|
Космическая антенна в масштабе астероида
|
|
|
|
Одной из самых сложных величин для расчета массы астероида является его масса, но это очень важная характеристика. Она определяет, насколько сильное воздействие он окажет, если столкнется с чем-то, или сколько ресурсов потенциально доступно на нем. Но чтобы точно измерить его, мы обычно используем оптическое зондирование и приблизительную оценку его плотности на основе его спектрального профиля.
|
|
|
|
В новой статье предлагается совершенно новый способ использования космической антенны с лазерным интерферометром (LISA), которая может обеспечить высокоточные расчеты массы близлежащих астероидов без каких-либо изменений в аппаратуре. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
|
|
Очевидно, что предположение о спектральной плотности не идеально — мы можем оценить массу астероида с погрешностью до 10% для менее чем 35% астероидов, сближающихся с Землей.
|
|
|
|
Большинство этих высокоточных измерений на самом деле проводятся в двойных астероидных системах, где мы можем использовать сложную орбитальную динамику, чтобы рассчитать, насколько велика каждая часть пары — или, в некоторых случаях, нам везет, и астероид на короткое время оказывается гравитационно связанным с другим объектом, например планетой. Но подавляющее большинство наших оценок массы астероидов — это всего лишь оценки.
|
|
|
|
Самый точный способ рассчитать массу астероида - отправить к нему зонд. Но это непомерно дорого для всех 41 000 известных астероидов, сближающихся с Землей. Так почему бы не воспользоваться многомиллиардной миссией, которую мы уже разрабатываем, чтобы помочь?
|
|
|
|
|
|
|
LISA, запуск которой запланирован на июль 2035 года, спроектирован как детектор гравитационных волн. Он будет состоять из трех отдельных космических аппаратов, летящих треугольной формацией, и будет в основном предназначен для поиска пульсаций в ткани пространства-времени, вызванных катастрофическими событиями, такими как слияние черных дыр. Но его чрезвычайно чувствительные приборы также сделали бы его очень восприимчивым к обычной ньютоновской динамике.
|
|
|
|
Внутри каждого космического аппарата LISA находится свободно падающая испытательная масса и приборы для измерения изменения этой массы на пикометровом уровне. Если случится так, что NEA подойдет достаточно близко к одному из них — в частности, на так называемом минимальном расстоянии пересечения орбит (MOID) — притяжение астероида будет воздействовать на эти массы, вызывая незначительное изменение скорости, которое затем смогут измерить приборы LISA.
|
|
|
|
Первоначально разработчики миссии думали, что это скорее ошибка, чем особенность — они рассматривали любое гравитационное притяжение, не вызванное волнами, которые они искали, как раздражитель, а не как полезный источник данных для планетолога.
|
|
|
|
Чтобы доказать, что сигнал можно отделить от "шума", Сара Маркес из Бернского университета и Оливер Дженнрих из ЕКА смоделировали, как будет выглядеть этот "шум", используя интерферометрию с временной задержкой (TDI), которая синтезирует равноплечий интерферометр для подавления частотного шума лазера, что, по сути, позволяет исследователям чтобы "очистить" сигнал от этих гравитационных возмущений.
|
|
|
|
Их моделирование показало, что, если астероид пролетит достаточно близко, LISA сможет определить его массу с максимальной погрешностью в 20% — намного лучше, чем данные, которыми мы располагаем для подавляющего большинства астероидов. Однако есть один аспект этого плана, который на самом деле не поддается контролю, — интуитивное предвидение.
|
|
|
|
По оценкам авторов, за 10 лет эксплуатации LISA сможет рассчитать гравитацию примерно трех астероидов. Может показаться, что это немного, но это также основано на наших нынешних представлениях о популяции астероидов, которые, прямо скажем, невелики.
|
|
|
|
Расчеты показывают, что мы знаем только о 38% популяции СВА, диаметр которых превышает 140 метров (459 футов). Таким образом, есть большая вероятность, что LISA, которая будет находиться примерно в 50 миллионах километров за Землей на гелиоцентрической орбите, может столкнуться с какими-нибудь астероидами, о которых мы в настоящее время не знаем.
|
|
|
|
Однако до того, как это произойдет, пройдет еще более десяти лет — запуск LISA планируется не ранее 2035 года, и процесс ее ввода в эксплуатацию не будет коротким, поскольку выравнивание трех отдельных космических аппаратов в глубоком космосе с помощью лазеров - задача не из легких. И даже когда он будет подключен к сети, его основной задачей по-прежнему будет поиск гравитационных волн. Просто приятно осознавать, что у него есть и другая возможность, даже если изначально она считалась помехой.
|
|
|
|
Источник
|
