26 сентября 2022 года NASA провела успешный эксперимент по отклонению астероида с помощью метода кинетического удара в рамках миссии DART (Double Asteroids Redirect Test). Однако, как показало недавнее исследование, этот метод также может создавать обломки, которые могут достичь Земли и других небесных тел.

Международная группа учёных под руководством доктора Элоя Пенья-Асенсио, научного сотрудника группы DART (Deep-space Astrodynamics Research and Technology) Политехнического института Милана, провела серию динамических симуляций, чтобы изучить, как обломки, образовавшиеся в результате удара, могут достичь Земли и Марса. К нему присоединились коллеги из Автономного университета Барселоны, Института космических наук (ICE-CSIS), входящего в состав Национального исследовательского совета Испании, Каталонского института космических исследований (IEEC) и Европейского космического агентства (ESA).

Астероид Диморфос, запечатлённый миссией NASA DART за две секунды до того, как космический аппарат врезался в его поверхность 26 сентября 2022 года. Источник: NASA/JHUAPL

Исследователи использовали данные, полученные с помощью итальянского спутника LICIACube для визуализации астероидов, который сопровождал миссию DART и стал свидетелем миссии. Эти данные позволили команде ограничить начальные условия выброса, включая его траекторию и скорость — от нескольких десятков метров в секунду до примерно 500 м/с (1800 км/ч).

Затем группа использовала суперкомпьютеры Центра навигации и вспомогательной информации NASA (NAIF) для моделирования последствий. Эти симуляции отслеживали 3 миллиона фрагментов, образовавшихся в результате столкновения миссии DART с астероидом. 

Как рассказал Пенья-Асенсио: «LICIACube предоставил важные данные о форме и направлении выброса сразу после столкновения. В нашем моделировании фрагменты имели размер от 10 сантиметров до 30 микрометров, причём нижний диапазон представлял собой наименьшие размеры, способные производить наблюдаемые с Земли метеоры при современных технологиях. Верхний диапазон был ограничен тем фактом, что наблюдались только выброшенные фрагменты размером в сантиметр».

Результаты показали, что некоторые частицы могут достичь Марса примерно за 13 лет, а другие — Земли всего за семь лет. Например, частицы, выброшенные со скоростью ниже 500 м/с, могут достичь Марса примерно за 13 лет, тогда как те, что выброшены со скоростью выше 1,5 км/с (5400 км/ч), могут достичь Земли всего за семь лет. Однако моделирование показало, что, скорее всего, пройдет до 30 лет, прежде чем какой-либо из обломков будет замечен с Земли.

«Однако, судя по ранним наблюдениям, ожидается, что более быстрые частицы будут слишком малы, чтобы производить видимые метеоры. Тем не менее, продолжающиеся кампании по наблюдению за метеорами будут иметь решающее значение для определения того, создал ли DART новый метеорный поток: "Диморфиды". Кампании по наблюдению за метеорами в ближайшие десятилетия будут иметь последнее слово. Если образовашиеся фрагменты Диморфоса достигнут Земли, они не будут представлять никакой опасности. Небольшой размер и высокая скорость заставят их распасться в атмосфере, создав прекрасную светящуюся полосу в небе», — объяснил доктор Пенья-Асенсио.

Исследователи также отметили, что будущие миссии по наблюдению за Марсом получат возможность наблюдать марсианские метеоры, когда фрагменты Дидима сгорят в его атмосфере. Кроме того, исследование предоставило потенциальные характеристики, которые будут иметь эти и любые будущие метеоры, сгорающие в нашей атмосфере. Это включает направление, скорость и время года, когда они приблизится, что позволит чётко идентифицировать любые «Диморфиды».

Миссия DART и сопутствующие ей миссии уникальны тем, что они предоставляют возможность смоделировать, как выбросы, вызванные ударами, могут когда-нибудь достичь Земли и других тел в Солнечной системе. Как отметил Михаэль Кюпперс, научный сотрудник проекта миссии Hera ESA и соавтор статьи, «уникальным аспектом миссии DART является то, что это контролируемый эксперимент столкновения, при котором свойства ударника точно известны. Благодаря миссии Hera мы также хорошо узнаем свойства цели, включая свойства места удара DART. Данные о фрагментах поступили с LICIACube и наземных наблюдений после удара. Вероятно, нет другого удара в планетарном масштабе с таким количеством информации об ударнике, цели, образовании и раннем развитии выброса. Это позволяет нам тестировать и улучшать наши модели и законы масштабирования процесса удара и эволюции выброса».

Статья, в которой подробно излагаются их выводы, опубликована на сервере препринтов arXiv и принята к публикации журналом The Planetary Science Journal.

Подробнее на iXBT