В 2022 году NASA осуществила прорыв в области космической обороны Земли, успешно проведя миссию DART. Её целью было изменение траектории астероида Диморф (Dimorphos). Эксперимент продемонстрировал возможность защиты Земли от потенциальных космических угроз, но неожиданным результатом стало то, что образовавшиеся обломки теперь могут столкнуться с Марсом.

Источник изображений: NASA, ESA

Миссия DART (Double Asteroid Redirection Test), реализованная NASA в 2022 году, стала знаковым событием в исследовании космоса. Это было первое умышленное столкновение космического аппарата с астероидом, целью которого было проверить возможность изменения траектории космического объекта для предотвращения угрозы для нашей планеты в будущем. По итогам столкновения было подтверждено, что астероид Диморф, размерами сопоставимый с Великой пирамидой в Гизе, изменил свою форму и траекторию. Как оказалось, для этого потребовалось не так много энергии, как считалось ранее.

Однако в результате удара DART от астероида отлетели минимум 37 валунов, некоторые из которых достигают в диаметре 7 метров — именно такие видны на изображении выше. На текущий момент эти фрагменты находятся в непосредственной близости от Диморфа и его орбитального спутника Дидима (Didymos), но их орбиты со временем изменятся. Исследование предсказывает, что в течение следующих 20 тысяч лет эти обломки могут покинуть своё текущее местоположение и пересечь орбиту Марса, а затем упасть на его поверхность.

Их падение на красную планету с разреженной атмосферой может оставить после себя кратеры диаметром до 300 метров. В случае, если прочность метеоритов составляет менее 1 мегапаскаля (МПа), они всё равно могут разлететься на части и создать множество мелких кратеров на большой площади. Прогнозируется, что пути Марса и осколков пересекутся примерно через 6 и 13 тысяч лет. Хотя никому на Земле не стоит об этом беспокоиться, возможно, кто-то окажется на Марсе к тому времени, когда туда прилетят обломки Диморфа.

Попытка NASA изменить орбиту астероида возымела некоторые непредвиденные последствия. В прошлом году американское космическое агентство ударило зондом DART по астероиду Диморф, который вращается вокруг более крупного Дидима на расстоянии около 11 млн км от земной орбиты. Операция прошла успешно, но орбита Диморфа потеряла стабильность — она стала сокращаться.

Источник изображения: nasa.gov

Проблема не в том, что астероид отреагировал на удар — на это в NASA, собственно, и рассчитывали. Американские специалисты хотели изменить скорость и траекторию движения Диморфа: период его обращения вокруг Дидима составлял 11 часов 55 минут, но после того как в него на скорости 22,5 тыс. км/ч врезался DART, период обращения сократился на 32 минуты. И этим дело не кончилось, выяснил калифорнийский школьный учитель.

Джонатан Свифт (Jonathan Swift), преподающий в школе Тэтчер (Thatcher School), предложил своим ученикам воспользоваться расположенной в кампусе обсерваторией, чтобы отследить эффект миссии DART. И вместе со своими подопечными он обнаружил, что орбита Диморфа продолжила сокращаться — период обращения сократился на две минуты по сравнению с тем, каким он стал сразу после столкновения с зондом NASA.

Учитель направил результаты наблюдений своих учеников в Американское астрономическое общество. Он предположил, что в наблюдении или расчётах была допущена ошибка, но данные подтвердились, и теперь учёные пытаются выяснить, почему Диморф повёл себя столь неожиданно. По одной из версий, он теперь «хаотично» кувыркается, тогда как ранее орбита оставалась стабильной в состоянии приливного захвата.

Новую информацию о паре астероидов уже в октябре обещает предоставить европейская миссия «Гера» (Hera) — аппарат проведёт детальное обследование кратера, который образовался на Диморфе в результате удара DART, а также более точно определит массу и состав обоих астероидов. Эти данные помогут понять, как и почему оба тела так себя ведут.

Астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» (Hubble) обнаружили огромный рой камней, которые, вероятно, были выброшены с поверхности астероида Диморф, когда американский полутонный зонд DART врезался в него на скорости около 22 530 км/ч.

Источник изображений: nasa.gov

Размеры разлетающихся от Диморфа 37 камней варьируются от 90 см до 6,7 м, показала фотометрия «Хаббла». Они удаляются от астероида со скоростью немногим более 800 м/ч — с такой скоростью ползает гигантская черепаха. Общая масса этих камней составляет около 0,1 % от массы Диморфа. Эти объекты, скорее всего, не являются осколками самого астероида, образовавшимися при ударе зонда — они лежали на его поверхности, что видно на снимке крупным планом, сделанном за две секунды до столкновения, когда DART находился в 11 км от астероида.

По оценкам астрономов, в результате удара с поверхности Диморфа разлетелись 2 % его камней — наблюдения за ними позволяют предварительно оценить размеры образованного DART ударного кратера. Исследователи предполагают, что камни оторвались от участка диаметром около 50 м — при том, что диаметр самого астероида составляет 160 м. Более точные сведения поможет получить европейская миссия «Гера» (Hera) — очередной аппарат стартует к астероиду в 2024 году.

Считается, что Диморф образовался из камней, выброшенных более крупным астероидом Дидим — при его резком развороте или скользящем столкновении с другим объектом они образовали кольцо, которое под действием гравитационных сил слилось в единое, но не монолитное тело, структура которого больше напоминает гроздь винограда. Механизмы, вызвавшие отрыв этих камней от поверхности Диморфа, ясны не до конца: они могли быть частью шлейфа, снимки которого делал «Хаббл» и другие обсерватории; или по астероиду могла пройти сейсмическая волна.

Знаменитый телескоп «Хаббл» очень помог учёным после реализации миссии зонда DART, организованной NASA. Аппарат, врезавшийся в Диморф, выбил из последнего огромное количество обломков и пыли, а телескоп помог отследить странную эволюцию пылевого хвоста.

Источник изображения: NASA

Миссия Double Asteroid Redirection Test (DART), предусматривавшая таран астероида, была успешно реализована осенью 2022 года, позволив протестировать возможности земной техники по изменению орбиты небесных тел в случае реальной угрозы Земле. Результаты эксперимента превзошли ожидания, а съёмки телескопом «Хаббл» помогают вести дальнейшие исследования.

Судя по опубликованным материалам, после тарана земным зондом обломки и пыль на большой скорости покидают систему из Диморфа и его более крупного спутника — Дидима. Считается, что удар выбил в космос порядка 1000 тонн древней материи небесного тела.

Снимки и результаты предварительных исследований опубликованы в журнале Nature — описывается как сам таран, так и то, что произошло с астероидом после него. Судя по информации, основанной на материалах «Хаббла», обломки Диморфа миновали три «ступени эволюции». После удара сформировался конус выброса, после он превратился в спиралеобразный след по ходу движения Диморфа вокруг Дидима. Наконец, под давлением т.н. солнечного ветра — потока заряженных частиц от нашего светила, появился длинный кометообразный хвост.