DART: misija redirekcije asteroida

 

 

NASA-in Double Asteroid Redirection Test, DART je misija koju tako željno iščekujemo i koja bi mogla biti klica nečega što bi jednog dana moglo spasiti našu planetu i nas.

Svako malo dobijemo vijest kako neki asteroid ide prema nama i da će „za dlaku“ promašiti Zemlju ili da jeveć prošao.  I mogućnosti da nas jedan udari, nisu baš male. Ok, male su, ali se ipak može dogoditi i ako se dogodi – sve ovisi o veličini objekta iz svemira i mjestu gdje bi udario. Ako udari manji „kamenčić“, to i dalje ne znači da smo spašeni  - udar može donijeti kataklizmičke posljedice, poput razornih cunamija.

DART je prvi pokušaj čovječanstva da promijeni kretanje asteroida u svemiru namjernim sudarom letjelice u njega. Ciljani asteroid DART-a nije prijetnja Zemlji, ali je savršen poligon za testiranje bi li ova metoda skretanja asteroida – poznata kao tehnika kinetičkog udara – bila održiv način zaštite naše planete u slučaju opasnosti da se neki asteroid nađe na putanji prema Zemlji.

Prvo treba naglasiti da asteroid na koji DART cilja nije prijetnja Zemlji, ali je super za vježbanje.

DART treba udariti u Dimorphos, koji je manji pratilac asteroida Didymos. Sudar bi se trebao dogoditi u ranim jutarnjim satima u utorak 27. septembra (01:14) po srednjoevropskom vremenu (7:14 popodne po ECT).

Didymos – što na grčkom znači „blizanac" – otkrio je 11. aprila 1996. istraživač Joseph Montani iz Spacewatcha u Nacionalnoj opservatoriji Kitt Peak u Tucsonu, Arizona. Montani je također predložio ime. Dimorphos, čije ime znači „onaj koji ima dva oblika“, otkriven  je nešto kasnije, 2003. Dimorphos ima oko 170 m u prečniku, dok Didymos ima prečnik od oko 780 m.

Didymos je otkriven 11. aprila 1996. a otkrio ga je astronom Joseph Montani iz Spacewatcha u Nacionalnoj opservatoriji Kitt Peak u Tucsonu. Dimorphos, čije ime znači „onaj koji ima dva oblika“, otkriven  je nešto kasnije, 2003. Dimorphos ima oko 170 m u prečniku, dok Didymos ima prečnik od oko 780 m.

I da – na projektu otkrivanja ovakvih potencijalno opasnih objekata iz svemira rade hiljade naučnika i ako se šta opasno otkrije – to neće biti usamljena grupa ljudi koji su to slučajno otkrili. Dakle, ne scenarij filma Don't look up.

Također, ono što se dešava u DART misiji daleko je i od scenarija filma Armagedon, gdje je asteroid gađan nuklearnim projektilom. Međutim, kada bi se stvarno uradilo nešto tako, to ne bi bilo nimalo dobro: stručnjaci smatraju kako bi to donijelo više štete, zbog malih komadića, „šrapnela“ asteroida, koji bi došli do Zemlje.

Postoji više scenarija kako ovaj udar DART-a može izgledati i brzo nakon udara ćemo znati šta je bilo i koliko se utjecalo na putanju malog Dimorphosa.

„Udar može biti neelastičan, tj. kada se DART samo zabije u asteroid i nema nikakvog izbacivanja materijala. Ovo je manje verovatan ishod“, kaže Igor Smolić, s Instituta za fiziku u Beogradu. „Može biti elastičan kada zbog udara DART-a celokupna kinetička energija hipotetički bude predata materijalu koji bi se tada izbacio suprotno od pravca kojim je DART udario. Ostao bi krater na površini. Ovo je realističniji scenario, ali ne treba očekivati da se baš celokupna energija potroši na ovaj način, kao i to da se sav materijal izbaci u pomenutom pravcu, već će sigurno deo da se  izbaci i „na stranu'. I treći najmanje verovatan scenario je da se DART zabode u asteroid i da se sa potpuno druge strane asteroida (na antipodu) izbaci nešto materijala. Ovo je manje elastično od neelastičnog sudara.“

A kako ćemo znati kakav je sudar bio?

Očekuje se da će promjena iznositi nekoliko minuta. Što jeste mala promjena i odnosu na pomenuti period koji je sada oko 11 časova i 55 minuta. Ovakva promjena će se već lako uočiti nakon nekoliko dana, jer će razni teleskopi posmatrati kako ovaj sistem mijenja sjaj, i očiti koliko je odstupanje između posmatranih i očekivanih (u slučaju da nije došlo do udara) trenutaka kada dolazi do međusobnog pomračivanja između Didymosa i Dimorphosa. Da promena bude i svega 1 minut, posle nedelju dana od udara, odnosno posle oko 14 perioda obilazaka, razlika između očekivanog i posmatranog je 14x1 min, tj. 14 minuta.

U suštini ovdje se radi o testiranju principa – da li ako imamo resurse i vrijeme da izgradimo nešto što možemo zbubačiti u neki asteroid koji bi bio stvarna prijetnja, taj udar može bar malo promijeniti trajektoriju stjenčuge koaj ide na nas, dovoljno da nas promaši. Male promjene trajektorije usljed udara mogu imati na kraju velik efekat. Ili bar dovoljan.

Neko bi na ovom mjestu pitao zašto ne bismo lansirali nuklearne projektile na takvo tijelo...pa stručnjaci smatraju da bi to bilo više štete nego koristi, jer bi pri tom nastali mali „geleri“ stijene koji bi bombardovali Zemlju i imali jako štetan učinak.

Inače, ova misija je morala imati neke preduslove i to je Igor Smolić lijepo objasnio u svom statusu na FB:

„Samo jedan od preduslova za postojanje DART misije je poznavanje putanje binarnog asteroda Didymos + Dimorphos oko Sunca sa velikom tačnošću. Ovo je postignuto tako što je astronomska zajednica od aprila 1996, kada je otkriven ovaj asteroid, preko 3800 puta izmerila njegov položaj na nebu, a u jesen 2003. su izvršena i radarska posmatranja u cilju merenja trenutnih udaljenosti od Zemlje. Ali nije bilo potrebno samo meriti položaje - što je predmet astrometrije, već su se naporedo poboljšavali katalozi zvezda u odnosu na koje se mere položaji asteroida (rasla je i tačnost i broj kataloških zvezda), ali i posmatračke tehnike (iskustvo, softver, specijalizovani teleskopi...).

Na grafiku se vidi kako je tekao taj napredak kroz smanjenje greške u određivanju položaja u toku poslednjih 26 godina. Uobičajena greška krajem prošlog veka je iznosila oko 0,6 lučne sekunde, u prvoj dekadi ovog veka oko 0,3 lučne sekunde, da bi u poslednjih desetak godina opala na svega oko 0,05 lučne sekunde:

Pred sam susret letelice i Didymosa, sa pratiocem mu Dimorphosom, položaj asterioda se znao sa greškom od nekoliko kilometara, tj. sasvim dovoljno dobro da u finalnoj fazi leta DART može izvršiti korekcije kako bi pogodio centralni deo Dimorphosa, čiji je prečnik svega oko 170 metara.

 

Istraživači će moći vidjeti asteroidni sistem izbliza pomoću slika dobivenih od DART-ovog jedinog ugrađenog instrumenta, nazvanog DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation). DRACO je kamera visoke rezolucije temeljena na instrumentu LORRI svemirske letjelice New Horizons.

DRACO će pomoći DART-u u navigaciji do sustava Didymos, i u posljednjim minutama slao je slike natrag na Zemlju brzinom od jedne u sekundi, omogućujući timu DART-a da izmjeri veličinu i oblik stijena kako bi odredio mjesto udara. DART će moći napraviti razliku između dva asteroida tek nekih sat vreena prije samog udara.

DART također ima saputnika – malu svemirsku letjelicu koja je doprinos Italijanske svemirske agencije (ASI). LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) je veličine kutije za cipele i odvojila se od DART-a nekoliko dana prije DART-ovog udara u mjesec.

LICIACube će snimiti slike udara i materijala izbačenog prilikom sudara. Pokušaće fotografisati krater uzrokovan udarom, iako bi aterijal nastao u udaru mogao ometati ovaj pokušaj snimanja. I slikaće stražnju stranu mjeseca, koju DRACO nikada neće imati priliku vidjeti.

NASA ne troši skupu, sofisticiranu letjelicu radi zabavu. Agencija radi svoj posao u traženju potencijalno opasnih stijena u svemiru  i načina kako spriječiti da one unište Zemlju. NASA je odabrala ovaj cilj, jer je relativno blizu, lakše ga je dostići, veličine je asteroida koji bi mogli predstavljati opasnost po Zemlju i može se posmatrati pomoću teleskopa.

"Cilj ove misije ni bio skretanje asteroida, već da se vidi koliko će se promeniti period revolucije ovog malog Dimorphosa oko Didymosa. Tako će se bolje znati koliko je efikasan ovakav udar. ", dodaje Smolić

Udar je bio uspješan. #WeHaveImpact i možete ga pogledati ovdje.

Dimorphos prije udara: 

Update

Teleskopi James Webb i Hubble u četvrtak 29.9. 2022. su otkrili svoje prve slike svemirske letjelice koja je namjerno udarila u asteroid, budući da su astronomi ukazali da je udar izgleda bio puno veći od očekivanog.

Ovi  teleskopi usmjerili su svoj pogled prema svemirskoj stijeni Dimorphos ranije ove sedmice radi istorijskog testa Zemljine sposobnosti da se obrani od potencijalno po život opasnog asteroida u budućnosti.

Astronomi su se radovali kada je NASA-in udarni element za testiranje dvostrukog asteroidnog preusmjeravanja (DART) udario u svoju metu u obliku lopte za ragbi veličine piramide 11 miliona kilometara (6,8 milijuna milja) od Zemlje u ponedjeljak navečer.

Slike snimljene teleskopima pokazuju golemi oblak prašine koji se širi iz Dimorphosa - i njegovog velikog brata Didymosa, oko kojeg kruži - nakon udara svemirskog broda.

Slika koju je snimila bliska infracrvena kamera (NIRCam) Jamesa Webba četiri sata nakon sudara pokazuje kolute materijala koji se pojavljuju kao pramenovi koji teku od središta mjesta gdje se udar dogodio, navodi se u zajedničkoj izjavi Europske svemirske agencije, James Webb i Hubble.

Ovo ima ogromne implikacije u planetarnoj obrani jer znači da bi se ova tehnika mogla koristiti za puno veće asteroide.

Update 12. 10. 2022.  - Udar u asteroid rezultirao promjenom orbite

Prije udara, mjesecu je trebalo 11 sati i 55 minuta da obiđe svoj matični asteroid. Naučnici su se nadali da će moći skratiti 10 minuta, ali NASA-in administrator Bill Nelson rekao je da je udar promijenio orbitu asteroida za oko 32 minute.

"Ova misija pokazuje da NASA pokušava biti spremna za sve što nam svemir baci", rekao je Nelson tokom brifinga u sjedištu NASA-e u Washingtonu.