DART показал, как разбить астероид. Так куда же делась космическая шрапнель?

Jun 03, 2023

Скибба Рама

Почти год назад НАСА запустило космический корабль DART на астероид Диморфос на скорости 14 000 миль в час. Это был первый тест, позволяющий выяснить, смогут ли они слегка отклонить траекторию космического камня, используя высокоскоростное столкновение — метод, который можно использовать для защиты Земли от будущих астероидов-убийц. Это сработало. Но сейчас они пытаются выяснить подробности катастрофы. И если людям придется защищать земную жизнь от потенциального удара астероида, эти детали, несомненно, будут иметь значение. Ученые начинают с изучения выбросов, валунов и множества более мелких частиц, отброшенных ударом. Они предсказывали, что будут обломки, но не знали точно, чего ожидать. Ведь по сравнению со звездами и галактиками астероиды крошечные и тусклые, поэтому издалека сложно определить их плотность и состав. Когда вы ударите по нему, он просто отскочит? Будет ли зонд врезаться в него и образовать кратер? Или, если астероид хрупкий, не приведет ли столкновение с ним корабля с риском образования космических осколков, которые все еще достаточно велики, чтобы угрожать Земле?

«Именно поэтому нам нужно было провести космическое испытание этой технологии. Люди проводили лабораторные эксперименты и моделировали. Но как реальный астероид такого размера, который нас беспокоит для планетарной защиты, отреагирует на кинетический удар?» — говорит Нэнси Шабо, руководитель координации DART и планетолог из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, которая разработала этот корабль в сотрудничестве с НАСА.

Многие астероиды представляют собой «кучи обломков», грязь, камни и лед, слабо скрепленные вместе, а не что-то твердое и плотное, как бильярдный шар. Астероид Рюгу, который посетил зонд «Хаябуса-2» японского космического агентства в июне 2018 года, и астероид Бенну, с которого в 2020 году аппарат НАСА OSIRIS-REx взял образцы, считаются грудами обломков. Новое исследование, опубликованное в июле в Astrophysical Journal Letters, показывает, что Диморфос, по-видимому, тоже устроен таким же образом, а это означает, что удар, скорее всего, создаст кратер и выбросит обломки на поверхность астероида или рядом с ним.

Чтобы выяснить, что произошло после крушения, Дэвид Джуитт, астроном Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и его коллеги использовали космический телескоп Хаббла, чтобы неоднократно приближать Диморфос. Совместные глубокие наблюдения позволили им различить объекты, которые в противном случае были бы слишком тусклыми, чтобы их можно было увидеть. Через несколько месяцев после удара зонда DART они обнаружили рой из примерно трех десятков ранее не замеченных валунов, самый большой из которых имеет диаметр 7 метров, медленно удаляющихся от астероида. «Это медленное облако шрапнели от удара, уносящее значительную массу: около 5000 тонн в виде валунов. Это довольно много, учитывая, что сам ударник весил всего полтонны. Поэтому он выбросил огромную массу валунов», — говорит Джуитт.

Другие исследователи, в том числе команда DART, также исследовали облако камней, отброшенное быстрым ударом космического корабля. Шабо и ее коллеги опубликовали исследование в журнале Nature ранее в этом году, также используя фотографии Хаббла и визуализирующие выбросы. Они показали, что сначала осколки разлетелись в конусообразном облаке, но со временем этот конус превратился в хвост, мало чем отличающийся от хвоста кометы. Это открытие также означает, что модели поведения комет могут быть применены к ударным элементам, таким как DART, говорит Шабо.

Диморфос никогда не представлял угрозы для Земли, но подобные детали будут иметь значение в реальном сценарии отклонения астероида. Валуны и более мелкие выбросы придется сбить с пути вместе с остальной частью астероида, чтобы спасти планету. Или, скажем, астероид не был обнаружен до тех пор, пока он не оказался очень близко к Земле, и его траекторию нельзя было изменить настолько, чтобы избежать крушения. Можно ли, по крайней мере, превратить его в достаточно маленькие валуны, чтобы сгореть в атмосфере Земли? «Что лучше — быть застреленным высокоскоростной винтовочной пулей или кучей дробинок из дробовика?» — спрашивает Джуитт. «Ответ таков: дробовик лучше, потому что более мелкие валуны с большей вероятностью будут смягчены или рассеяны при столкновении с атмосферой».