Миссия NASA DART изменила траекторию двойной системы астероидов вокруг Солнца

В сентябре 2022 года космический аппарат NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) намеренно врезался в спутник астероида Диморф. Как показало новое исследование, это столкновение не только изменило движение Диморфа вокруг его более крупного компаньона Дидима, но и сместило орбиту обоих астероидов вокруг Солнца.

Дидим и Диморф представляют собой двойную систему: они вращаются вокруг общего центра масс, связанные гравитацией. Поэтому изменение движения одного из них неизбежно влияет на другое. Ученые проанализировали данные наблюдений и обнаружили, что после удара зонда период обращения пары вокруг Солнца, составляющий 770 дней, изменился на долю секунды. Это первый случай, когда человеческий объект ощутимо изменил путь небесного тела вокруг нашей звезды.

«Это крошечное изменение орбиты, но при достаточном времени даже небольшой сдвиг может привести к значительному отклонению», — отметил Томас Статлер, ведущий научный сотрудник NASA по малым телам Солнечной системы. По его словам, точные измерения подтверждают эффективность метода кинетического удара для защиты Земли от астероидной опасности. Эксперимент также демонстрирует, как можно отклонить двойной астероид, воздействуя лишь на один из его компонентов.

Столкновение с Диморфом вызвало мощный выброс обломков в космос, изменив форму 170-метрового астероида. Вылетевший материал унес с собой импульс, создав дополнительную тягу — так называемый фактор усиления импульса. Согласно новым данным, этот фактор составил около двух, то есть выброс породы удвоил эффект от удара самого аппарата.

Ранее было установлено, что период обращения Диморфа вокруг 805-метрового Дидима сократился на 33 минуты. Теперь же выяснилось, что столь мощный выброс вещества из системы изменил и ее орбитальное движение вокруг Солнца — на 0,15 секунды. «Изменение скорости движения двойной системы составило примерно 11,7 микрона в секунду, или 1,7 дюйма в час, — пояснил ведущий автор исследования Рахиль Макадия из Университета Иллинойса. — Со временем такое малое изменение может стать решающим, чтобы опасный объект либо столкнулся с Землей, либо прошел мимо».

Хотя Дидим не угрожал нашей планете и миссия DART не могла вывести его на опасную траекторию, этот результат подчеркивает потенциал кинетических ударников для планетарной защиты. Ключевой фактор — заблаговременное обнаружение потенциально опасных объектов. Для этого NASA разрабатывает телескоп нового поколения NEO Surveyor, который займется поиском труднодоступных темных астероидов и комет.

Чтобы доказать влияние DART на оба астероида, исследователям потребовалось измерить орбиту Дидима с высочайшей точностью. Помимо радиолокационных и наземных наблюдений, они использовали метод звездных покрытий — моментов, когда астероид проходит точно перед звездой, ненадолго закрывая ее свет. Это позволяет определить положение, скорость и форму объекта.

Измерение покрытий — сложная задача: астрономы должны находиться в нужном месте и времени, часто с несколькими станциями, чтобы зафиксировать событие. Команда полагалась на добровольцев по всему миру, которые зафиксировали 22 таких покрытия с октября 2022 по март 2025 года. «Эти наблюдения, объединенные с многолетними данными, стали ключом к расчетам изменения орбиты Дидима, — сказал соавтор исследования Стив Чеслей из Лаборатории реактивного движения NASA. — Работа сильно зависит от погоды и часто требует поездок в отдаленные районы, но без преданных волонтеров этот результат был бы невозможен».

Изучение изменений в движении Дидима также помогло уточнить плотность обоих астероидов. Диморф оказался чуть менее плотным, чем считалось ранее, что подтверждает гипотезу о его формировании из рыхлых обломков, выброшенных быстро вращающимся Дидимом. Этот материал постепенно слипся, образовав «кучу щебня» — типичную структуру для малых астероидов. Миссия DART, разработанная Лабораторией прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, стала первым в истории человечества экспериментом по намеренному изменению движения небесного тела.