Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's DART stort expres in een asteroïde

Dit is de laatste volledige afbeelding van asteroïde maantje Dimorphos, gemaakt door de DRACO-imager op NASA's DART missie vanaf ongeveer 12 kilometer van de asteroïde en 2 seconden vóór de inslag. De afbeelding toont een stukje van de asteroïde met een doorsnede van 31 meter. NASA/Johns Hopkins APL

In november 2021 vertrok NASA's robotruimtevaartuig Double Asteroid Redirection Test (DART) de ruimte in met een SpaceX Falcon 9-raket vanaf Vandenberg Space Force Base in Californië, op een missie om een ​​asteroïde te onderscheppen en de baan van een asteroïde te veranderen.

Het $325 miljoen kostende ruimtevaartuig reisde 6,8 miljoen mijl (11 miljoen kilometer) van de aarde en maandag 26 september bereikte het zijn doel om tegen Dimorphos te botsen, een kleine asteroïde die rond een tweede, groter stuk ruimtesteen, Didymos, draait. reist in een elliptische baan rond de zon.

Hoewel er nooit enige dreiging was dat Dimorphos de aarde zou treffen, vormde het een veilig doelwit voor het testen van technologie die op een dag zou kunnen helpen de aarde te beschermen tegen een catastrofale botsing met een dodelijke asteroïde, zoals degene die de dinosauriërs en 75 procent van de planten- en plantenmassa heeft uitgeroeid. dierenleven 66 miljoen jaar geleden.

Toen het maandag Dimorphos bereikte, botste DART met een snelheid van ongeveer 6,6 kilometer per seconde tegen de ruimterots, waardoor de asteroïde hopelijk genoeg schok kreeg om zijn baan rond zijn partner te veranderen, net iets, maar genoeg om de verandering te voorkomen. kan worden waargenomen door telescopen op aarde. Het onderzoeksteam zal Dimorphos nu observeren met behulp van telescopen op de grond om te bevestigen of de inslag de baan van de asteroïde heeft veranderd.

"DART is een test van de effectiviteit van de kinetische impactortechniek voor het veranderen van het baanpad van een asteroïde, en van de ruimtevaartuigtechnologie die wordt gebruikt om een ​​kinetische impactor naar de beoogde asteroïde te brengen", legt Lindley Johnson, planetair defensieofficier van NASA, uit via e-mail. /P>

Hier zijn vijf dingen die u moet weten over DART.

Inhoud
  1. Een ruimtevaartuig tegen een asteroïde laten crashen is niet eenvoudig
  2. Wetenschappers weten niet wat er zal gebeuren als DART de asteroïde raakt
  3. DART is de eerste poging van de mens om de kosmos aan te passen
  4. Zelfs een kleine asteroïde kan veel schade aanrichten als hij de aarde treft
  5. DART kan toekomstige aardereddende ruimtevaartuigen beïnvloeden

1. Een ruimtevaartuig tegen een asteroïde laten crashen is niet eenvoudig

DART-teamleden installeren en inspecteren het enige instrument van DART, de Didymos Reconnaissance en Asteroid Camera voor optische navigatie (DRACO) op het ruimtevaartuig in juni 2021. Deze beeldsensor met hoge resolutie zal de grootte en vorm van Dimorphos meten en zal het geleidingssysteem van het ruimtevaartuig voeden om het ruimtevaartuig autonoom op een botsing te richten. NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

“Dimorphos is het kleinste object dat ooit een missiedoel is geweest, en we komen heel snel binnen met de noodzaak om bij de eerste poging impact te hebben, zonder fundamentele zaken te weten, zoals de vorm of exacte grootte van Dimorphos”, legt Andy Rivkin, de DART, uit. co-onderzoeksleider van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, dat het project voor NASA leidt. "Het is ongeveer 1100 meter van het centrum van Didymos naar het centrum van Dimorphos, en het is waarschijnlijk minder dan 600 meter van het oppervlak van de een naar het oppervlak van de ander."

Erger nog, het ruimtevaartuig moest dat doel met zo'n hoge snelheid inhalen dat er heel weinig ruimte was voor fouten - "letterlijk met een oogwenk", zegt DART-programmawetenschapper Tom Statler via e-mail. Om de noodzakelijke precisie te bereiken moest het ruimtevaartuig worden bestuurd door SMART Nav, een volledig geautomatiseerd navigatiesysteem dat geen menselijke inbreng vereiste. Het ruimtevaartuig maakte ook gebruik van de Didymos Reconnaissance &Asteroid Camera for OpNav-beeldvormingsinstrument, ook bekend als DRACO, om te zien waar het heen ging.

Maar het is allemaal goed, want dat soort technologie kan ooit van pas komen. "Als we ooit een kinetische impact moeten uitvoeren om een ​​natuurramp te voorkomen, moeten we dat misschien wel ver van de aarde doen, wat autonome controle door het ruimtevaartuig absoluut essentieel zou maken", zegt Statler. "Daarom willen we deze technologie demonstreren en valideren met DART."

2. Wetenschappers weten niet wat er zal gebeuren als DART de asteroïde raakt

Dit diagram toont de baan van binaire asteroïde Didymos rond de zon. Didymos bestaat uit een grote, bijna een halve mijl brede (780 meter brede) asteroïde, omringd door een kleinere, 525 voet brede (160 meter brede) asteroïde of maantje. Op de achtergrond zijn de banen te zien van 2.200 andere bekende potentieel gevaarlijke asteroïden. NASA//JPL-CalTech

‘De asteroïde zelf is het moeilijkst te voorspellen. We weten welk spectraaltype object het is, wat betekent dat we een redelijk goed idee hebben van het soort materiaal waaruit het is gemaakt’, legt Cristina A. Thomas uit, een assistent-professor in de afdeling Astronomy and Planetary Science aan de Northern Arizona University, die jarenlang Dimorphos heeft bestudeerd en het na de inslag zal blijven volgen.

‘Didymos lijkt op wat wij een gewone chondriet-meteoriet noemen. Hij is rotsachtig, maar niet van metaal. Dat geeft ons een goede plek om te beginnen met ons denken. We weten niet of Dimorphos een vast object is of dat het een puinhoop is – veel kleinere dingen die bij elkaar worden gehouden door de zwaartekracht. Dit zal de impact zelf veranderen en hoeveel materiaal er uit de krater wordt geworpen. Dat materiaal, genaamd ejecta, heeft zijn eigen momentum dat extra energie geeft aan de afbuiging. bèta.'"

"De onzekerheid over de waarde van bèta geeft ons onzekerheid over de mate waarin we voorspellen dat de baan zal veranderen", vervolgt Thomas. ‘Dimorphos heeft momenteel een omlooptijd rond Didymos van ongeveer 11 uur en 55 minuten. We verwachten dat we die omlooptijd met minstens 10 minuten zullen veranderen. Dat lijkt misschien niet veel, maar als we zouden proberen iets van de aarde af te buigen, zou de verandering zou niet groot hoeven te zijn, vooral als we het ver van tevoren doen."

3. DART is de eerste poging van de mens om de kosmos aan te passen

Schematische weergave van de DART-missie toont de impact op het maantje van de asteroïde Didymos. Waarnemingen na de inslag met optische telescopen op aarde en planetaire radar zullen de verandering in de baan van het maantje rond het moederlichaam meten. NASA/Johns Hopkins Applied Physics Lab

DART is een vroege stap in het beschermen van het menselijk leven tegen de vernietiging door een ruimtesteen, maar het verandert ook de relatie van de mensheid met de kosmos. Tot nu toe is de ruimte iets geweest waar we van ver naar kijken en waar we af en toe dappere zielen voor korte periodes naartoe sturen. Maar nu wordt het iets waar mensen aan kunnen sleutelen, net zoals we onze eigen planeet hebben veranderd.

"Misschien is het grootste punt dat DART de eerste poging van de mensheid zal zijn om opzettelijk de baan van een lichaam in het zonnestelsel te veranderen", zegt Martin Elvis, een astrofysicus bij het Center for Astrophysics Harvard &Smithsonian en auteur van het boek uit 2021 "Asteroids:How Love, Angst en hebzucht zullen onze toekomst in de ruimte bepalen", legt uit via e-mail.

‘De mate waarin we de omloopsnelheid van Dimorphos, de maan van de nabij de aarde gelegen asteroïde Didymos, zullen veranderen, zal slechts met minder dan een slakkengang (letterlijk) bedragen – 1,4 meter per uur’, zegt Elvis. "Toch is het niet nul. De architectuur van het zonnestelsel zal op subtiele wijze worden gewijzigd." Hij zegt dat dit weliswaar geen direct belang heeft, maar wel symbolisch is. “Er zijn mensen die dit uit de mensheid stappen, opgetogen zullen vinden. Er zijn anderen die zullen zeggen:“Niet nog een keer. Moeten we onze milieufouten herhalen, maar nu op veel grotere schaal?'"

4. Zelfs een kleine asteroïde kan veel schade aanrichten als hij de aarde raakt

Deze composiet bevat 243 afbeeldingen gemaakt door DRACO op 27 juli 2022 van Didymos, een grotere ruimtesteen waar Dimorphos omheen draait. JPL DART-navigatieteam

Dimorphos ziet er misschien nietig uit vergeleken met de enorme asteroïde die de dinosauriërs heeft uitgeroeid, waarvan de omvang wordt geschat op ongeveer 10 kilometer in doorsnee. Maar zelfs een kleine asteroïde kan ernstige schade aanrichten als hij tegen de aarde botst. Johnson merkt op dat hij drie keer zo groot en mogelijk vijf keer zo zwaar is als de asteroïde die zo'n 50.000 jaar geleden de Barringer-krater in het oosten van Arizona creëerde.

"Het zou inslaan met een geschatte energie van ongeveer 10 megaton TNT - groter dan welke atoombom dan ook - en een krater creëren met een diameter van een paar kilometer en een diepte van een kwart mijl (0,4 kilometer)", merkt Johnson op. "De explosieeffecten kunnen zich over een afstand van 241 kilometer in alle richtingen vanaf de inslaglocatie uitstrekken." Het vooruitzicht van een dergelijke ramp maakt het denkbaar dat een toekomstige verdedigingsmissie voor asteroïden zich moet richten op een object met de omvang van Dimorphos.

5. DART kan toekomstige aardereddende ruimtevaartuigen beïnvloeden

Als DART werkt zoals gepland, "zal het zowel de kinetische impactortechniek voor planetaire verdedigingsdoeleinden valideren als dat de huidige technologie ons vermogen om de afbuiging uit te voeren mogelijk maakt", legt Johnson uit. Maar dat betekent niet dat NASA zich zal haasten om een ​​ruimtevaartuig te bouwen dat dezelfde prestatie kan leveren en het klaar zal hebben om gelanceerd te worden bij de eerste glimp van een asteroïde die een bedreiging vormt voor de aarde.

‘Een significante inslag van een asteroïde is een uiterst zeldzame natuurramp, en welke technieken kunnen worden gebruikt om een ​​van tevoren gedetecteerde ramp af te wenden is zeer afhankelijk van het scenario, vooral van hoeveel jaar van tevoren de ramp werd ontdekt’, zegt Johnson. "Het kan tientallen jaren duren voordat de volgende grote impactor wordt ontdekt en het planetaire verdedigingsprogramma van die tijd zal in de toekomst wellicht gebruik willen maken van de meer geavanceerde technologie die tegen die tijd waarschijnlijk beschikbaar zal zijn."

Aan de andere kant:"hoe DART zich verhoudt tot wat in een daadwerkelijke noodsituatie zou kunnen worden gebruikt, zal gedeeltelijk afhangen van hoe het experiment verloopt", zegt Rivkin. Die toekomstige planeetbeschermer "zal misschien niet erg verschillen" van het ontwerp van DART.

Dat is interessant

DART werd op Dimorphos gericht omdat de verandering in zijn langzame baan rond Didymos veel gemakkelijker kon worden waargenomen dan een verandering in de baan van een asteroïde rond de zon, aldus deze NASA-blogpost.




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Meloensmaak gedecodeerd:de genetische sleutels tot aromatische diversiteit
  2. Ziekteverwekkers identificeren die sojastamkanker veroorzaken
  3. Onderzoekers identificeren combinatie van factoren voor biologische cacaoopbrengst
  4. Gloeiende tags onthullen een fractie van een seconde activiteit van pathogene circuits
  5. Kopiëren of innoveren? Studie werpt licht op chimpanseecultuur
  6. Heb jij een dubbelganger? Er is een kans van 1 op een biljoen
  7. Insect Compound Eye vs. Human Eye
  8. Citroenfruit versterken om beter bestand te zijn tegen klimaatverandering
  9. De bacteriële gemeenschap op het internationale ruimtestation lijkt op huizen

Wetenschap