Обломки DART упадут на Землю и Марс в течение десятилетия
26 декабря 2022 года в ходе теста НАСА по двойному перенаправлению астероидов (DART) произошло столкновение с Диморфосом, маленьким спутником, вращающимся вокруг более крупного астероида Дидимос. При этом миссия успешно продемонстрировала предложенную стратегию отклонения потенциально опасных астероидов (PHAS) — метод кинетического удара.
К октябрю 2026 года миссия ЕКА Hera встретится с системой двойного астероида и проведет детальное обследование Диморфоса после столкновения, чтобы убедиться, что этот метод планетарной защиты может быть повторен в будущем.
Однако, хотя кинетический метод может успешно отклонять астероиды, чтобы они не угрожали Земле, он также может создавать обломки, которые могут достичь Земли и других небесных тел.
В недавнем исследовании международная группа ученых выяснила, что это испытание на удар также дает возможность понаблюдать за тем, как эти обломки могут когда-нибудь достичь Земли и Марса в виде метеоритов. Проведя серию динамических симуляций, они пришли к выводу, что выброс астероида может достичь Марса и системы Земля-Луна в течение десятилетия.
Исследовательскую группу возглавлял доктор Элой Пенья-Асенсио, научный сотрудник группы исследований и технологий астродинамики дальнего космоса (DART) при Политехническом институте Милана. К нему присоединились коллеги из Автономного университета Барселоны, Института космических наук (ICE-CSIS), входящего в состав Национального исследовательского совета Испании, Каталонского института космических исследований (IEEC) и Европейского космического агентства (ESA).
Статья, в которой подробно излагаются их выводы, появилась в Интернете на сервере препринтов arXiv и была принята к публикации журналом Planetary Science Journal.
Для своего исследования Пенья-Асенсио и его коллеги опирались на данные, полученные легким итальянским спутником CubeSat для съемки астероидов (LICIACube), который сопровождал миссию DART и был свидетелем испытания на кинетический удар.
Эти данные позволили команде определить начальные условия выброса, включая его траектории и скорости — от нескольких десятков метров в секунду до примерно 500 м/с (1800 км/ч; ~1120 миль в час).
Затем команда использовала суперкомпьютеры в Центре навигации и вспомогательной информации НАСА (NAIF), чтобы смоделировать, что произойдет при выбросе.
В ходе моделирования были проанализированы 3 миллиона частиц, образовавшихся в результате столкновения миссии DART с Диморфосом. Как сообщил Пенья-Асенсио в интервью Universe Today по электронной почте:
"LICIACube предоставил важные данные о форме и направлении конуса выброса сразу после столкновения. В нашем моделировании размер частиц варьировался от 10 сантиметров до 30 микрометров, причем нижний диапазон соответствовал наименьшим размерам, которые могут быть получены при наблюдении метеоритов на Земле с использованием современных технологий. Верхний диапазон был ограничен тем фактом, что наблюдались только выброшенные фрагменты размером в сантиметр."
Их результаты показали, что некоторые из этих частиц достигнут Земли и Марса в течение десятилетия или более, в зависимости от того, с какой скоростью они полетят после столкновения.
Например, частицы, выброшенные со скоростью менее 500 м/с, могут достичь Марса примерно за 13 лет, в то время как частицы, выброшенные со скоростью более 1,5 км/с (5400 км/ч; 3355 миль/ч), могут достичь Земли всего за семь лет. Однако их моделирование показало, что, вероятно, пройдет до 30 лет, прежде чем на Земле будет наблюдаться какой-либо из этих выбросов.
"Однако, судя по ранним наблюдениям, ожидается, что эти более быстрые частицы будут слишком малы, чтобы образовать видимые метеоры", - сказал Пенья-Асенсио.
"Тем не менее, продолжающиеся кампании по наблюдению за метеорами будут иметь решающее значение для определения того, вызвал ли DART новый метеорный поток (созданный человеком) - диморфиды. Последнее слово в кампаниях по наблюдению за метеорами в ближайшие десятилетия будет за ними. Если эти выброшенные фрагменты Диморфоса достигнут Земли, они не будут представлять никакой опасности. Их небольшой размер и высокая скорость приведут к тому, что они распадутся в атмосфере, создав красивую светящуюся полосу в небе."
Пенья-Асенсио и его коллеги также отмечают, что в будущих миссиях по наблюдению за Марсом у них будет возможность стать свидетелями падения марсианских метеоритов, когда фрагменты Дидимоса сгорят в его атмосфере.
В то же время, их исследование позволило определить потенциальные характеристики, которыми будут обладать эти и любые другие метеоры, сгорающие в нашей атмосфере в будущем. Это включает направление, скорость и время года, когда они прибудут, что позволяет четко идентифицировать любые "диморфиды". Это часть того, что делает миссию DART и сопутствующие ей миссии уникальными.
В дополнение к проверке ключевой стратегии планетарной обороны, DART также предоставил возможность смоделировать, как выброс, вызванный ударами, может когда-нибудь достичь Земли и других тел в Солнечной системе. Как сообщил Universe Today по электронной почте Майкл Кюпперс, научный сотрудник проекта миссии ЕКА Hera и соавтор статьи:
"Уникальным аспектом миссии DART является то, что это эксперимент по контролируемому удару, то есть удару, при котором свойства ударного элемента (размер, форма, масса, скорость) точно известны. Благодаря миссии Hera мы также будем хорошо знать свойства цели, в том числе место падения DART. Данные о выбросе были получены с помощью LICIACube и наземных наблюдений после столкновения.
"Вероятно, ни о каком другом воздействии планетарного масштаба не известно столько информации о факторе столкновения, цели, образовании и раннем развитии выброса. Это позволяет нам тестировать и совершенствовать наши модели и законы масштабирования процесса столкновения и эволюции выброса. Эти данные предоставляют входные данные (местоположение источника, размер и распределение скоростей), используемые моделями эволюции выбросов."
