|
Куда нужно попасть в астероид-убийцу, чтобы отклонить его
|
|
|
|
Недавно космический корабль НАСА, проводивший испытание на перенаправление двойного астероида (DART), врезался в 170-метровый астероид Диморфос на скорости 6,6 км/с, что стало первой демонстрацией на орбите отклонения астероида за счет кинетического удара. Космический корабль DART должен был столкнуться с центром Диморфоса почти в лоб. Земные телескопы теперь подтвердили, что столкновение успешно изменило период обращения Диморфоса на 32 минуты, что намного больше, чем ожидалось. Но куда нам следует врезаться в астероид, чтобы наиболее эффективно отклонить его орбиту? Просто к центру астероида? Эти вопросы еще должны быть хорошо изучены.
|
|
|
|
В новой статье, опубликованной в Journal of Guidance, Control, and Dynamics, исследователи из Университета Цинхуа предложили оптимальную геометрию кинетического удара для улучшения эффективной величины отклонения от кинетического удара, что должно способствовать нашему пониманию того, как в полной мере использовать кинетический ударник и получить наилучшие результаты. Они обнаружили, что хорошо продуманный удар вне центра увеличивает эффективность отклонения более чем на 50% по сравнению с центральным ударом, используемым миссией DART.
|
|
|
Их работа показывает удивительный результат: независимо от того, как выглядит целевой астероид или в каком месте/направлении удара, изменение скорости астероида всегда находится на уникальном годографе, который определяется только свойствами материала астероида. Они называют это годографом Дельта-V. «Годограф Delta-v на самом деле представляет собой искажение идеальной сферической поверхности. А для определения реалистичного профиля требуется количественная оценка влияния углов удара на эффективность передачи импульса, которую можно рассчитать на основе гидродинамического моделирования косых ударов», — пояснили исследователи.
|
|
|
|
С помощью численного моделирования получается уникальный годограф, который применяется для оптимизации места или направления удара с учетом как геометрии орбиты, так и формы астероида. Для почти сферических астероидов, подобных Бенну, желаемый импульс чувствителен к месту удара, а оптимальная геометрия удара отклоняется от нормального центрального удара к ведущей стороне в некоторых орбитальных геометриях, особенно для больших углов орбитальной геометрии. Эффективное отклонение увеличивается до 50% при ударе в оптимальное место по сравнению с простым ударом по центру. Для вытянутых астероидов, подобных Итокава, направление удара определяет распределение набора Delta-v на годографе и, таким образом, оптимальную фазу вращения для удара. Предпочтительное направление может даже увеличить конечное расстояние отклонения на 100 % по сравнению со значением для неподходящего направления.
|
|
|
|
«Эта работа представляет собой простое и новаторское применение годографа Delta-v для проектирования оптимальной геометрии в кинетических отклонениях PHA, как связь высокоскоростного удара и долгосрочной орбитальной динамики», — сказали исследователи. «Предложенный метод оптимизации следует учитывать при проектировании глобальной траектории будущих миссий по отклонению астероидов, где ожидаемое расстояние отклонения определяется не только геометрией орбиты, но и геометрией удара».
|
|
|
|
Источник
|
