ماموریت دارت ناسا برای اولین بار در جهان در آستانه برخورد با یک سیارک است. چه چیزی یاد خواهیم گرفت؟


تصویر DART قبل از افکت.
ناسا /جانز هاپکینز APL / استیو گریبین

در ۲۶ سپتامبر در ساعت ۲۳:۱۵ UTC، ماموریت DART (آزمایش انحراف دوگانه سیارک) ناسا اولین ماموریتی خواهد بود که حرکت یک جسم مهم در منظومه شمسی را به طور عمدی اندازه گیری می کند. به عبارت دیگر، با یک سیارک برخورد خواهد کرد.

این مأموریت اولین آزمایش فناوری را ارائه می دهد که می تواند در آینده مورد استفاده قرار گیرد – برای تغییر مسیر هر سیارکی که شناسایی می کنیم و در مسیر برخورد با زمین هستند.


دو جفت سنگ فضایی

DART در ۲۴ نوامبر ۲۰۲۱ بر روی یک جفت سیارک که در ۱۱ میلیون کیلومتری زمین به دور یکدیگر می چرخند پرتاب شد.

بزرگترین سیارک این جفت، دیدیموس نام دارد که قطر آن ۷۸۰ متر است. سیارک کوچکتر که تنها ۱۶۰ متر عرض دارد دمورفوس نام دارد. این دو عنصر در فاصله ۱.۱۸ کیلومتری به دور یکدیگر می چرخند و یک دور آن تقریباً ۱۲ ساعت طول می کشد.

نمودار DART نزدیک به سیارک های دیدیموس و دمورفوس.
انتظار می رود فناوری DART مدار سیارک کوچکتر را تغییر دهد.
ناسا/جان هاپکینز APL

این سیارک ها هیچ تهدیدی برای زمین ندارند و تا حدودی به دلیل همین واقعیت به عنوان اهداف DART انتخاب شدند. اما مهمتر از آن، از آنجایی که سیارک ها یک جفت دوتایی را تشکیل می دهند، ارزیابی پیامدهای این برخورد برای ستاره شناسان روی زمین امکان پذیر خواهد بود.

همانطور که سیارک ها به دور یکدیگر می چرخند، نور خورشید منعکس شده از آنها موم می شود و کاهش می یابد و به طور سیستماتیک در طول چرخه مداری ۱۲ ساعته تغییر می کند. با استفاده از تلسکوپ های قدرتمند زمینی، ستاره شناسان می توانند این تغییرات را مشاهده کنند و ببینند که چگونه آنها از قبل به بعد از برخورد تغییر می کنند.

گفتگو

فیزیک ساده است، ماموریت نه

فیزیک ساده به نظر می رسد و همینطور است. یک جسم را در دیگری ضرب کنید تا حرکت آن تغییر کند. اما اجرای کار بسیار پیچیده است. وقتی DART به سیارک ها می رسد، پس از یک سفر ۱۰ ماهه، ۱۱ میلیون کیلومتر از زمین فاصله خواهد داشت. فضاپیما باید از هدف گیری خودکار با استفاده از تصاویر سیارک هایی که با نزدیک شدن به دست می آورد استفاده کند.

DART باید سیارک ها را به تنهایی شناسایی کند، به طور خودکار در Dimorphos قفل شود و مسیر آنها را برای برخورد با آنها تنظیم کند. همه اینها در حالی که با سرعت نزدیک به ۲۴۰۰۰ کیلومتر در ساعت سفر می کنید!

پیش بینی نتایج تأثیر دشوار است، اگرچه اندازه گیری آن نسبتاً آسان است. اندازه، شکل و ترکیب دیمورفوس، و دقیقاً محل برخورد تیر و قدرت آن، بر نتیجه تأثیر می گذارد.

همه این عوامل تا حدودی نامشخص هستند. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری جامعی از ضربه انجام شده است و مقایسه‌های شبیه‌سازی، پیش‌بینی‌ها و نتایج اندازه‌گیری‌شده، نتایج اصلی کار DART خواهند بود.

علاوه بر اندازه‌گیری‌های تلسکوپ‌های زمینی، نمای نزدیک از این اثر از طریق CubeSat آژانس فضایی ایتالیا (نوع کوچکی از ماهواره‌ها) به نام LICACube که از جعبه فنری روی فضاپیما مستقر می‌شود، امکان‌پذیر خواهد بود. در ۱۱ سپتامبر، LICIACube این برخورد را زیر نظر گرفته و از پیامدهای آن عکس می گیرد.

دستگاه بزرگ و گرد در فضای لانه
تلسکوپ Lowell Discovery، واقع در شمال آریزونا، یکی از امکاناتی است که تاثیر اثر DART را اندازه گیری می کند.
راسخانه برای اولین بار

نتایج به ما چیزهای زیادی در مورد ماهیت سیارک ها و توانایی ما در تغییر حرکت آنها می گوید. در آینده، این دانش می‌تواند برای برنامه‌ریزی مأموریت‌های دفاع سیاره‌ای که به دنبال منحرف کردن تمرکز از سیارک‌هایی هستند که تهدیدی برای زمین هستند، مورد استفاده قرار گیرد.

سطح تهدید چیست؟

یک سیارک با قطر ۲۵ متر در صورت برخورد با اتمسفر در منطقه پرجمعیت می تواند باعث آسیب انفجار هوا شود. تخمین زده می شود که حدود ۵ میلیون جرم از این دست در منظومه شمسی ما وجود دارد و ما حدود ۰.۴ درصد از آنها را کشف کرده ایم. تخمین زده می شود که چنین تأثیری هر ۱۰۰ سال یک بار رخ می دهد. علیرغم فراوانی بالای آنها، ریسک کلی کم و ریسک تأثیر نسبتاً کم است.

با این حال، تخمین زده می شود که ۲۵۰۰۰ جرم به اندازه دمورفوس در منظومه شمسی وجود دارد که ۳۹ درصد آنها هر ۲۰۰۰۰ سال یک بار به زمین برخورد می کنند. چنین جسمی در صورت برخورد به یک منطقه پرجمعیت صدمات گسترده ای ایجاد می کند.

نموداری که اندازه های مختلف سیارک ها و خطر نسبی آنها را نشان می دهد
آمار سیارک ها و تهدیدات سیارک ها با اندازه های مختلف.
ناسا

سیارک هایی که می توانند وجود تمدن بشری را به چالش بکشند در دسته بزرگ ۱ کیلومتری قرار می گیرند که کمتر از هزار مورد در منظومه شمسی وجود دارد. ممکن است فقط هر ۵۰۰۰۰۰ سال یک بار به زمین برخورد کند. ما قبلاً ۹۵٪ از این چیزها را پیدا کرده ایم.

بنابراین، برخورد احتمالی سیارک با زمین از مکرر اما خوش خیم تا بسیار نادر اما فاجعه آمیز متغیر است. آزمایش‌های DART در محدوده اندازه بسیار مناسب و جالب برای سیارک‌ها انجام می‌شود: آنهایی که بزرگتر از ۱۰۰ متر هستند.

اگر DART موفقیت آمیز باشد، می تواند راه را برای ماموریت های آینده با هدف قرار دادن سیارک ها برای دور نگه داشتن آنها از مسیر هموار کند. هنگامی که یک سیارک از زمین دور است، فقط یک ضربه کوچک لازم است تا آن را از سر راه ما خارج کنیم، بنابراین هر چه زودتر بتوانیم سیارک هایی را که یک تهدید بالقوه هستند شناسایی کنیم، بهتر است.

در آینده نزدیک، این فرض فرسوده بسیاری از “سیارک می آید، ما باید آن را منحرف کنیم!” فیلم ها ممکن است به واقعیت تبدیل شوند.

استفان تینگی، استاد برجسته جان کرتین (نجوم رادیویی)، دانشگاه کرتین

این مقاله با مجوز Creative Commons از The Conversation بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.