Strzałą w skałę, czyli testujemy metody obrony planetarnej

Ponad półtonowa DART (Double Asteroid Redirection Test), która wyruszyła w drogę w listopadzie ubiegłego roku, nie ma skomplikowanego wyposażenia: oprócz czułej kamery i paliwa do korekt toru, niosła ze sobą tylko dodatkowy mały próbnik LICIACube o masie około 14 kg. Jej jedynym celem jest po prostu zderzenie z Dimorphosem z prędkością ponad 6 km/s. Dzięki temu impaktowi powinna się nieznacznie zmienić orbita dalekiego księżyca. Ocena jak bardzo na Dimorphosa wpłynęło to kosmiczne zderzenie, może dostarczyć danych potrzebnych do zaplanowania kolejnych misji – tym razem poświęconych przesuwaniu orbit większych i bardziej niebezpiecznych ciał.

Na dokładne dane trzeba zaczekać

Sama Didymos i jej księżyc zostały wybrane bardzo starannie: ich orbita nie prowadzi ich nigdy na kurs zderzeniowy z Ziemią, czego nie zmieni nawet najbardziej skuteczne zderzenie z DART. Didymos obiega Słońce w ciągu ponad dwóch lat, przybliżając się do niego na odległość zbliżoną do orbity Ziemi i oddalając się w okolice orbity Marsa. Planetoida jest raczej niewielka, mierzy niecałe 800 m średnicy. W odległości 1,2 km od jej środka okrąża ją 170-metrowy Dimorphos. W praktyce oznacza to, że odległość między powierzchnią planetoidy i jej księżyca wynosi około 730 metrów, mniej więcej tyle samo, co średnica Didymosa – jest to wiec zdecydowanie bliski sobie układ ciał.

Planowane uderzenie skierowano w sam środek Dimorphosa – tak, by zmniejszyć jego prędkość orbitalną, a tym samym spowodować jego przybliżenie do Didymosa. Zgodnie z obecnymi założeniami zderzenie prędkością około 6 km/s powinno spowodować zmianę prędkości księżyca o 0,4 mm/s – bardzo niewielką, ale po pewnym czasie widoczną jako zmiana orbity po której się on porusza. Okres orbitalny księżyca zmniejszy się zapewne o około 10 minut. Dokładniejsze dane poznamy zapewne w ciągu tygodnia, gdy przeanalizujemy informacje nadesłane przez towarzyszącą DART sondę LICIACube.

Upadki zdarzają się dość często

Na tym badania skutków impaktu się zresztą wcale nie zakończą. Ich drugi etap będą stanowiły obserwacje z Ziemi. Orbita Dimorphosa jest ustawiona w przestrzeni tak, że księżyc okresowo przesłania macierzystą planetoidę, powodując osłabienie jej blasku. Dzięki temu dalszą ewolucję układu będzie można rejestrować nawet nie dostrzegając miniaturowego księżyca – obserwując samo światło Didmosa. Chociaż zmiana orbity Dimorphosa będzie zapewne niewielka, przesunięcia w czasie przewidywanych zaćmień będą się kumulować, z czasem umożliwiając bardzo dokładne pomiary. Jednak pełną informację o skutkach impaktu otrzymamy dopiero kilka lat później dzięki kolejnej misji, europejskiej Herze. Hera i dwa towarzyszące jej mikropróbniki poleci ku obu planetoidom w 2024 r., by dotrzeć do celu w ciągu dwóch kolejnych lat. Sonda szczegółowo zbada krater pozostawiony przez zderzenie DARTa i precyzyjnie określi masę Dimorphosa.

Szczegółowe badania prowadzone przez Herę po zderzeniu znacznie poszerzą wiedzę o obronie planetarnej, co z czasem może się nam niestety bardzo przydać. Planetoidy, których upadek może zagrozić przynajmniej części Ziemi, zdarzają się bowiem stosunkowo często. W ciągu ostatnich 600 mln lat na Ziemię upadło około 60 obiektów o średnicy powyżej 5 km, których upadek spowodował powstanie ogromnych kraterów i znacząco wpłynął na rozwój życia całej planety.

Metody wolniejsze są lepsze

Częściej zdarzają się mniejsze, ale też zagrażające upadki – co kilka tysięcy lat uderzają w Ziemię planetoidy o średnicy kilkudziesięciu metrów, które tworzą niewielkie kratery. Przed takim zderzeniem możemy się zapewne uchronić, o ile spełnione będą aż dwa warunki: zidentyfikujemy zagrożenie wystarczająco wcześnie (idealnie – na co najmniej kilkanaście lat przez możliwym upadkiem), a także poznamy lepiej typową budowę impaktorów. Czy nadlatujący obiekt jest litą skałą, czy luźnym, posklejanym słabą własną grawitacją zagęszczeniem kosmicznego gruzu? W obu tych wypadkach skutki ewentualnych zderzeń z obiektami z Ziemi mogą być zupełnie inne. Zresztą – bezpośrednie zderzenie wydaje się nie być na ogół najlepszą metodą zmiany orbity nadlatującego ciał.

Lepsze są zapewne metody wolniejsze, ale pewniejsze, polegające na stopniowej zmianie jego prędkości. Przy odpowiednim wyprzedzeniu, wystarczyłaby nawet bardzo niewielka korekta prędkości planetoidy, by skumulowana przez wiele lat zmiana spowodowała ominięcie Ziemi. Ale by się o tym definitywnie przekonać, potrzebujemy wyników takich misji jak DART.

[aktualizacja artykułu: 27.09.2022]