Сегодня 21 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → dart

Солнечная система уже не будет прежней — человечество впервые изменило орбиты небесных тел

Специально такое не планировалось. Так вышло само собой. В сентябре 2022 года NASA реализовало миссию DART (Double Asteroid Redirection Test), в рамках которой космический аппарат массой около 570 кг на скорости свыше 22 500 км/ч намеренно столкнулся с астероидом Диморф — спутником более крупного астероида Дидим в образованной ими двойной системе. Целью было продемонстрировать возможность ударного отклонения астероидов для задач планетарной обороны.

 Источник изображения: NASA

Источник изображения: NASA

Удар успешно сократил период обращения Диморфа вокруг Дидима примерно на 33 минуты, что заметно превысило ожидания на уровне 7–10 минут. Это произошло благодаря дополнительному импульсу от выброшенных при ударе обломков. Вот только воздействие оказалось более глобальным, на что вряд ли кто-то рассчитывал.

Свежее исследование на основе множественных наблюдений подтвердило, что удар DART изменил не только внутренние орбитальные параметры пары, но и параметры гелиоцентрической орбиты всей системы Дидим–Диморф вокруг Солнца. Это означает, что человечество впервые внесло коррективы в гравитационную картину Солнечной системы. И это будет иметь последствия.

Расчёты показали, что орбитальная скорость этой астероидной пары вокруг Солнца уменьшилась на 11,7 ± 1,3 мкм/с (примерно на 42 мм/ч). Это привело к сокращению орбитального периода на доли секунды (орбитальный период пары до удара составлял 770 дней) и уменьшению радиуса орбиты на 0,72–2,36 км (орбита эллиптическая). За десятилетие накопленное смещение позиции системы составит около 3,69 км. Фактически орбита этой системы начала сжиматься вокруг Солнца, тем самым также сближаясь с Землёй.

Изменение орбиты было надёжно подтверждено на основе обширного массива данных: 22 перекрытия звёзд, 5955 измерений наземными станциями, 3 навигационных измерения аппаратом DART и 9 измерений расстояний до системы. Статистический анализ показал высокую достоверность результатов. Часть импульса от удара и выброса обломков передалась центру масс системы, что и вызвало наблюдаемое отклонение её гелиоцентрической траектории.

Это достижение имеет ключевое значение для планетарной обороны: оно доказывает, что кинетический удар способен отклонять астероидные системы на их орбитах вокруг Солнца, позволяя при раннем обнаружении угрозы предотвратить столкновение с Землёй даже с учётом небольших изменений траектории. Дополнительные детали об объекте предоставит миссия ESA Hera, которая прибудет к системе в конце 2020-х годов для изучения кратера, обломков и структуры астероидов. Изучение объекта на месте необходимо для уточнения математических моделей ударного воздействия.

Непредсказуемый космический бильярд — NASA просчиталось с ударным отклонением опасных астероидов

По первым впечатлениям, миссия NASA DART по ударному отклонению опасных для Земли астероидов оказалась успешной. Однако дальнейшие наблюдения за объектом воздействия — системой астероидов Диморф и Дидим — показали, что ситуация развивается в непредсказуемом для NASA направлении. Обломки, образовавшиеся в результате удара по Диморфу, направили астероид совсем не в ту сторону, которую предсказывало моделирование. Такой «космический бильярд» Земле ни к чему.

 Миссия DART в представлении художника. Источник изображения: NASA

Миссия DART в представлении художника. Источник изображения: NASA

Зонд NASA DART таранил астероид Диморф в сентябре 2022 года. Летающая камера зонда зафиксировала столкновение, но без подробностей. Позже за системой астероидов велись наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». Он и другие инструменты подтвердили, что 170-метровый астероид изменил свою орбиту вокруг своего 700-метрового спутника. Зонд NASA массой 570 кг действительно смог своим ударом изменить орбитальные параметры Диморфа.

Летающий кубсат LICIACube позже обнаружил две группы валунов размером от 40 см до 7,2 м, отлетавших от места столкновения. Последующие наблюдения с помощью телескопа «Хаббл» подтвердили наличие этих групп камней. Эти обломки придали астероиду импульс, втрое превышающий тот, что был рассчитан от самого удара зондом, что не было предусмотрено в моделировании.

«Мы увидели, что валуны разбросаны в космосе не случайным образом, — рассказал Тони Фарнхэм (Tony Farnham), астроном из Университета Мэриленда и ведущий автор нового исследования. — Вместо этого они сгруппировались в две чётко обособленные группы, а в других местах материал отсутствует. Это означает, что действует некий неизвестный механизм. Можно представить, что это игра в космический бильярд. Мы можем промахнуться, если не учтём все переменные».

Своё мнение высказала также участница обеих миссий по ударному воздействию на космические объекты — Джессика Саншайн (Jessica Sunshine), профессор астрономии Университета Мэриленда. Двадцать лет назад NASA уже осуществляло удар по комете 9P/Tempel в рамках миссии Deep Impact. Тогда удар вызвал предсказуемое облако обломков, но в случае с DART этого не произошло.

«Солнечные панели DART, вероятно, столкнулись с двумя большими валунами на астероиде, которые называются Атабаке и Бодран — ещё до удара основного корпуса зонда, — рассказала Саншайн. — Судя по всему, южная группа обломков, вероятно, состоит из фрагментов Атабаке — валуна радиусом 10,8 метра».

Разница в последствиях удара по астероиду и комете может объясняться различием в их структуре: поверхность кометы относительно ровная, а астероид представляет собой нагромождение валунов. Но пока это лишь гипотезы.

Сейчас к астероидам Диморф и Дидим направляется европейской зонд-инспектор HERA. Он вблизи сможет точно оценить степень ударного воздействия на астероид зондом NASA и выяснит геологические особенности ударенного объекта. Это позволит уточнить модели для расчёта ударного отклонения в будущем потенциально опасных для Земли астероидов. Судя по удару зондом DART, всё может пойти не по плану, а ошибка в данном случае — это судьба человеческой цивилизации. С этим шутить не нужно.

Станция Hera по пути к ударенному NASA астероиду сфотографировала Землю и Луну

Европейская межпланетная станция «Гера» (Hera) на днях прислала первые снимки из космоса, сделанные в рамках первого включения и проверки бортовых приборов. Станция была запущена 7 октября для изучения последствий удара зондом DART по астероиду Диморф. Активация трёх разных камер состоялась 10 и 11 октября. Полученные снимки Земли и Луны были сделаны с расстояний 1,4–1,6 млн км. Примерно на таком расстоянии от Земли работает телескоп «Джеймс Уэбб».

 Расположение приборов на платформе стнации «Гера». Источник изображения: ESA

Расположение приборов на платформе станции «Гера». Источник изображения: ESA

В оптическом диапазоне тестовая съёмка велась двумя монохромными камерами Asteroid Framing Camera, AFC (обозначены буквой A на схеме). Снимок Земли и Луны получен 11 октября с расстояния примерно 1,6 млн км. На фото Земля ориентирована северным полюсом вверх, а Солнце освещает Тихий океан. Камеры AFC произведены немецкой компанией Jena-Optronik на основе астронавигатора ASTROhead. Кроме научных снимков камеры будут осуществлять навигацию по звёздам.

Снимок Земли и Луны в инфракрасном диапазоне сделал прибор Thermal Infrared Imager (TIRI, буква B на схеме). Изображение получено с расстояния 1,4 млн км. Север планеты также направлен вверх, а нам видны Восточное побережье США и Атлантический океан. Камера TIRI произведена японской компанией Meisei Electric по заказу JAXA. В основе камеры прибор для исследования астероидов, применённый во время миссии «Хаябуса-2». Прибор составит карту температур астероидов, которая прояснит их состав и варианты поверхности (по динамике теплового распределения и тепловой инерции).

Третий снимок сделала гиперспектральная камера HyperScout (H), которая была изготовлена в Нидерландах компанией Сosine remote sensing. Снимок сделан с расстояния 1,6 млн км и представляет Землю в ложных цветах. HyperScout H будет наблюдать астероид Диморф в цветовой гамме, недоступной человеческому глазу, и поможет определить минеральный состав астероида. Гиперспектральная камера охватывает диапазон длин волн 650–950 нм, при этом цвета кодируются таким образом, что синий представляет самую короткую длину волны, а красный — самую длинную.

Станция «Гера» доберётся до двойной системы околоземных астероидов Дидима и Диморфа в октябре 2026 года. Астероид Диморф был протаранен зондом NASA DART в октябре 2022 года, что привело к отклонению его орбиты вокруг Дидима. «Гера» должна собрать максимальный объём информации по отклонению и объектам воздействия, что позволит улучшить модели для расчёта ударного отклонения опасных для Земли астероидов.

Миссия NASA DART помогла узнать больше о геофизике, лежащей в основе формирования и эволюции астероидов

В 2022 году Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США провело миссию Double Asteroid Redirection Test (DART), в рамках которой космический аппарат столкнули с астероидом Диморф (Dimorphos). Цель миссии заключалась в проверке возможности изменения траектории полёта астероида для предотвращения потенциального столкновения с Землёй. Оказалось, что результаты этого эксперимента помогли учёным узнать больше о природе астероидов.

 Источник изображения: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben.

Источник изображения: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben.

Учёные из Университета Мэриленда провели исследование, в ходе которого было установлено, что после столкновения со спутником Диморф фактически отклонился от своего первоначального эволюционного развития. Учёные полагают, что астероид может начать хаотично вращаться в попытках вернуться к гравитационному равновесию с более крупным астероидом Дидимом (Dydimos), вокруг которого вращается.

«По большей части наши первоначальные прогнозы о том, как DART изменит движение Дидима и его спутника в космосе, оказались верными. Но есть некоторые неожиданные открытия, которые помогают лучше понять, как астероиды и другие малые тела формируются и развиваются с течением времени», — рассказал Дерек Ричардсон (Derek Richardson), профессор астрономии в Университете Мэриленда и руководитель научной группы по исследованию DART.

Результаты проделанной работы исследователей под руководством Ричардсона были недавно опубликованы в журнале Planetary Science Journal. Там подробно изложены данные наблюдений за астероидом после столкновения со спутником, а также описаны возможные результаты, которые будут достигнуты в ходе будущих исследований астероидов. Одним из самых больших сюрпризов стало то, насколько воздействие аппарата DART изменило форму Диморфа. Изначально форма астероида была сплюснута и напоминала гамбургер, тогда как после столкновения она стала более вытянутой и напоминающей по форме футбольный мяч.

По словам исследователей, они ожидали, что форма Диморфа будет вытянутой, поскольку это укладывается в представление учёных о том, как астероид формировался и взаимодействовал с более крупным Дидимом. Однако изменение формы Диморфа после столкновения со спутником DART удивило учёных и привело к мысли, что «здесь действует что-то более сложное». Более того, изменение формы, вероятно, привело к тому, что и само взаимодействие между двумя астероидами стало иным.

Ричардсон отметил, что, хотя удар аппарата DART пришёлся только по Диморфу, астероид связан гравитацией с Дидимом. Обломки, разбросанные в результате удара космического аппарата, также играют роль в нарушении равновесия в системе из двух астероидов, поскольку орбита Диморфа вокруг Дидима стала меньше. При этом форма Дидима не изменилась, что может указывать на более плотную и жёсткую структуру более крупного астероида.

 Фотография астероида Диморф за две секунды до столкновения DART с его поверхностью 26 сентября 2022 года

Фотография астероида Диморф за две секунды до столкновения DART с его поверхностью 26 сентября 2022 года

Учёные уверены, что изменение формы Диморфа имеет важно значение для будущих исследовательских миссий, включая миссию Hera Европейского космического агентства (ESA) к системе двух астероидов, реализация которой должна начаться в октябре этого года. «Изначально структура Диморфа, вероятно, была не столь прочной и одна из его сторон была всегда направлена к Дидиму, точно так же, как одна сторона земной луны всегда направлена к нашей планете. Теперь же он сбит с оси, а это значит, что он может раскачиваться взад и вперёд в своей ориентации. Диморф также может «кувыркаться», то есть мы могли заставить его вращаться хаотично и непредсказуемо», — пояснил Ричардсон.

Теперь исследователи ждут, когда выброшенные в результате столкновения обломки покинут систему из двух астероидов, чтобы выяснить, продолжит ли Диморф «кувыркаться» в космическом пространстве и сможет ли он восстановить прежнюю стабильную траекторию полёта. «Один из главных вопросов для нас сейчас в том, чтобы определить, достаточно ли стабилен Диморф для того, чтобы космический аппарат мог приземлиться на его поверхность и установить дополнительное исследовательское оборудование. Может потребоваться сто лет, чтобы увидеть заметные изменения в системе, но с момента нашего воздействия прошло всего несколько лет. Подсчёт того, сколько времени потребуется Диморфу, чтобы восстановить свою стабильность, поможет нам узнать важные вещи о его внутренней структуре, что, в свою очередь, станет основой для будущих попыток изменить траекторию опасных астероидов», — считает Ричардсон.

Миссия Hera, которую начнёт реализовывать ESA осенью этого года, станет следующим этапом изучения воздействия столкновения спутника DART с астероидом. В рамках этой миссии космический аппарат должен достичь системы из двух астероидов Дидим и Диморф к концу 2026 года. Ожидается, что это исследование позволит оценить внутреннее строение астероидов, а также более углублённо изучить результаты миссии DART.

«DART дал нам представление о сложной гравитационной физике, которую невозможно изучить в лаборатории, и все эти исследования помогают нам узнать больше для защиты Земли в случае возникновения реальной угрозы. Существует ненулевая вероятность того, что астероид или комета приблизится и подвергнет планету опасности. Теперь у нас есть дополнительная линия защиты от такого рода внешних угроз», — считает Ричардсон.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Electronic Arts подтвердила дату анонса и главную звезду EA Sports FC 27 54 мин.
Darkest Dungeon спустя 10 лет после релиза получит дополнение с персонажами из Darkest Dungeon 2 — подробности The Fire's Edge 3 ч.
Gemini 3.5 Pro снова не вышла: Google представила облегчённые Gemini 3.6 Flash и Flash-Lite 3 ч.
Дуров анонсировал «крупнейший в истории человечества» запуск криптокошелька — Gram встроят в Telegram 4 ч.
Chrome научился заполнять формы с помощью Gemini по данным из Gmail и «Google Фото» — пока в тестовом режиме 4 ч.
Психологический триллер Lost in the Roots от авторов No, I’m not a Human выйдет «совсем скоро» — сюжетный трейлер и запись на тестирование в Steam 5 ч.
Microsoft устранила несовместимость компьютеров Dell с последним обновлением Windows 5 ч.
Госдума приняла закон «О цифровых валютах и цифровых правах» 5 ч.
В LibreOffice раскритиковали не до конца открытые форматы Microsoft Office 5 ч.
Ветераны Criterion Games анонсировали гоночный боевик с открытым миром Wreckreation 2 в духе Burnout Paradise 6 ч.
Продажи Steam Deck обвалились после недавнего повышения цен 5 мин.
Лунный корабль «посветит» лазерами на спутники SpaceX Starlink в рамках Artemis III 38 мин.
Nvidia раскрыла детали процессора Vera: 88 Arm-ядер Olympus, 176 потоков и память LPDDR5X с пропускной способностью 1,2 Тбайт/с 50 мин.
xMEMS представила твердотельный кулер размером с ноготь для умных очков 4 ч.
Не только GPU: Nvidia всерьёз взялась за рынок CPU и уже отгрузила сотни тысяч серверов 4 ч.
Астрономы впервые обнаружили двойную звёздную систему, где обе звезды взорвались как сверхновые 4 ч.
Nvidia повысила цены на все компьютеры и модули Jetson — в некоторых случаях вдвое 4 ч.
Sony разгневала общественность отказом от игровых дисков для PlayStation, хотя продаются они плохо 5 ч.
Американские ИИ-гиганты задолжали гораздо больше, чем отражено в их отчётности — обязательств набралось уже на $1,65 трлн 5 ч.
ИИ-ускорители появятся в бюджетных смартфонах — как минимум, на базе Qualcomm Snapdragon 4 Gen 6 5 ч.