Deneme, DART etkisinin etkilerini tahmin etmeye yardımcı olur

26 Eylül’de NASA’nın Çift Asteroid Yönlendirme Testi (DART) uzay aracı, Dünya’ya yakın asteroid Didymos’un bir uydusu olan Dimorphos’a saatte 14.000 mil hızla düştü. Çarpmadan önce, Southwest Araştırma Enstitüsü mühendisleri ve bilim adamları, fırlatılan malzemelerin kütlesini üreten krater sürecini incelemek ve çarpmanın müteakip momentum artışını ölçmek için bir deney yaptılar.

Daha önce keşfedilenlerden daha gerçekçi bir hedef kullanan deney, yayınlanan yeni bir makalede anlatılıyor. Gezegen Bilimi Dergisi.

NASA, yalnızca ana gezegenimiz için olası bir etki tehdidi oluşturabilecek Dünya’ya yakın asteroitleri (NEA) izlemekle kalmıyor, aynı zamanda küçük bir NEA’nın yolunu saptıracak teknolojiyi de araştırıyor. Bir nesnenin yörüngesini değiştirmek için yalnızca küçük bir yörünge değişikliğine ihtiyaç duyulur, böylece değişiklik çarpma zamanından yeterince önce uygulandığı sürece, Dünya’dan güvenli bir şekilde geçer.

Bir asteroitin momentumunu doğrudan çarpışma yoluyla değiştirmek, bir-iki yumruk sunar: Çarpan merminin doğrudan momentum aktarımı, onu ileriye doğru itmesi ve asteroitin çarpma kraterinden çıkan enkazdan geri tepmesi, aynı zamanda krater ejektası olarak da bilinir. Ejecta, aracın arkasından yüksek hızlı gaz patladığında bir roketin fırlatılması gibi, hedefi bir “etki-tepki” tarzında iterek momentum aktarır.

Dr. James D. Walker, “Karşılaştığımız büyük bir soru, asteroitin gerçekte nasıl görüneceği ve bileşiminin ne olacağıydı. Küçük ölçekli laboratuvar deneylerinden bir şeyler öğrenip öğrenemeyeceğimiz bizim için büyük bir ilgi konusudur” dedi. SwRI’nin Mühendislik Dinamiği bölümünün direktörü ve çalışmanın baş yazarı.

Walker, ortak yazarları Dr. Sidney Chocron, Donald J. Grosch ve Dr. Simone Marchi ile birlikte DART Soruşturma Ekibinin bir üyesidir.

DART görevi uzay aracı Kasım 2021’de Dünya’dan fırlatıldı. 26 Eylül’de, bir uzay aracının Dünya ile çarpışma rotasında bir asteroidi saptırıp saptıramayacağını değerlendirmek için kasten aycık Dimorphos’a çarptı. Dimorphos, potansiyel olarak tehlikeli bir asteroit olarak sınıflandırılan Dünya’ya yakın bir nesne olan asteroid Didymos’un yörüngesinde dönüyor. DART, Ay’ın Didymos çevresindeki yörüngesini dürtmek için tasarlanmıştır.

SwRI’nin saniyede yedi kilometreye varan hızlarda mermi fırlatabilen büyük iki aşamalı hafif gaz tabancası, aycığı temsil eden bir nesneye bir mermi fırlatmak için kullanıldı. Dimorphos’un yerçekimi ile birbirine bağlanmış kaya parçalarından oluşan bir “moloz yığını” asteroit olduğu düşünüldüğünden, aycık, bu durumda çimento ile bir arada tutulan bir kaya ve taş koleksiyonu ile temsil edildi.

Walker, “DART uzay sondasını temsil eden bir alüminyum küreyi, hedefe saniyede 5,44 kilometre hızla iki aşamalı hafif gaz tabancasını kullanarak ateşledik ve bu, DART etkisinin saniyede beklenen 6,1 kilometresine yaklaşıyor.” Dedi.

“Deneyimiz, alüminyum küre mermisinin gelen momentumunun 3.4 katı hedefe bir momentum aktarımı ölçtü. 3.4 sayısı bilim adamları tarafından çarpmanın Yunan harfi betası olarak anılır. Bu nedenle krater ejektası ek bir %240 momentum sağladı. merminin kendisinin sağladığının ötesinde vücudu saptırmak için.”

Deney, kraterleşme sürecini incelemeyi ve çarpışmadan kaynaklanacak momentum artışını ölçmeyi amaçladı. En önemlisi, moloz yığını yerinde tutulmadı, darbe ejektasının yarattığı momentum artışını veya geri tepmeyi ölçmek için bir sarkaç olarak dikey olarak asıldı.

Ortak yazar Dr. Simone Marchi, “Geri tepme miktarını anlamak önemlidir” dedi. “Her şey, darbeden hedefe aktarılan momentum miktarına bağlı ve önemli miktarda geri tepme ve fırlatma malzemesi vardı.”

SwRI ekibi momentumu ölçerek uzayda asteroitleri saptırmanın zorluğunu değerlendirebilecek önemli bilgileri elde edebilir. Bu son deneyde, momentum geliştirmesi, ekibin önceki deneylerinde tanık olunanlardan daha yüksekti. Daha yüksek bir geri tepme, asteroidi saptırmanın daha kolay olacağını gösteriyor.

Çarpmayı takip eden haftalarda NASA, DART’ın ay ışığını dürtmede başarılı olduğunu duyurdu. Walker şimdi, olayın uzaydaki momentum aktarımı da dahil olmak üzere görevden başka neler öğrenilebileceğini görmek için sabırsızlanıyor.

“Verileri hesaplamak biraz zaman alacak, çünkü kısmen bilinmeyen aycık kütlesinin tahmin edilmesini içeriyor” dedi. “Kütle üzerinde bir kez bir anlaşmaya varıldığında, ayciğin yörüngesindeki değişimin ölçümü bize momentum transferini söyleyecektir. Etkilediğimiz spekülatif bir bedenimiz var ve gerçekten bilmek istediğimiz şey, büyüklüğün şeyleri nasıl etkilediğidir. . Bunu belirlemek zor olacak.”

Kağıt şurada görünüyor: Gezegen Bilimi Dergisi.