Космонавтика

Миссия DART готова к работе. Вот все, что вам нужно знать


Миссия DART (Double Asteroid Redirection Test) станет ключевым испытательным примером для создания стратегии планетарной обороны. Она нацелена на систему двойных астероидов: самый большой, Дидимос, имеет диаметр 780 метров, а самый маленький, Диморфос, — 160 метров. Космический аппарат DART столкнется с Диморфосом почти лоб в лоб, сократив время выхода небольшого астероида на орбиту Дидимоса на несколько минут. Его цель - изменить траекторию движения, хотя он явно не находится на курсе столкновения с Землей и поэтому не представляет реальной угрозы для планеты. Запуск миссии Dart запланирован на 24 ноября в 08:21 по московскому времени.

Конечная цель - проверить, является ли намеренное столкновение космического аппарата с астероидом эффективным способом изменения его курса. Если это так, то этот метод можно будет воспроизвести в будущем, если астероид станет опасным для Земли. В настоящее время Диморфос вращается вокруг своего основного астероида с периодом 11,9 часа и главной полуосью 1,1 км. DART будет ориентироваться на столкновение с Диморфосом на скорости около 6,6 км/с. Общая масса космического аппарата DART составляет приблизительно 610 кг при запуске и 550 кг при падении.

При моделировании был принят идеальный вариант удара, при котором импульс DART полностью передается цели и она поражается по центру. В реальности вектор импульса будет номинально смещен относительно плоскости орбиты на угол от 5° до 30°, придавая орбите непланарное движение. Кроме того, воздействие DART вряд ли будет полностью совпадать с центром тяжести. Поэтому мы ожидаем, что эти эффекты приведут к развитию нестабильности.

Последствия удара с точки зрения траектории будут предоставлены наземными телескопами. Наблюдая за затмением Дидимоса с его спутника, можно будет рассчитать точное отклонение траектории. Последствия столкновения с астероидом будут наблюдаться и анализироваться с помощью LICIACube - кубсата, оснащенного двумя камерами, которые будут наблюдать за столкновением, выброшенным материалом и последующим ударным кратером.

Зонд DART

Зонд DART был создан НАСА, чтобы быть простым и доступным. Вся миссия обошлась в 324 миллиона долларов. 308 миллионов было потрачено на разработку зонда, 68,8 миллиона - на запуск, и 16,5 миллиона - на управление зондом и операции по анализу данных. Основной корпус DART фактически представляет собой "коробку" размером 1,2 x 1,3 x 1,3 метра, содержащую всю электронику, авионику и баки. Снаружи расположены антенны, солнечные батареи и двигатели. Последние бывают двух разных типов - электрические и химические.

Электрический двигатель называется NASA Evolutionary Xenon Thruster Commercial (NEXT-C) и представляет собой одно из главных технологических достижений этого зонда. Это ксеноновый электродвигатель, который питается от двух солнечных батарей. NEXT-C основан на двигателе, установленном на космическом корабле Dawn, и был разработан Исследовательским центром НАСА имени Гленна.

Два вида датчика DSRT.

Электрический двигатель будет использоваться для выполнения пролетов, необходимых для достижения Дидимоса, и для придания гибкости дате запуска. Кроме того, на зонде установлены 12 небольших гидразиновых химических двигателей, которые необходимы для всех маневров ориентации. Зонд питается от двух солнечных батарей, каждая длиной 8,5 метров, построенных по технологии Roll-Out Solar Arrays (ROSA). Это тот же тип панелей, которые сейчас устанавливаются на МКС, т.е. панели, которые могут разворачиваться. На изображении выше солнечные панели представляют собой два белых цилиндра, расположенных по бокам зонда. Эти большие панели особенно необходимы для работы двигателя NEXT-C.

Камеры и навигатор DART

Другим важным технологическим нововведением зонда DART является система автономного маневрирования при сближении и наведении на цель (SMART Nav). Эта система представляет собой набор алгоритмов, программного обеспечения и микропрограмм, которые обрабатываются непосредственно зондом для попадания в цель. Фактически, он способен автономно выполнять небольшие изменения скорости, чтобы оставаться в центре Дидимоса.

Dart также оснащен камерой под названием DRACO (Didymos Reconnaissance & Asteroid Camera for OpNav). DRACO основана на камере LORRI, установленной на зонде New Horizons, и будет использоваться для получения фотографий цели, которые будут проанализированы бортовым программным обеспечением и отправлены обратно на Землю. DART будет делать это с очень высокой скоростью передачи данных для межпланетного зонда, которая составляет до 3 Мбит/с. Такая высокая скорость необходима для того, чтобы зонд смог отправить последнюю фотографию перед столкновением, сделанную примерно за 17 секунд до удара.

Спутник LICIACube

Когда зонд DART прибудет на орбиту вокруг Дидимоса, прикрепленный к нему пассажир будет отпущен примерно за 10 дней до столкновения. Он называется LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging Asteroids) и представляет собой небольшой кубсат весом 15 кг. Целью LICIACube будет фотографирование удара DART об астероид, наблюдение за кратером, который будет создан, и струей обломков, которые будут выброшены.

Спутник LICIACube

Для этого LICIACube оснащен двумя разными камерами, которые также будут автоматически управлять спутником. Он также фактически оснащен автономной навигационной системой, способной фотографировать астероид и оставаться в фокусе в зоне падения. На борту LICIACube будут установлены две различные камеры для съемки астероида и столкновения с DART.

  • Первая называется LUKE (LICIACube Unit Key Explore). Это панхроматическая узкопольная камера, которая необходима для получения изображений с большого расстояния с высоким уровнем четкости.
  • Вторая - LEIA (LICIACube Explorer Imaging Asteroid). Это широкоугольная RGB-камера для многоцветного анализа среды астероида.

Миссия Hera

Вклад ЕКА в эту миссию - Hera - станет вишенкой на торте. Она начнется в 2024 году и достигнет астероидов в конце 2026 года с целью получения подробной информации о последствиях столкновения. Основными ее задачами будут проверка изменения траектории и изучение ударного кратера на Диморфосе.

Hera также продемонстрирует эффективность новых технологий, таких как автономная навигация вокруг астероида (по аналогии с современными беспилотными автомобилями на Земле), и соберет важные научные данные.

Она проведет визуальное, лазерное и радиокартирование Диморфоса с высоким разрешением, на основе которого ученые построят подробную карту его поверхности и внутренней структуры. Эта информация будет иметь решающее значение для лучшего понимания химического состава и структуры астероидов с целью создания эффективной стратегии планетарной обороны.

Земля делит свою солнечную систему с миллиардами астероидов и комет. Подавляющее большинство из них вращается вокруг Солнца далеко от нашей планеты и поэтому не представляет для нас никакой угрозы. Однако мы знакомы с астероидом, который разрушил планету 65 миллионов лет назад, вызвав массовое вымирание. И, не будучи столь катастрофическим, ущерб все равно будет очень значительным, если крупный метеорит упадет в населенный город или в море вблизи побережья, вызвав масштабное наводнение. Такое воздействие приведет к широкомасштабному ущербу, травмам, гибели людей и беспрецедентным гуманитарным кризисам с беженцами по всему миру.

По этой причине в 2016 году НАСА создало Координационный офис планетарной обороны (PDCO) для управления усилиями по планетарной обороне. Основная цель этого органа - найти, отследить и охарактеризовать по меньшей мере девяносто процентов околоземных объектов диаметром больше или равным 140 м. Околоземные объекты - это объекты, орбиты которых приближаются к нашей и которые, если их размер слишком большой, могут подвергнуть Землю большой опасности.

Важность обнаружения и изучения околоземных объектов

Схема различных типов околоземных объектов и их количество, обнаруженное на данный момент.

Кстати говоря, есть хорошие и плохие новости. Хорошей новостью является то, что мы не знаем ни одного астероида такого размера, орбиты которых пересекутся с орбитой Земли в ближайшие сто лет. Плохая новость заключается в том, что мы знаем орбиты менее половины из 25 000 140-метровых околоземных объектов, о которых у нас есть свидетельства. PDCO работает в этом направлении и ставит перед собой следующие задачи:

Обеспечить раннее обнаружение потенциально опасных объектов (ПОО) - подгруппы околоземных объектов, орбиты которых, по прогнозам, пройдут в пределах 8 млн. километров от земной орбиты и достаточно велики (30-50 метров), чтобы нанести значительный ущерб Земле;

  • Отслеживать и характеризовать ПОО и выпускать предупреждения о возможных последствиях потенциальных воздействий;
  • Играет ведущую роль в координации планов правительства США по реагированию на реальную угрозу столкновения;
  • Изучите стратегии и технологии для смягчения воздействия ПОО.

Таким образом, с помощью DART НАСА выполняет свои обещания, и этого должно быть достаточно, чтобы успокоить нас.

Подписывайтесь на нас
Back to top button