту двойного астероида к 2026 году и зафиксировать массу астероида, его размеры и подробности разрушений, вызванных столкновением с DART[17][18].

DART был запущен ракетой-носителем SpaceX Falcon 9 с базы ВВС Ванденберг. После отделения от ракеты-носителя и более года полёта он вышел на орбиту системы Дидим—Диморф в 11 миллионах километров от Земли. Наблюдения с помощью наземных телескопов и планетарного радара зафиксировали вспышку от удара и измерили изменение орбиты Диморфа вокруг Дидима, переданного с помощью бортовых систем LICIACube после столкновения с Диморфом[3].

Удар создал кратер и высвободил астероидный материал, часть которого вышла за пределы системы Дидим—Диморф. Поскольку ближайшая точка приближения двойного астероида к орбите Земли составляет всего 6 миллионов километров, что примерно в 16 раз больше расстояния Земля—Луна, какое-то количество выброшенного материала через неопределённое время попадёт на Землю, вызвав первый искусственно созданный метеоритный дождь. Удар, также, сократил орбитальный период Диморфа на 32 минуты — гораздо больше предполагавшегося сокращения на 73 секунды[19].

Проект призван стать тестовым примером человеческой деятельности в космосе на астероидах и оценкой риска столкновения астероидов с космическим кораблём. Исследователи смогут изучить количество и время доставки метеороидов в околоземное пространство. Моделирование ситуации предполагает, что большая часть космического материала, который будет выброшен в результате столкновения с DART и достигнет нашей планеты, может оказаться на Земле лишь через тысячи лет. Части астероида, выброшенные с максимальной скоростью, могут оказаться на траектории пересечения с Землёй почти немедленно. Учёные полагают, что это будут очень слабые потоки[20].

  • Схема воздействия DART на орбиту Диморфа

    Схема воздействия DART на орбиту Диморфа

  • Схема концепции миссии AIDA

    Схема концепции миссии AIDA

  • DART в представлении художника

    DART в представлении художника

  • DART в представлении художника

    DART в представлении художника

Новые расчёты показали, что выброс метеорного материала может быть более обильным и более быстрым, чем ожидалось ранее. Более мощные удары по астероидам могут создавать потоки метеороидов, превышающий поток, естественный для Солнечной системы, что грозит последствиями для безопасности полётов космических аппаратов, как беспилотных, так и с космонавтами на борту[20].

Результаты эксперимента

Глава НАСА Билл Нельсон сообщил, что до удара Диморф совершал оборот вокруг Дидима за 11 часов 55 минут, а после — за 11 часов 23 минуты. Таким образом, время его обращения сократилось примерно на 32 минуты (возможна погрешность). В НАСА указали, что это первый случай, когда человечество намеренно изменило движение небесного объекта[21].

См. также

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 США запустили космический зонд для столкновения с астероидом. DW (24 ноября 2021). Дата обращения: 24 ноября 2021. Архивировано 24 ноября 2021 года.
  2. ↑ Расшифровка сокращения является бэкронимом названия дротика для метания в цель — англ. dart.
  3. ↑ 3,0 3,1 Double Asteroid Redirection Test (DART) Mission (англ.). NASA. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 28 марта 2022 года.
  4. ↑ Зонд-камикадзе DART врезался в астероид в рамках научного эксперимента. BBC (27 сентября 2022). Архивировано 27 сентября 2022 года.
  5. ↑ NASA – Deep Impact's Impactor. nasa.gov. Архивировано 23 июня 2016 года.
  6. ↑ In Depth - Deep Impact (EPOXI). NASA Solar System Exploration. Дата обращения: 11 октября 2022.
  7. ↑ The Juventas CubeSat in Support of ESA’s Hera Mission to the Asteroid Didymos  (англ.)
  8. ↑ НАСА и ЕКА собьют астероид с орбиты, миссия AIDA. ecotechnica.com.ua. Дата обращения: 13 сентября 2021. Архивировано 13 сентября 2021 года.
  9. ↑ Дмитрий Лялин. Зaчeм учeныe гoтoвят миccию пo cтoлкнoвeнию c acтepoидoм? Пpoeкт DART. Ceтeвoe CMИ V-kosmose.com. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 12 сентября 2021 года.
  10. ↑ DART Impactor Spacecraft (англ.). Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory LLC. Дата обращения: 13 сентября 2021. Архивировано 16 января 2022 года.
  11. ↑ Святослав Иванов. Двойная защита: как устроена миссия по защите Земли от астероидов Dart от НАСА. Хайтек. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 12 сентября 2021 года.
  12. ↑ 12,0 12,1 DART (Double Asteroid Redirection Test) Mission (англ.). European Space Agency. Дата обращения: 13 сентября 2021. Архивировано 13 сентября 2021 года.
  13. ↑ Ольга Добровидова. Запуск зонда DART поручили SpaceX. N + 1. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 12 сентября 2021 года.
  14. ↑ Землю начали готовить к столкновению с астероидом Didymos. Российская газета. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 12 сентября 2021 года.
  15. ↑ М. Я. Маров, Б. М. Шустов. Челябинское событие как астрономическое явление. ИГМ СО РАН. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 12 сентября 2021 года.
  16. ↑ Космическая миссия DART может вызвать искусственный метеорный поток. Северный Маяк. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 22 апреля 2021 года.
  17. ↑ Редакция Naked Science. В девять раз быстрее пули: как NASA планирует сбивать опасные астероиды. Naked Science. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 18 августа 2021 года.
  18. ↑ НАСА собирается в тестовом режиме сбить с курса астероид. Научная Россия. Дата обращения: 12 сентября 2021. Архивировано 12 сентября 2021 года.
  19. ↑ The DART mission successfully changed the motion of an asteroid
  20. ↑ 20,0 20,1 Paul Wiegert. On the Delivery of DART-ejected Material from Asteroid (65803) Didymos to Earth (англ.) // Planetary Science Journal. — 2020. — Vol. 1, no. 1. — P. 1—9. — doi:10.3847/PSJ/ab75bf. Архивировано 12 сентября 2021 года.
  21. ↑ В NASA раскрыли первые результаты столкновения зонда DART с астероидом. Газета.ру (22 октября 2022). Дата обращения: 22 октября 2022.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=DART_(проект)&oldid=18372202