Справимся без Брюса Уиллиса. Зачем NASA атакует астероид Диморф космическим аппаратом DART

Американське космічне агентство NASA готується навмисно зіштовхнути свій корабель із астероїдом, що наближається до Землі. Так буде вперше випробувано метод планетарного захисту від ударів із космосу.

"Погані новини: астероїд 1999 KW4 пролетів повз, так і не знищивши Землю та все живе. Хороші новини: ще один, Дідим, уже в дорозі". Цей специфічний чорний гумор із замітки в The Register стосується цілком реальних подій і, до того ж, реальних загроз для людства. Малі планети, які називають гарним словом "астероїди", смертельно небезпечні. Зіткнення з Землею об'єкта розміром понад 3 км може призвести до знищення цивілізації. Зіткнення з тілом меншого розміру (але понад 50 метрів у діаметрі) спричинить численні жертви та гігантські економічні збитки.

Найнебезпечнішим на сьогодні вважається астероїд Апофіс діаметром близько 300 м, при зіткненні з яким може бути знищена ціла країна. Учені можуть передбачити зіткнення з астероїдом щонайменше за місяць, але чи можемо ми щось зробити, якщо виявиться, що Землі ось-ось "прилетить"?

Пробний запуск: космічний DART

Астероїд Дідим, який наблизиться до нашої планети восени 2023 року, належить до "потенційно небезпечних", оскільки при зіткненні з Землею він здатний завдати "відчутної шкоди", зазначають дослідники. Дідим зі своїм супутником Діморфом є подвійною астероїдною системою, яка поки що несе загрози Землі. На ній і вирішили відточити свою майстерність у NASA.

Щоб протистояти космічній загрозі, NASA розробляє спеціальну стратегію, частиною якої став проект DART (Double Asteroid Redirection Test – випробування перенаправлення подвійного астероїду). Немов дротик у центр мішені, спеціальний космічний корабель розміром із холодильник і вагою близько 0,5 т пролетить зі швидкістю 700 км/год і вріжеться в астероїд Діморф, збивши його з траєкторії на один градус. Цей тренувальний запуск має показати, чи здатні ми впоратися з Армагеддоном без допомоги Брюса Вілліса.

Астероїди Діморф і Дідим: на кого "націлилося" NASA

Перша в історії місія зміни траєкторії астероїда повинна стартувати 24 листопада 2021 року на борту ракети SpaceX Falcon 9 із військово-повітряної бази Ванденберг у Каліфорнії.

Політ займе близько року: очікується, що до вересня 2022-го космічний апарат дістанеться заданої мети — невеликого супутника астероїда Діморфа, який обертається навколо навколоземного астероїда під назвою Дідим. Діаметр супутника — близько 160 м, а у Дідима — 780 м. Обидва космічні тіла роблять один оберт навколо Сонця кожні два роки й один місяць (770 днів).

У вересні наступного року Дідим і Діморф мають підійти до Землі досить близько – на 11 млн км. NASA має намір використовувати це вікно, щоб реалізувати свою місію.

Щоправда, прицілитися на астероїд не так просто, і запуск корабля вже відкладали: спочатку місія мала стартувати 22 липня 2021 року. У NASA не відкидають ще одного перенесення дати запуску — на лютий 2022-го.

Як у "Армагеддоні": тільки не підірвати, а відштовхнути

Великі та маленькі, що наближаються до Землі, а найчастіше гігантські астероїди не раз лягали в основу сюжету фільмів-катастроф. Найвідомішою стала стрічка "Армагеддон", де Брюс Вілліс у ролі нафтовика-бурильника Гаррі Стемпера вирушає до астероїда, щоб зруйнувати його за допомогою бомби.

За сюжетом фільму, вчені з NASA з'ясовують, що великий астероїд (розміром зі штат Техас) повинен врізатися в Землю через 18 днів. Куди б не вдарив космічний уламок, життя на планеті буде знищено. У фільмі вчені вирішили, що зовнішній удар по астероїду не змінить його курс, тому необхідно пробурити в небесному об'єкті свердловину та закласти вибухівку.

На цьому моменті схожість голлівудського фільму зі справжньою місією NASA закінчується. Насправді, згідно з розрахунками команди DART, космічний апарат, який вріжеться в астероїд, знизить швидкість астероїда Діморф приблизно на 1%. Такий результат може бути незначним, але цього вистачить, щоб змінити орбіту. А наслідки цих змін можна буде побачити за допомогою телескопів Землі.

Загроза з космосу. Чи таки — на клаптики?

Деякі ідеї вчених щодо усунення астероїдної загрози справді схожі на сюжет "Армагеддона". Наприклад, зовсім недавно команда з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі запропонувала новий метод під назвою "Подрібни його".

Американські дослідники кажуть, що небезпечні для Землі астероїди можна буде розбивати на дрібні, безпечні шматочки за допомогою спеціальних стержнів із вибухівкою. Кожен стрижень від 1,8 м до 3 м може нести навіть невелику ядерну бомбу.

Дослідники визнають, що потік уламків, що утворився в результаті вибуху, звичайно, може завдати шкоди Землі. Але він буде набагато меншим, ніж, наприклад, від удару метеорита шириною 19 м, що вибухнув у 2013 році над Челябінськом унаслідок гальмування в атмосфері Землі невеликого астероїда.

У випадку з астероїдом Дідим, щодо уламків можна (поки що) не переживати. Основна частина космічного матеріалу, який буде викинутий унаслідок зіткнення з DART, опиниться на Землі лише за тисячі років.

Підготовка проекту DART: без SpaceX не обійшлося

Місію DART розробляла для NASA Лабораторія прикладної фізики Університету Джона Гопкінса, керує проектом Координаційне управління планетарного захисту NASA. Загальний бюджет DART — $313,9 млн, які розподілені на вісім років, до 2023 року включно. Сюди входять розробка космічного корабля, запуск ракети-носія та всі операції в межах проекту до закінчення місії.

По суті, проект DART є внутрішньою розробкою NASA, у реалізації якого частково допомагають європейські компанії й агенції. Крім цього, до списку партнерів місії входить і приватний підрядник SpaceX, на ракеті якої апарат відправиться в космос.

Після того, як апарат DART буде виведений у космос на борту ракети SpaceX Falcon 9, він розгорне систему сонячних батарей ROSA. Вона надасть апарату необхідної енергії для електричної силової установки.

Таким чином, прицілюючись до Дідима, NASA збирається не тільки перевірити метод захисту Землі від астероїдів, але й протестувати технологію іонних двигунів [тип електричного ракетного двигуна] для своїх майбутніх місій.

Місія під наглядом. Нехай і без Брюса Вілліса

Очікується, що шлях космічного апарату від Землі до Дідима займе понад рік: зонд зможе перехопити астероїд приблизно у вересні 2022 року, коли він буде від Землі в 11 млн км. Це дозволить ученим спостерігати за місією за допомогою наземних телескопів.

Крім того, зіткнення відстежуватиме розроблений Італійською космічною агенцією супутник Light Italian CubeSat for Imagine Asteroids (LUCIACube), який відокремиться від основного апарату.

Момент удару та кінетичне відхилення зафіксує бортова камера DRACO. А ще пізніше європейська місія "Гера" (Hera) запустить наступний супутник, який до 2026 року вийде на орбіту подвійного астероїда та зафіксує його масу та нові розміри.

Потенційно небезпечні астероїди – глобальна проблема, тому керівник місії Андреа Райлі наголошує: місія DART – це лише початок.