NASA'nın DART çarpma tertibatı, gezegen savunmasının nasıl çalışabileceğini gösteriyor

 Yörünge değişikliğinin çoğu, enkaz tarafından taşınan momentumdan geldi.

Enkaz dumanının Hubble görüntüleri.

NASA DART görevi küçük bir asteroide çarptığında, uzay aracının ağırlığını ve ne kadar hızlı hareket ettiğini büyük bir kesinlikle biliyorduk. Bunu, hedef asteroit Dimorphos'un hareket ve kütlesine ilişkin tahminlerimizle birleştirirseniz, o zaman kolayca matematik yapabilir ve asteroit tarafından ne kadar momentum kaybedileceğini ve bunun yörüngesi için ne anlama geleceğini tahmin edebilirsiniz. Bu biraz matematik, Dimorphos'un yörüngesinin kabaca yedi dakika daha kısa olması gerektiğini gösteriyor.

Bunun yerine, yörünge yarım saat kısaltıldı - bu sayının dört katından fazla.

Nature'ın bugünkü sayısı, DART'ın çarpışmasının nasıl büyük bir etkiye sahip olduğunu açıklamak için etkiyi ve sonrasını toplu olarak yeniden inşa eden beş makale içeriyor. Ve bu süreçte makaleler, DART gibi çarpanların gezegeni küçük asteroitlerden korumanın geçerli bir yolu olabileceğini gösteriyor.

savunma hissi

DART'ın başarısında yazılımın oynadığı rolü unutmak kolaydır. Didymos/Dimorphos ikili sistemine önce yeri keşfetmek için bir şey göndermedik; bunun yerine NASA, DART'ı bir kamera ve ne beklemesi gerektiğine dair kabaca bir fikri olan bazı navigasyon yazılımıyla başlattı. Yazılım devraldığında, kamera minik Dimorphos'u bile çözemedi ve bunun yerine DART'ı daha küçük asteroid görüş alanına girene kadar yaklaşık 25 dakika boyunca Didymos'a doğru hareket ettirmeye devam etti.

Dimorphos'un en uzun ekseninde kabaca 150 metre çapında olmasına rağmen, DART'ın onu 68 santimetre içinde nereye çarptığını ve bu konumun uzay aracından asteroide momentum aktarımını en üst düzeye çıkarmak için ideal noktaya yakın olduğunu biliyoruz. Yerleşik kamera ayrıca, çarpma bölgesinin yok edilmeden saniyeler öncesine kadar ayrıntılı görüntülerini sağladı. Uzay aracının oryantasyonu bilgisi ile birleştiğinde, bu, etkinin fevkalade ayrıntılı bir tanımını sağlar:

Uzay aracı, güneş panelleri hafifçe yüzeye doğru eğimli olarak asteroide yaklaştı. +Y güneş dizisinin ön kenarı 1. kayanın yüzeyiyle temas etti ve bu güneş dizisi doğrudan 1. kayayı vurdu. Hemen ardından, -Y güneş enerjisi dizisi 2. kayayı sıyırdı ve -Y dizisinin ön kenarı yüzeye temas etti aşağı yönde 2 numaralı kayanın tabanına yakın. Sonunda, uzay aracı otobüsü 1 ve 2 numaralı kayalar arasına çarptı.

Bu, şu anda önceden ayrıntılı keşif gerektirmeden küçük bir asteroit üzerinde bir önleme yapmak için gereken teknolojiye sahip olduğumuzu gösteriyor. Ve bir süredir bildiğimiz gibi, uzay aracının etkisi asteroitin yörüngesini önemli ölçüde değiştirebilir. Dolayısıyla, gezegen savunması açısından bakıldığında, DART büyük bir doğrulamaydı.

Kalan yeni bilgilerin çoğu, yörünge kaymasının neden basit bir hesaplamanın önerebileceğinden çok daha büyük olduğuna odaklanıyor.

Fırlat!

Potansiyel etki modelleri, DART'ın Dimorphos'un yörünge momentumunu etkileyebileceği ek bir yol olduğunu zaten belirtmişti. Asteroit muhtemelen yerçekimi ile gevşek bir şekilde bir arada tutulan bir malzeme "moloz yığını" olacağından, herhangi bir çarpmanın bu malzemenin bir kısmını asteroidin yüzeyinden fırlatması muhtemeldir. Ve tüm bu malzeme, Dimorphos'un yörünge yönüne bakan yüzeyde bulunan çarpma bölgesinden uzağa yönlendirilmiş kendi momentumunu taşıyacaktı. Dolayısıyla, püskürmeye karşı eşit ve zıt tepki, asteroitin yörüngesinin yavaşlaması olacaktır ve bu, DART'ın etkisinin etkisine eklenecektir.

Bu modellerde yörünge periyodunda beklenen maksimum değişiklik 40 dakikaydı. Yörünge 30 dakika değiştiğinden, bu, DART'ın çarpmasıyla gönderilen malzeme miktarının potansiyel senaryoların yüksek tarafında olduğunu gösteriyor.

Yine de, bu ejekta ile ilgili olarak tam olarak ne olduğunu anlamak karmaşıktır. Dimorphos veya Didymos'un yoğunluğunun kesin bir ölçümüne sahip değiliz, bu nedenle kayıp momentum hakkında bir rakam veremiyoruz. Bu, tam olarak ne kadar malzemenin atıldığını bilemeyeceğimiz anlamına gelir. Bunun yerine, yapabileceğimiz şey, çeşitli rakamlara bazı kısıtlamalar koymak ve bu sayıların bazılarına üst ve alt rakamlar koymamıza izin veren bir model oluşturmaktır. Bu nedenle, yeni çalışmaların çoğu, gerekli kısıtlamalardan bazılarını elde etmek için dışarı atılan malzemenin gözlemlerine odaklanıyor.

Bu verilerin bir kısmı, çarpışmadan sonraki ilk sekiz saat boyunca enkaz bulutunu izleyen ve malzemeyi birkaç kez tekrar ziyaret eden Hubble Uzay Teleskobu'ndan geldi. Hemen ardından dağınık bir toz bulutu yakaladı ve bu daha sonra koni biçimli bir dumana dönüştü. Başlangıçta bu duman, Didymos/Dimorphos sisteminin yerçekiminden kaçma sürecinde olan hızlı hareket eden malzemeden oluşuyordu. Ancak birkaç gün içinde, yerçekiminin etkisi altında kıvrılan, daha yavaş hareket eden parçacıklara geçiş oldu.

Bu, iki ana malzeme akışına ayrıldı. Asteroitlerin yönelimleri nedeniyle, bu akıntılardan biri neredeyse doğrudan Güneş'e yöneltildi ve bu da akıntıdaki parçacıklar üzerinde radyasyon basıncı uyguluyor. Birkaç gün içinde bu basınç, bu akışın yönünü tamamen tersine çevirdi. Kimse bunun neden olduğundan emin olmasa da, ikinci akış da daha yelpaze şeklinde bir profil benimsiyor gibi görünüyordu.

Bir başka önemli veri kaynağı da ticari bir dijital teleskopun kullanıcılarından geliyordu - gazetelerden biri düzinelerce ismin "Unistellar Citizen Scientist" olduğunu söylüyor. Bu vatandaş bilim adamları, etkinin ilk sonuçlarını yakalamak için iyi yerleştirilmiş beş kişiyi içeriyordu. Toplu olarak, bu amatör astronomlar enkazı çarpma öncesi seviyelere düşene kadar üç haftadan fazla bir süre boyunca izlediler ve toplu olarak püskürmenin toplam kütlesi üzerinde daha fazla sınır sağladılar. Bu görüntülerden yapılan tahminler, hızlı hareket eden fırlatılan malzemenin, DART'ın çarpışmasından kaynaklanan enerjinin yaklaşık üçte birini taşıdığını gösteriyor.

neredeyiz

Bu çalışmanın ek bir avantajı, püskürmenin özelliklerinin aktif asteroitler olarak adlandırılanların "kuyruklarına" çok benzemesidir. Bunların çarpışmalar tarafından üretildiği düşünülüyordu, ancak şimdiye kadar hiç kimse bir çarpışmanın meydana geldiğini izlemedi. Artık sahip olduğumuza göre, aktif asteroitlerin benzer bir sürecin ürünü olduğundan daha eminiz.

Dimorphos hakkında daha fazla ayrıntı için muhtemelen Avrupa Uzay Ajansı'nın önümüzdeki yıl başlaması beklenen HERA misyonunun gelişini ve ardından sistemin daha ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını sağlamak için asteroitlerle buluşmasını beklememiz gerekecek. Bu arada, Dünya ile çarpışma tehdidi oluşturan küçük bir asteroit tespit edilirse, bu konuda bir şeyler yapabileceğimize dair çok daha güçlü bir duyguya sahibiz. Geriye kalan büyük soru, bu moloz bulutunun neden olduğu gelişmiş yeniden yönlendirme türünün moloz yığını asteroitlerin genel bir özelliği olarak mı beklenmesi gerektiği veya hangi asteroitin vurulduğuna bağlı olarak püskürmede önemli farklılıklar olup olmayacağıdır.