Какие данные помогут успешно отклонить опасный астероид: исследование
Чтобы защитить Землю от столкновения с астероидом, важно знать, как он вращается и в какую его часть лучше направить удар. Два новых исследования, которые представили на научном конгрессе в Хельсинки, предлагают ответы на оба этих вопроса. Эти работы помогают лучше понять строение и поведение астероидов. Такие знания могут оказаться решающими, если однажды потребуется изменить траекторию опасного для нашей планеты объекта.
В первом исследовании ученые под руководством Вэнь-Хань Чжоу из Токийского университета выясняли, почему одни астероиды вращаются равномерно, как юла, а другие хаотично кувыркаются в пространстве. Команда использовала данные космического телескопа «Гайя» и новые компьютерные модели.
Анализ показал, что характер вращения астероида зависит от баланса двух сил. С одной стороны, столкновения с другими космическими телами заставляют его двигаться нестабильно. С другой стороны, внутреннее трение в самом астероиде постепенно сглаживает это движение.
Вэнь-Хань Чжоу объяснил, что когда эти два эффекта уравновешиваются, в популяции астероидов возникает своего рода разделительная линия. С помощью машинного обучения эту линию удалось обнаружить в данных «Гайи» как четкий разрыв между быстро вращающимися объектами и медленными, кувыркающимися. Исследователи установили, что медленные астероиды легче сбить с толку ударом, в то время как быстрые более устойчивы к таким воздействиям.
Исследование также показало, что на вращение влияет и солнечный свет. Когда поверхность астероида нагревается днем и остывает ночью, она испускает излучение. Это создает крошечные толчки, которые действуют как микродвигатели. У астероидов со стабильным вращением эти толчки направлены в одну сторону и со временем меняют скорость их вращения.
А у кувыркающихся астероидов толчки происходят в разные стороны и в основном компенсируют друг друга. Из-за этого они так и остаются в своем медленном и хаотичном движении. Результаты также говорят о том, что многие астероиды — это не монолитные тела, а рыхлые скопления камней и пыли, которые удерживаются вместе слабой гравитацией. Это важно для планетарной защиты, потому что хрупкий и пористый астероид отреагирует на удар космического аппарата совсем не так, как плотный и твердый.
Второе исследование посвящено выбору места для удара по астероиду. Команда под руководством Рахила Макадии из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне изучала, что происходит при столкновении аппарата с астероидом. Оказалось, что удар в неправильное место может направить астероид в так называемую гравитационную замочную скважину.
Это небольшая область в космосе, где гравитация планеты может немного изменить орбиту астероида и через десятки или сотни лет вернуть его обратно к Земле. Рахил Макадия отметил, что даже если мы успешно отклоним астероид, нужно убедиться, что он не попадет в одну из таких зон. Иначе в будущем мы снова столкнемся с той же угрозой.
Чтобы избежать такого эффекта космического бумеранга, команда Макадии создала карты вероятностей для поверхностей астероидов. Они учли опыт миссии NASA DART, которая в 2022 году столкнулась с астероидом Диморф, и смоделировали сотни миллионов миссий по столкновению. В каждой симуляции немного менялись скорость, угол и время удара.
Для каждого случая ученые рассчитывали, как изменится движение астероида и не попадет ли он в гравитационную замочную скважину. Это позволило определить самые безопасные и эффективные зоны для удара. Такие зоны на моделях отмечены яркими перекрестиями.
Чтобы проверить свою модель, исследователи применили ее к астероиду Бенну. Этот околоземный объект хорошо изучен благодаря миссии NASA OSIRIS-REx, которая составила точную карту его поверхности и доставила образцы на Землю. Данные этой миссии помогли уточнить орбиту Бенну и исключить многие потенциальные риски. Карты показывают, какие области на астероиде являются безопасными целями, а какие могут увеличить долгосрочный риск столкновения. По словам Макадии, такой анализ можно провести даже на основе данных с наземных телескопов, если на отправку специального аппарата к астероиду нет времени.
Ранее ученые рассказали, как найти самые безопасные места для отклонения опасного астероида.
Визуализация NASA/Lockheed Martin
Самое популярное
