Уламки астероїда Dimorphos, після зіткнення з NASA DART, можуть прямувати до Землі

26 вересня 2022 року місія NASA Double Asteroids Redirect Test (DART) зіткнулася з Dimorphos, маленьким супутником, що обертається навколо більшого астероїда Дідімос. Таким чином, місія успішно продемонструвала запропоновану стратегію відхилення потенційно небезпечних астероїдів (PHA) — метод кінетичного зіткнення.

До жовтня 2026 року місія Гера ЄКА здійснить рандеву з подвійною астероїдною системою і проведе детальне дослідження Диморфоса після зіткнення, щоб гарантувати, що цей метод планетарної оборони можна буде повторити в майбутньому. Однак, хоча кінетичний метод може успішно відхиляти астероїди, щоб вони не загрожували Землі, він також може створювати уламки, які можуть досягти Землі та інших небесних тіл.

У нещодавньому дослідженні міжнародна група вчених вивчила, як цей ударний тест також дає можливість спостерігати, як ці уламки можуть одного дня досягти Землі і Марса у вигляді метеоритів. Провівши серію динамічних симуляцій, вони дійшли висновку, що астероїдна екта може досягти Марса і системи Земля-Місяць протягом десятиліття.

Дослідницьку групу очолив доктор Елой Пенья-Асенсіо, науковий співробітник групи досліджень і технологій астродинаміки далекого космосу (DART) Міланського політехнічного інституту.

До нього приєдналися колеги з Автономного університету Барселони, Інституту космічних наук (ICE-CSIS), що входить до складу Іспанської національної дослідницької ради, Каталонського інституту космічних досліджень (IEEC) і Європейського космічного агентства (ESA).

Стаття, в якій детально описуються результати дослідження, нещодавно з’явилася в Інтернеті і була прийнята до публікації журналом The Planetary Science Journal.

У своєму дослідженні Пенья-Асенсіо та його колеги спиралися на дані, отримані легким італійським супутником для зйомки астероїдів (LICIACube), який супроводжував місію DART і був свідком кінетичного випробування на зіткнення.

Ці дані дозволили команді обмежити початкові умови викиду, включаючи його траєкторії і швидкості — в діапазоні від кількох десятків метрів на секунду до близько 500 м/с (1800 км/год; ~1120 миль/год). Потім команда використала суперкомп’ютери в Центрі навігації та допоміжної інформації НАСА (NAIF), щоб змоделювати те, що станеться з етектою.

Ці симуляції відстежували 3 мільйони частинок, створених в результаті зіткнення місії DART з Dimorphos. Як повідомив Пенья-Асенсіо електронною поштою виданню Universe Today:

«LICIACube надав важливі дані про форму і напрямок конуса викиду відразу після зіткнення.

У нашій симуляції розмір частинок варіювався від 10 сантиметрів до 30 мікрометрів, причому нижній діапазон представляв найменші розміри, здатні створювати спостережувані на Землі метеори за допомогою нинішніх технологій. Верхній діапазон був обмежений тим, що спостерігалися лише викинуті фрагменти сантиметрового розміру».

Результати дослідження показали, що деякі з цих частинок досягнуть Землі і Марса протягом десятиліття або більше, залежно від того, наскільки швидко вони рухалися після зіткнення.

Наприклад, частинки, викинуті зі швидкістю менше 500 м/с, можуть досягти Марса приблизно через 13 років, тоді як частинки, викинуті зі швидкістю понад 1,5 км/с (5400 км/год; 3355 миль/год), можуть досягти Землі вже через сім років. Однак їхнє моделювання показало, що, швидше за все, пройде до 30 років, перш ніж будь-яка з цих частинок буде помічена на Землі.

«Однак, судячи з попередніх спостережень, ці швидші частинки, як очікується, будуть занадто малими, щоб утворювати видимі метеори, — каже Пенья-Асенсіо.

«Тим не менш, поточні кампанії зі спостереження метеорів будуть мати вирішальне значення для визначення того, чи DART створив новий (і створений людиною) метеорний потік — Диморфіди. Останнє слово буде за кампаніями спостережень за метеорами в найближчі десятиліття.

«Якщо ці викинуті фрагменти Диморфів досягнуть Землі, вони не становитимуть жодної небезпеки. Їх невеликий розмір і висока швидкість призведуть до того, що вони розпадуться в атмосфері, створюючи красиву світну смугу в небі».

Пенья-Асенсіо та його колеги також зазначають, що майбутні місії спостереження за Марсом матимуть можливість побачити марсіанські метеори, коли фрагменти Дідімоса згорять в його атмосфері.

Тим часом їхнє дослідження надало потенційні характеристики, які матимуть ці та будь-які інші майбутні метеори, що згорятимуть у нашій атмосфері. Це включає напрямок, швидкість і пору року, коли вони прибудуть, що дозволяє чітко ідентифікувати будь-які «Диморфіди». Це частина того, що робить місію DART і супутні місії унікальними.

На додаток до перевірки ключової стратегії планетарної оборони, DART також надав можливість змоделювати, як викиди, спричинені зіткненнями, можуть одного дня досягти Землі та інших тіл у Сонячній системі. Як повідомив електронною поштою виданню Universe Today Міхаель Кюпперс, науковий керівник проекту місії ЄКА «Гера» і співавтор статті, «DART — це унікальна можливість змоделювати зіткнення між Землею та іншими тілами Сонячної системи:

«Унікальним аспектом місії DART є те, що це експеримент з контрольованим зіткненням, тобто зіткненням, при якому точно відомі властивості імпактора (розмір, форма, маса, швидкість).

Завдяки місії Hera ми також добре знатимемо властивості цілі, в тому числі і властивості місця падіння DART. Дані про викид надійшли з LICIACube і наземних спостережень після зіткнення.

Напевно, немає жодного іншого зіткнення планетарного масштабу з такою кількістю інформації про імпактор, ціль, а також про формування і ранній розвиток етекти. Це дозволяє нам тестувати і вдосконалювати наші моделі і закони масштабування процесу зіткнення і еволюції етекти. Ці дані надають вхідні дані (місцезнаходження джерела, розмір і розподіл швидкості), які використовуються в моделях еволюції етекти».