Миссия DART: изменение орбиты астероида¶

Миссия DART (Double Asteroid Redirection Test, «Испытание по перенаправлению двойного астероида») — космический аппарат NASA, запущенный 24 ноября 2021 года с базы Ванденберг (Калифорния) ракетой-носителем Falcon 9. Целью миссии являлась первая в истории проверка технологии кинетического удара для изменения траектории астероида. Аппарат был разработан и управлялся Лабораторией прикладной физики Университета Джонса Хопкинса в рамках программы NASA по планетарной защите.

¶Цели и объект исследования

Объектом воздействия была выбрана двойная система астероидов: основной астероид Дидим (65803 Didymos) диаметром около 780 метров и его спутник Диморф (Dimorphos) диаметром около 160 метров. Выбор пал на эту систему, поскольку Диморф обращается вокруг Дидима по относительно тесной орбите, что позволяет точно измерить изменение периода обращения после удара с Земли при помощи наземных телескопов.

Основной научной задачей миссии было сокращение орбитального периода Диморфа вокруг Дидима. Успешным считалось изменение периода не менее чем на 73 секунды, однако фактический результат значительно превзошёл ожидания.

¶Ход миссии и столкновение

Аппарат DART был оснащён единственным научным инструментом — камерой DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation), которая использовалась как для навигации, так и для съёмки сближения. Дополнительно на борту находился ионный двигатель NEXT-C, работающий на ксеноне.

26 сентября 2022 года в 23:14 UTC аппарат столкнулся с Диморфом на скорости около 6,6 км/с. Столкновение произошло на расстоянии примерно 11 миллионов километров от Земли. За несколько секунд до удара DART передал на Землю последние снимки поверхности астероида с разрешением до 1,5 метра на пиксель.

За 15 дней до столкновения от аппарата отделился кубсат LICIACube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids), созданный Итальянским космическим агентством. Он зафиксировал момент удара и выброс вещества с близкого расстояния, что позволило оценить масштабы образовавшегося кратера и шлейфа пыли.

¶Результаты и научное значение

По данным наземных наблюдений, орбитальный период Диморфа сократился с 11 часов 55 минут до 11 часов 23 минут, то есть на 32 минуты (примерно 4,5 %). Это изменение в 25 раз превысило минимальный порог успешности миссии. Точное значение периода было уточнено после анализа данных, полученных в течение нескольких недель наблюдений.

Масса аппарата DART составляла около 570 килограммов, однако эффект от удара оказался значительно сильнее, чем предполагалось изначально. Это объясняется тем, что основную роль в передаче импульса сыграл не сам удар, а выброс обломков и пыли с поверхности астероида, который создал дополнительную реактивную тягу. Этот эффект, известный как «усиление импульса» (beta-фактор), составил около 3,6, что означает, что переданный астероиду импульс был в 3,6 раза больше импульса самого аппарата.

¶Дальнейшие исследования

После столкновения наблюдения за системой Дидим продолжились. В 2024 году Европейское космическое агентство (ESA) запустило миссию Hera, которая должна прибыть к системе астероидов в конце 2026 года. Задачей зонда является детальное изучение последствий удара, включая определение размеров кратера, точной массы Диморфа и изменений его орбиты. Эти данные позволят уточнить модели кинетического воздействия для будущих миссий планетарной защиты.

¶Значение для планетарной защиты

Миссия DART стала первой успешной демонстрацией технологии кинетического удара как метода отклонения потенциально опасных астероидов. Она подтвердила, что даже относительно небольшой космический аппарат способен существенно изменить траекторию небольшого астероида при условии достаточного времени упреждения до предполагаемого столкновения с Землёй. Полученные данные используются для разработки стратегий планетарной защиты и оценки необходимых характеристик аппаратов-перехватчиков.