Космический аппарат DART изменил орбиту астероида

Новое исследование показывает, что когда космический аппарат DART (Double Asteroid Redirection Test) в сентябре 2022 года преднамеренно столкнулся с астероидом-спутником Диморфос, это не только изменило движение Диморфоса вокруг его более крупного компаньона, Дидимоса. Столкновение также сместило орбиты обоих астероидов вокруг Солнца.
Связанные гравитацией, Дидимос и Диморфос вращаются друг вокруг друга относительно общего центра масс в конфигурации, известной как двойная система, поэтому изменения в движении одного астероида влияют на другой.

Как подробно описано в исследовании, опубликованном 6 марта в журнале Science Advances, наблюдения за движением этой пары показали, что 770-дневный орбитальный период вокруг Солнца после столкновения космического аппарата DART с Диморфосом изменился на долю секунды. Это первый случай, когда созданный человечеством объект заметно изменил траекторию небесного тела вокруг Солнца.

Это крошечное изменение орбиты, но со временем даже такое незначительное изменение может перерасти в существенное отклонение.


Когда DART столкнулся с Диморфосом, удар выбросил в космос огромное облако каменистых обломков, изменив форму астероида, ширина которого составляет 170 метров. Имея собственный импульс и удаляясь от астероида, обломки придали Диморфосу взрывную тягу - то, что учёные называют коэффициентом усиления импульса. Чем больше выброшенных обломков, тем выше взрывная тяга.
Согласно новым исследованиям, коэффициент усиления импульса при столкновении с DART составил около 2, и это означает, что потеря обломков удвоила силу удара, созданную космическим аппаратом.

Предыдущие исследования показали, что 12-часовой орбитальный период меньшего астероида вокруг Дидимоса (диаметр которого составляет 805 метров) сократился на 33 минуты. По новым данным, в результате столкновения из двойной системы было выброшено столько материала, что период обращения двойной системы вокруг Солнца также изменился на 0,15 секунды.

Хотя астероид Дидимос не находился на траектории столкновения с Землей, и миссия DART не могла вывести его на такую траекторию, изменение орбитальной скорости демонстрирует возможности космических аппаратов (в данном случае, кинетических ударных аппаратов) при обнаружении потенциально опасных астероидов, движущихся по траектории столкновения.
Ключевым моментом является выявление подобных небесных тел достаточно заблаговременно, чтобы успеть отправить к ним кинетический ударный аппарат.

С этой целью планируется создать телескоп NEO нового поколения, предназначенный для поисков и отслеживания околоземных объектов, в том числе и самых трудно обнаружимых, таких как темные астероиды и кометы, которые мало отражают видимый свет.


Чтобы доказать, что DART оказал заметное влияние на оба астероида, а не только на меньший по размеру Диморфос, исследователям нужно было с исключительной точностью измерить орбиту Дидимоса вокруг Солнца.
Поэтому, помимо радиолокационных и других наземных наблюдений за астероидом, они отслеживали звёздные затмения, когда астероид проходит точно перед звездой, вызывая кратковременное мерцание светящейся точки на доли секунды. Этот метод позволяет получить чрезвычайно точные измерения скорости, формы и положения астероида.

Наблюдения звёздных затмений - сложная задача: астрономам необходимо находиться в нужном месте и в нужное время на нескольких наблюдательных станциях, иногда расположенных на расстоянии нескольких километров друг от друга, чтобы отслеживать предсказанную траекторию астероида перед конкретной звездой. Команда полагалась на астрономов-добровольцев со всего мира, которые зафиксировали 22 звёздных затмения в период с октября 2022 года по март 2025 года.

Изучение изменений в движении Дидимоса также помогло исследователям рассчитать плотность обоих астероидов.
Плотность Диморфоса оказалась немного ниже, чем считалось ранее, что подтверждает теорию о его образовании из каменистых обломков, выброшенных быстро вращающимся Дидимосом. Этот рыхлый материал в конечном итоге собрался, образовав Диморфос - астероид, представляющий собой "груду обломков".




Изображение астероидов Дидимос (слева) и Диморфос (справа) было получено космическим аппаратом DART за несколько секунд до столкновения с Диморфосом 26 сентября 2022 года.





(На основе материалов с официального сайта НАСА)