DART (проект)

Первая миссия НАСА в сотрудничестве с ЕКА по перенаправлению астероидов разработана Лабораторией прикладной физики Джонса Хопкинса и несколькими центрами НАСА: Центра космических полётов Годдарда, космического центра Джонсона, исследовательского центра Гленна и исследовательского центра Лэнгли. Инициирована для проверки технологий, которые смогли бы предотвратить столкновение опасных астероидов с Землёй.

Запуск состоялся 24 ноября 2021 года[2].

Аппарат DART предназначен для проверки тexники «кинeтичecкoгo удapa» — cмeщения acтepoида с орбиты, поэтому руководитель проекта AIM, ЕКА, Иан Карнелл назвал его «кинетическим импактором»[3]. Учёные создают различные двумepные и тpёxмepные модели возможных cцeнapиев[4].

DART намеренно врежется во второй астероид системы Дидим на скорости примерно 6,6 км/с с помощью сложного программного обеспечения для автономной навигации. Момент удара и кинетическое отклонение будут зафиксированы бортовой камерой DRACO. Столкновение приведёт к уничтожению летательного аппарата и изменит орбитальный период космического тела. Нескольких минут, за которые произойдёт разрушение аппарата, будет достаточно, чтобы в ходе процесса можно было вести наблюдения и измерения различных параметров с помощью лёгкого итальянского спутника CubeSat (он будет запущен с аппарата для получения изображений астероидов[5]), телескопов и радаров на Земле[6]. Спутник Cubesat DART представляет собой короб размером примерно 1,2 × 1,3 × 1,3 метра, в состав которого включены другие конструкции. В результате развёртывания размеры спутника составят примерно 1,8 метра в ширину, 1,9 метра в длину и 2,6 метра в высоту. Космический корабль оснащён двумя солнечными батареями; длина каждой в развёрнутом состоянии составляет 8,5 метра[7].

Международное сотрудничество НАСА и ЕКА получило название «Оценка удара и отклонения астероидов» (англ. Asteroid Impact & Deflection Assessment, AIDA). Проект AIDA также предполагает проверку четырёх основных стратегий миссии[7]:

• уменьшение угрозы столкновения с астероидом;
• импульсное противодействие ядерному взрыву;
• постепенное изменение орбиты ближайшего массивного космического корабля (концепция «гравитационного трактора»);
• концепция «кинетического ударного элемента».

Система двойного лунного околоземного астероида, состоящая из двух астероидов — Дидим A, диаметром 780 метров и Дидим B диаметром в 160 метров (Диморф) — изучалась с 2003 года. Состав первого тела подобен составу многих встречавшихся ранее астероидов — скалистый объект S-типа, состав Диморфа пока не известен[8].

Двойной астероид Дидим схож по строению с двойным астероидом 1999 KW4, который находится в Солнечной системе и пролетал мимо Земли 25 мая 2019 года на минимальном расстоянии в 5,2 миллиона километров. Его размер в поперечнике — около 1,3 км, скорость^{[прояснить]} превышала 70 000 км/ч. Для сравнения — расстояние от планеты до Луны составляет 384 000 км[9].

Столкновение спутника DART и астероида Диморф даст возможность оценить, насколько работоспособна теория стратегии защиты от астероидов. К примеру, столкновение Земли и астероида диаметром около 300 метров в диаметре по мощности многократно превзойдёт всё ядерное оружие человечества. Челябинский метеорит диаметром 12—17 м взорвался на высоте 23 км. Полоса воздействия ударной волны на поверхности Земли составила около 130 километров в длину и 50 километров в ширину[10].

Планируется, что зонд ударит по Диморфу на скорости 6 км/с. Моделирование показывает, что удар изменит траекторию полёта Диморфа, а его орбитальная скорость уменьшится приблизительно на 0,4 мм/c. Небольшой толчок, полученный астероидом, способен немного изменить траекторию полёта опасного для Земли тела, что однако со временем приведёт к большому изменению орбиты астероида. Он также может вызвать поток метеоров искусственного происхождения[11].

Полёт спутника и процесс столкновения будут отслеживать и фиксировать искусственный спутник Light Italian Cubesat Итальянского космического агентства. Европейская миссия «Гера» (англ. Hera) запустит следующий спутник. Он должен выйти на орбиту двойного астероида к 2026 году и зафиксировать массу астероида, его размеры и подробности разрушений, вызванных столкновением с DART[12][13].

DART предполагалось запустить на борту ракеты SpaceX Falcon 9 с базы ВВС Ванденберг. После отделения от ракеты-носителя и более года полёта он выйдет на орбиту, когда система Дидим будет находиться в пределах 11 миллионов километров от Земли. Наблюдения с помощью наземных телескопов и планетарного радара смогут, предположительно, измерить изменение орбиты вокруг родительского тела, переданного с помощью бортовых систем после столкновения с Дидим B[2].

Удар создаст кратер и высвободит астероидный материал, часть которого выйдет за пределы космической системы Дидим. Поскольку ближайшая точка приближения двойного астероида к орбите Земли составляет всего 6 миллионов километров, что примерно в 16 раз больше расстояния Земля — Луна, какое-то количество выброшенного материала через неопределённое время попадёт на Землю, вызвав первый искусственно созданный метеоритный дождь. По мнению учёных, проект будет тестовым примером человеческой деятельности в космосе на астероидах и оценкой риска столкновения астероидов с космическим кораблём. Исследователи смогут изучить количество и время доставки метеороидов в околоземное пространство. Моделирование ситуации предполагает, что большая часть космического материала, который будет выброшен в результате столкновения с DART и достигнет нашей планеты, может оказаться на Земле лишь через тысячи лет. Части астероида, выброшенные с максимальной скоростью, могут оказаться на траектории пересечения с Землёй почти немедленно. Учёные полагают, что это будут очень слабые потоки[14].

• 
  Инфографика — эффект воздействия DART на орбиту Didymos B
• 
  Схема концепции миссии AIDA
• 
  DART концепция-1
• 
  DART концепция-2

Новый расчёт сроков и направления движения материала в направлении Земли показал, что выброс метеорного материала может быть более обильным и более быстрым, чем ожидалось ранее, это подтверждено значительными числами при моделировании. Более мощные удары по астероидам могут создавать потоки метеороидов, превышающий поток, естественный для Солнечной системы, что грозит последствиями для безопасности полётов космических аппаратов, как беспилотных, так и с космонавтами на борту[14].

Запуск аппарата DART был произведен с помощью ракеты-носителя Falcon 9 с космодрома Ванденберг в ночь на 24 ноября 2021 года. Столкновение с астероидом Диморф должно произойти в октябре 2022 года[1].

• Защита от астероидов
• Дон Кихот (космический проект)