Yeni NASA DART verileri, gezegen savunma stratejisi olarak asteroit sapmasının uygulanabilirliğini kanıtlıyor

NASA’nın Çift Asteroid Yeniden Yönlendirme Testi (DART), Dünya’nın bir gezegen savunma tekniği olarak bir asteroidle kasıtlı olarak çarpışmak ve saptırmak için bir uzay aracını fırlatmaya yönelik ilk girişimiydi. 26 Eylül 2022’de DART uzay aracı, Didymos adlı daha büyük bir asteroidin yörüngesinde dönen Dimorphos adlı küçük bir asteroid uydusu ile çarpıştı. Her iki asteroit de Dünya için bir tehdit oluşturmuyordu, ancak bir gün yaklaşıp gezegeni tehlikeye atabilecek benzer gök cisimlerini temsil ediyorlardı.

Dergide yayınlanan dört makalede Doğa 1 Mart 2023’te, Maryland Üniversitesi astronomlarını da içeren DART ekibi, DART’ın başarılı etkisini, çarpışmanın ardındaki olası fiziği, asteroidden fırlayan sonuçta ortaya çıkan enkazın gözlemlerini ve Dimorphos’un yörünge değişikliklerinin hesaplamalarını ayrıntılı olarak açıkladı. Bulgular, gezegen savunma önlemi olarak asteroitler gibi Dünya’ya yakın nesneleri yeniden yönlendirmenin fizibilitesini doğruluyor.

UMD’de astronomi profesörü ve bir DART araştırma çalışma grubu lideri olan Derek Richardson, “Henüz kasırgaları veya depremleri durduramıyoruz, ancak nihayetinde yeterli zaman, uyarı ve kaynaklarla bir asteroit çarpmasını önleyebileceğimizi öğrendik” dedi. “Yeterli bir süre ile, bir asteroidin yörüngesindeki nispeten küçük bir değişiklik, gezegenimizde meydana gelen büyük ölçekli yıkımı önleyerek Dünya’yı ıskalamasına neden olur.”

DART görevi beklenenden daha başarılı

Richardson ve UMD Astronomi Departmanından meslektaşları Profesör Jessica Sunshine ve Baş Araştırmacı Bilim İnsanı Tony Farnham, DART görevinin bir asteroidi Dünya’ya bağlı bir yoldan saptırma etkinliğini incelemede kritik roller oynadılar.

Farnham, olayın gözlemlerini doğru bir şekilde yorumlamak için gereken geometrik koşulların ve boyutların hesaplanmasında etkili oldu. Uzay aracı mühendislerinden ve Optik Navigasyon için Didymos Keşif ve Asteroit Kamerasından (DRACO) alınan verileri kullanan Farnham, DART uzay aracının Dimorphos’a yaklaşırken neye baktığını belirlemeye yardımcı oldu.

Farnham, “Bir uzay aracından yapılan gözlemlerle uğraşırken, uzay aracının asteroit, güneş ve Dünya’ya göre uzayda nerede bulunduğunu ve herhangi bir zamanda nereye baktığını anlamamız gerekiyor.” “Bu bilgilerle, varsayımlarımızı yapmak ve çalışmalarımızı değerlendirmek için bağlama sahibiz.”

Farnham’ın çalışması sayesinde DART ekibi, etkinin genel zaman çizelgesi, etki alanının konumu ve doğası ve Dimorphos’un boyutu ve şekli hakkında önemli bilgiler elde etti. Ekibi şaşırtacak şekilde, küçük asteroitin teorik tahminlerden beklenen daha uzun bir şekil yerine, basık bir küremsi veya hafifçe ezilmiş küre benzeri bir cisim olduğunu gördüler.

Sunshine, “Hem Didymos hem de Dimorphos, beklediğimizden daha yumuşacık – daha çok fıstık ezmeli M&M’lere benziyor ve daha az fıstık M&Ms’ye benziyor” dedi. “Bu şekil ayrıca, bu tür asteroitlerin nasıl oluştuğuna dair bazı önyargılarımıza meydan okuyor ve DART’ın arkasındaki fiziği karmaşıklaştırıyor çünkü mevcut ikili asteroit modellerimizi yeniden düşünmeye sevk ediyor.”

Bilim adamları, Dimorphos’un düzensiz şekline ek olarak, asteroidin yüzeyinin fark edilir derecede kayalık ve bloklu olduğunu da fark ettiler. Bu jeomorfik kalite muhtemelen krater oluşumunu, ejektanın miktarını ve fiziksel özelliklerini (darbelerden atılan moloz) ve DART benzeri bir çarpmanın momentumunu etkilemiştir.

Daha önce UMD liderliğindeki NASA Deep Impact görevinde baş araştırmacı yardımcısı olarak görev yapan Sunshine, bu farklı dokusal niteliklerin farklı etki sonuçlarına yol açtığını gözlemledi; bu, DART uzay aracının Dimorphos’u orijinal yörüngesinden ne kadar başarılı bir şekilde yönlendirdiğini değerlendirmede kritik öneme sahip.

Sunshine, “Deep Impact görevi, yüzeyi küçük, çoğunlukla tekdüze tanelerden oluşan bir kuyruklu yıldızla çarpıştı” diye açıkladı. “Deep Impact, DART’ın kayalık araziye çarpmasından sonra görülen ipliksi yapılardan daha tekdüze bir enkaz yelpazesiyle sonuçlandı. Görünen o ki, DART’ın neden olduğu püskürme hareketinin DART’ın görevinin başarısı üzerinde gerçekten derin bir etkisi oldu.”

Darbe enkazından gelen ekstra itme, Dimorphos’un yörüngesini kısalttı

DART uzay aracı, Dimorphos ile olan çarpışmada momentumun tek sağlayıcısı değildi; uzay aracı küçücük asteroit ayına çarptığında şiddetli enkaz püskürmeleri ek bir itişe neden oldu.

DART uzay aracı ile Dimorphos arasında aktarılan momentumun hesaplanmasına ve doğrulanmasına yardımcı olan Richardson, “Çarpışmadan fırlayan o kadar çok enkaz vardı ki, Dimorphos, yalnızca DART uzay aracı tarafından vurulmasına kıyasla yaklaşık 3,5 kat daha etkili bir şekilde itildi.”

Asteroitin püskürmesinin yönünü hesaplayan Farnham’a göre, bu bulgu, takım asteroitin yörüngesinin takımın muhafazakar beklentilerinden daha fazla değiştiğini ölçtüğünde doğrulandı. Yörünge periyotlarındaki fark veya bir gök cisminin başka bir cismin etrafında bir dönüşünü tamamlaması için geçen sürenin uzunluğu, Dimorphos’un Didymos etrafındaki yörüngesinin değiştiğini gösterir.

Farnham, “Çarpmadan önce, etkinin Dimorphos’un yörüngesini yalnızca yaklaşık 10 dakika kısaltmasını bekliyorduk. Ancak çarpışmadan sonra, yörünge süresinin daha da kısaldığını ve normalde 12 saatlik bir yörüngeyi 10 dakika kısalttığını öğrendik. 30 dakikadan biraz fazla. Başka bir deyişle, fırlatılan malzeme, ayı orijinal yörüngesinden daha da uzağa itmek için bir jet görevi gördü.”

Hera misyonunu takip etmek

DART görevi, asteroitler gibi Dünya’ya yakın nesnelere karşı uygun gezegen savunma stratejileri geliştirmeye yönelik büyük bir ilk adımı temsil ediyor.

DART ekibi, yaklaşmakta olan Avrupa Uzay Ajansı’nın Hera misyonu Ekim 2024’te kullanıma sunulması, DART etki alanı hakkında daha fazla bilgiyi ortaya çıkaracaktır. 2026-27’ye kadar Hera uzay aracı, Dimorphos ve Didymos’u içeren ikili asteroit sistemini tekrar ziyaret edecek ve ilk kez her iki asteroidin iç özelliklerini değerlendirerek DART etkisinin sistem üzerindeki etkilerinin ve güneş sisteminin arkasındaki jeofiziğin daha ayrıntılı bir analizini sağlayacak. oluşum.

Sunshine, “Dimorphos ve Didymos hakkında hala çok şey bilmiyoruz çünkü sadece dışını gördük” dedi. “İç yapıları nasıl? İkisi arasında gözeneklilik açısından farklılıklar var mı? Bunlar, sapmalarımızın ne kadar etkili olduğunu ve bu asteroitler gibi gök cisimlerinin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini gerçekten görmek için yanıtlamamız gereken türden sorular.”

Hera görevi hâlâ yapım aşamasındayken, hem DART’ın hem de Deep Impact gibi öncüllerinin araştırmaları, insanların Dünya’yı yaklaşan asteroitlere ve kuyruklu yıldızlara karşı korumak için nasıl ek yollar geliştirebileceğine dair zengin bilgiler sunuyor. Merhum Seçkin Üniversite Astronomi Profesörü Mike A’Hearn liderliğindeki kinetik darbe testi girişimleri ve gezegen savunma araştırması mirası sayesinde, UMD gökbilimcileri gezegen ölçeğinde çarpışma deneylerini değerlendirmek ve ilerletmek için benzersiz bir donanıma sahiptir. Richardson, Sunshine, Farnham ve meslektaşları, asteroit tehdidini hafifletmeye yönelik yeni yöntemlere öncülük etmeye devam ederek DART’a yol açan çalışmaları onurlandırmayı umuyor.

Farnham, “Bu makaleler, DART göreviyle ilgili yayınlanacak ilk sonuçlardır,” dedi. “Fakat daha ilginç fenomenleri ortaya çıkarırken, gezegen savunması üzerindeki etki ve çıkarımları daha iyi anlamamıza yardımcı olacak şu anda devam etmekte olan düzinelerce çalışma var.”