NASA DART bandymas sėkmingai pakeitė asteroido Dimorphos orbitą aplink didesnįjį Didymos. Kada nors ateityje – nors ir negreit – panašios misijos prireiks apginti Žemei nuo artėjančio pavojingo asteroido. Dviejuose naujuose tyrimuose nagrinėjamos tokio proceso detalės.
NASA DART bandymas sėkmingai pakeitė asteroido Dimorphos orbitą aplink didesnįjį Didymos. Kada nors ateityje – nors ir negreit – panašios misijos prireiks apginti Žemei nuo artėjančio pavojingo asteroido. Dviejuose naujuose tyrimuose nagrinėjamos tokio proceso detalės.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
DART trenkėsi beveik tiksliai į Dimorphos centrą. Bet ar tai – geriausias sprendimas? Pasirodo, ne.
Grupė mokslininkų sumodeliavo, kaip turėtų pasikeisti asteroido orbita priklausomai nuo smūgio vietos, krypties ir asteroido formos. Gauti rezultatai šiek tiek priklauso nuo asteroido formos. Daugmaž sferinius asteroidus, tokius kaip Bennu, smūgiuoti reikėtų į tą pusę nuo centro, į kurią jie juda zondo atžvilgiu.
Jei susidūrimas vyksta kaktomuša, aišku, geriausia smūgiuoti tiesiai į centrą, bet kuo didesnis kampas tarp zondo ir asteroido greičio vektorių, tuo efektyviausio smūgio vieta pasislenka labiau į šoną. Pailgiems asteroidams, tokiems kaip Itokawa, rezultatas labiausiai priklauso nuo asteroido pasisukimo. Visada geriausia taikyti į tą asteroido vietą, kuri yra arčiausiai zondo.
Aišku, planuojant misiją gali būti sudėtinga prognozuoti, kaip asteroidas bus pasisukęs smūgio metu, tačiau šį uždavinį realiu laiku galėtų spręsti paties zondo kompiuteriai. Tyrimo autorių teigimu, pasirinkus optimalią smūgio vietą, efektas – matuojamas kaip minimalaus atstumo tarp asteroido ir Žemės padidėjimas – gali išaugti net iki 50 %.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Journal of Guidance, Control and Dynamics“.
Planuojant Žemės gynybą nuo asteroidų įprastai tikimasi, kad pavojingas asteroidas bus aptiktas likus dešimtmečiams iki smūgio, tad orbitą pakeisti užteks labai nežymiai, kad susidūrimo būtų išvengta. Bet galimas ir baisesnis scenarijus – keliasdešimties metrų skersmens asteroidas aptinkamas tik tada, kai iki susidūrimo su Žeme likę mažiau nei metai. Toks asteroidas nesukeltų globalios katastrofos, tačiau galėtų sunaikinti miestą.
Ar įmanoma būtų išvengti tokios baigties? Grupė mokslininkų svarsto inžinerinius sprendimus. Praktiškai vienintelis tikėtinas būdas pakeisti asteroido trajektoriją yra toks pat, kaip ir DART misijos – smogti asteroidui pakankamai stipriai ir tiksliai, kad jis pralėktų šalia Žemės. Tam reikia ne tik didelio erdvėlaivio; jis turi skristi pakankamai greitai ir pataikyti pakankamai tiksliai.
DART į Dimorphos trenkėsi 6,6 km/s greičiu; panašaus, arba didesnio, greičio reikėtų ir tokiam „paskutinės vilties“ smūgiui. Savaime suprantama, jo nebūtų įmanoma valdyti iš Žemės, tad mokslininkai išnagrinėjo dvi galimas autonominio valdymo sistemas. Pirmoji, įprastai naudojama ir svarstoma panašių misijų kontekste, vadinama proporcine navigacija. Jos esmė – zondo greitis ir kryptis koreguojami nuolatos, vis atnaujinant tiek jo, tiek asteroido padėtis.
Antroji, mažiau paplitusi, sistema remiasi skrydžio trajektorijos prognozėmis. Kompiuteryje nuolat modeliuojamas skrydis ir korekcijos daromos tik tada, kai prognozė ima rodyti, jog susidūrimas (ar kitokio tikslo pasiekimas) nebeįvyks. Tyrėjų teigimu, antroji sistema būtų daug naudingesnė: ji ir patikimesnė, ir naudoja mažiau kuro, taigi leistų į asteroidą atsitrenkti išlaikius didesnę zondo masę.
Remdamiesi skaitmeniniais modeliais jie daro išvadą, kad antrosios sistemos valdomas zondas galėtų pataikyti į asteroidą maždaug metro tikslumu; įskaitant kitus veiksnius, nepriklausančius nuo valdymo sistemos, tikslumas suprastėja iki maždaug 40 metrų. Tokio dydžio asteroidai jau yra pavojingi, bet dar ne katastrofiški. Tyrėjų teigimu, sukurti sistemą, kuri galėtų patikimai pamušti asteroidą jau netoli Žemės, tikrai įmanoma; lieka klausimas, kiek pavyks pakeisti jo trajektoriją ir ar to užteks planeti išgelbėti.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Acta Astronautica“.
