Asteroit iç mekanlarının kodunu çözme yöntemi, asteroit saptıran görevlerin hedeflenmesine yardımcı olabilir

NASA, Eylül ayı sonlarında, bir uzay aracını yakındaki bir asteroitin tam kalbinde uçuran Çift Asteroid Yönlendirme Testi olan DART ile bir hedef tahtasına çarptı. Tek yönlü kamikaze görevi, stadyum büyüklüğündeki uzay taşına çarptı ve asteroitin yörüngesini başarıyla sıfırladı. DART, bilim adamlarının potansiyel olarak Dünya’ya yönelen bir asteroidi saptırabileceğini gösteren bir gezegen savunma stratejisinin ilk testiydi.

Artık MIT araştırmacıları, gelecekteki asteroit hedefleme görevlerinin amacını iyileştirebilecek bir araca sahipler. Ekip, bir asteroitin iç yapısını veya yoğunluk dağılımını haritalamak için, asteroidin Dünya gibi daha büyük nesnelerle yakın bir karşılaşma yaparken dönüşünün nasıl değiştiğine bağlı olarak bir yöntem geliştirdi.

Yoğunluğun bir asteroit içinde nasıl dağıldığını bilmek, bilim adamlarının en etkili savunmayı planlamasına yardımcı olabilir. Örneğin, bir asteroid nispeten hafif ve tek tip bir maddeden yapılmışsa, DART benzeri bir uzay aracı, daha yoğun, daha az dengeli bir asteroidi saptırmaktan farklı şekilde hedeflenebilir.

Bir MIT lisans öğrencisi olarak yeni asteroit haritalama tekniğini geliştiren Jack Dinsmore ’22, “Asteroidin yoğunluk dağılımını biliyorsanız, onu tam olarak doğru noktadan vurarak gerçekten uzaklaşabilir” diyor.

Ekip, yöntemi, etki yaratacak olursa önemli bir tehlike oluşturacağı tahmin edilen, Dünya’ya yakın bir asteroit olan Apophis’e uygulamaya hevesli. Bilim adamları, en az bir yüzyıl boyunca Apophis’in bir sonraki uçuşları sırasında bir çarpışma olasılığını dışladılar. Bunun ötesinde, tahminleri bulanıklaşıyor.

Şu anda Stanford Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olan Dinsmore, “Apophis 2029’da Dünya’yı özleyecek ve bilim adamları onu sonraki birkaç karşılaşması için temizledi, ancak sonsuza kadar temizleyemeyiz” diyor. “Yani, bu belirli asteroidin doğasını anlamak güzel, çünkü onu yeniden yönlendirmemiz gerekirse, neyden yapıldığını anlamak önemlidir.”

MIT’nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri (EAPS) Bölümü’nde yardımcı doçent olan Dinsmore ve Julien de Wit, bugün ABD’de ortaya çıkan bir çalışmada yeni yöntemlerini detaylandırıyor. Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.

Haşlanmışa karşı çiğ eğirme

Takımın asteroit haritalama yönteminin tohumları, Dinsmore’un geçen yıl aldığı ve de Wit tarafından öğretildiği bir MIT sınıfından çıktı. 12.401 (Gezegen Bilimlerinin Temelleri) sınıfı, güneş sistemindeki gezegenlerin, asteroitlerin ve diğer nesnelerin temel ilkelerini ve oluşum mekanizmalarını tanıtır. Son bir proje olarak Dinsmore, bir asteroidin yakın bir karşılaşma sırasında nasıl davrandığını araştırdı.

Sınıfta, çeşitli şekil ve boyutlardaki asteroitlerin yanı sıra, Dünya gibi daha büyük bir nesnenin yerçekimi çekiminden etkilendiğinde yörünge ve dönüş dinamiklerinin nasıl değiştiğini simüle etmek için bir kod yazdı.

Dinsmore, “Başlangıçta sadece sormaya çalıştım, bir asteroit Dünya’nın yanından geçtiğinde ne olur? Hiç tepki veriyor mu? Çünkü emin değildim,” diye hatırlıyor Dinsmore. “Ve cevap, asteroitin şekline ve fiziksel özelliklerine çok güçlü bir şekilde bağlı olan bir şekilde öyle.”

Bu ilk gerçekleşme başka bir soruyu gündeme getirdi: Bir asteroidin yakın karşılaşmasının dinamikleri, sadece şeklini ve boyutunu değil, aynı zamanda iç yapısını da tahmin etmek için kullanılabilir mi? Cevap almak için Dinsmore, öğrencilerin bir öğretim üyesi ile özgün araştırma yapmalarını sağlayan MIT Lisans Araştırma Olanakları Programı (UROP) aracılığıyla projeye de Wit ile devam etti.

O ve de Wit, her biri farklı boyut, şekil ve iç bileşime veya yoğunluk dağılımına sahip farklı asteroitlerden oluşan bir hayvanat bahçesini simüle etmek için kullandıkları daha karmaşık bir kod yazarak, yakın bir karşılaşmanın dinamiklerine daha derin bir dalış yaptılar. . Daha sonra, her bir asteroidin dönüşünün belirli bir kütle ve yerçekimi kuvvetine sahip bir nesnenin yakınından geçerken nasıl sallanması veya kayması gerektiğini görmek için simülasyonu ileriye doğru çalıştırdılar.

De Wit, “Çiğ ve haşlanmış yumurta arasındaki farkı nasıl anlayabileceğinize benzer” diyor. “Yumurtayı döndürürseniz, iç özelliklerine bağlı olarak yumurta tepki verir ve farklı şekilde döner. Aynı şey, yakın bir karşılaşma sırasında bir asteroid için de geçerlidir: İçeride neler olup bittiğini sadece ona nasıl tepki verdiğine bakarak anlayabilirsiniz. bir uçuş sırasında yaşadığı güçlü yerçekimi kuvvetleri.”

yakın bir maç

Ekip, Asteroid Interior Mapping from Encounters için, AIME adını verdikleri yeni bir yazılım “araç setinde” sonuçlarını sunuyor (kısaltma, Fransızca’da “aşk” olarak da tercüme edilir). Yazılım, yakın bir karşılaşma sırasındaki dönüş değişiminin gözlemlerinden bir asteroitin iç yoğunluk dağılımını yeniden oluşturmak için kullanılabilir.

Araştırmacılar, bilim adamlarının yakın karşılaşmalar sırasında asteroitlerin ve dönüş dinamiklerinin daha ayrıntılı ölçümlerini alabilirlerse, bu ölçümlerin AIME’nin asteroit içlerini yeniden yapılandırmalarını geliştirmek için kullanılabileceğini söylüyorlar.

En iyi şanslarının Apophis ile gelebileceğini söylüyorlar. De Wit ve Dinsmore, yaklaşan yakın karşılaşmaları sırasında, gökbilimcilerin teleskoplarını uzay taşına doğrultarak boyutunu, şeklini ve hızla geçerken evrimini ölçmek için kullanacaklarını umuyorlar. Daha sonra bir eşleşme bulmak için bu ölçümleri AIME’ye besleyebilirler – Apophis ile aynı boyut, şekil ve dönüş dinamiklerine sahip simüle edilmiş bir asteroit, ayrıca belirli bir iç yoğunluk dağılımıyla da ilgilidir.

Dinsmore, “Ardından AIME ile Apophis’in içini temsil eden bir yoğunluk haritası yayınlayabilirsiniz” diyor.

De Wit, “Asteroidlerin iç özelliklerini anlamak, yakın karşılaşmaların ne kadar endişe verici olabileceğini ve bunlarla nasıl başa çıkılacağını, ayrıca nerede oluştuklarını ve buraya nasıl geldiklerini anlamamıza yardımcı oluyor” diye ekliyor. “Şimdi bu çerçeveyle, bir asteroidin içine bakmanın yeni bir yolu var.”

Bu hikaye MIT News’in izniyle yeniden yayınlanmıştır (web.mit.edu/newsoffice/), MIT araştırma, yenilik ve öğretim hakkında haberleri kapsayan popüler bir site.