Terv szerint november 24-én, közép-európai idő szerint 07:20-kor (PST időzóna szerint november 23-án 22:20-kor) indul a NASA DART (Kettős Aszteroida Eltérítő Teszt, a betűszó jelentése: dárda) missziója a Didymos kettős kisbolygó rendszerhez, hogy annak kisebbik tagjába, a Dimorphosba csapódjon, megváltoztatva a holdacska pályáját.
Az űreszközt egy SpaceX Falcon 9-es rakétával bocsájtják fel Kaliforniából. Veszélyben vagyunk? Mi lesz, ha nem sikerül, hívjuk-e Bruce Willist?
A Didymos (jelentése görögül: iker) egy hegy méretű (780 m átmérőjű) aszteroida, kis holdja (163 m) pedig akkora, mint a gízai Nagy Piramis.
Ha ütközne a Földdel, egy várost le tudna tarolni a kis hold is. Ez a rendszer tipikus a sokezer kisbolygó között, melyek közül előkerülhetnek valós problémát okozók is, de a Didymos nem jelent veszélyt számunkra, mert égi útja nem keresztezi a Föld pályáját.
A DART mégis a NASA Bolygóvédelmi Programjának része. Egy olyan kísérlet, melynek célja, hogy az úgynevezett ’kinetic impactor’ módszer hatékonyságát vizsgálják: hogyan lehet megfelelően eltéríteni egy, a Föld felé tartó veszélyes kisbolygót.
Szerencsére nem tudunk tényleges fenyegetésről, így jelenleg a veszélyt nem jelentő Didymos rendszeren végzik a tesztet. A NASA szakemberei pedig úgy tervezték a küldetést, hogy a becsapódás után se változhasson meg a kisbolygók pályája annyira, hogy az problémát okozzon.
A DART által a rendszerbe szállított impulzus valójában nagyon kicsi.
A Didymos kisbolygó kettős rendszere
A Didymost 1996-ban fedezték fel, a Dimorphos holdját viszont csak 2003-ban. Először fénygörbe adatok alapján feltételezték az utóbbi jelenlétét, majd az Arecibo rádiótávcső radar képein közvetlenül meg is pillantották!
Egy ideig a Didymain és Didymoon megjelöléseket használták rájuk.
A hold 2020-ban lett egyike a legkisebb égitesteknek, amely hivatalos nevet kapott. A Dimorphos (kétalakú) elnevezés indoklása, hogy az égitest pályáját és alakját az emberi beavatkozás jelentős mértékben meg fogja változtatni, két különböző képet mutat majd a becsapódást megelőzően és utána pár évvel, mikor az ESA Hera missziójával részletesen tanulmányozni fogják.
A Didymos 2,26 óránként egyszer fordul körbe, míg a kötött tengelyforgású holdacska periódusideje 11,9 óra. Kötött tengelyforgás estén a forgás időtartama megegyezik a keringési idejével, így mindig ugyanazt az oldalát mutatja a hold a nagyobb aszteroida felé.
Az ismert földközeli kisbolygók közel egyhatoda kettős vagy többes rendszer tagja.
A NASA Bolygóvédelmi Irodája
A NASA 2016-ban hozta létre a Planetary Defense Coordination Office (PDCO) bolygóvédelmi irodát. Feladatuk a potenciálisan veszélyes égitestek korai felismerése, követése és karakterizálása. Emellett olyan stratégiákat és technológiákat fejlesztenek, amelyek alkalmasak eltéríteni a veszélyes égitesteket.Jelenleg több, mint 27 000 földközeli kisbolygót (NEO) azonosítottak, melyek a Naptól pályájuknak minden pontján kisebb, mint 1,3 CSE-re vannak. Ezek közül kb. 2000-et nyilvánítottak poteciálisan veszélyesnek (PHO).
Pályájukat követik és pozícióikat évekkel előre kiszámítják.
Egyelőre nem találtak 140 m-nél nagyobb égitestet, amely a következő 100 éven belül bolygónknak csapódna, de mivel a potenciálisan veszélyes sziklák egy része túl sötét, hogy észrevegyék, aa feltételezések szerint eddig csak kb. 40%-ukat fedezték fel.
2026-ban a NEO Surveyor infravörös űrteleszkóppal terveznek javítani ezen az arányon.Megbecsülhető, hogy átlagosan milyen gyakori egy-egy veszélyesebb aszteroida-becsapódás a földtörténet során igazoltan bekövetkezett esetek alapján. 2013-ban Cseljabinszk fölött, Oroszországban, kb. 22,5 km-es magasságban robbant fel egy nagyjából 20 m-es égitest, melynek lökéshulláma kitörte az ablakokat, és leginkább emiatt, több, mint 1600 ember sérült meg. Ilyen méretű aszteroida néhány évtizedenként várható.
1908-ban az Alsó-Tunguszka folyó közelében, szintén Oroszország területén egy kb. 60-100 m-es meteorit tarolta le a tajgát 80 km-es sugarú körben, ekkorára néhány évszázadonként számíthatunk. A katasztrofális hatású, tömeges fajkihaláshoz vezető, 65 millió éve becsapódó meteorit, ami a Chixulub-krátert hozta létre 10-15 km-es átmérőjű lehetett. Ilyen esemény, ami már komolyan veszélyeztetné az emberiség fennmaradását, átlagosan néhány millió évente fordul elő.
Hangsúlyozni kell, hogy a statisztikai átlag semmilyen garanciát nem jelent arra, hogy nem következik be bármikor egy újabb veszélyes becsapódás. Érdemes előre felkészülni, hogy meg tudjuk védeni magunkat tőle!
A DART küldetés kivitelezése
A DART jövő ősszel érkezik majd a Didymoshoz, és holdjához, a Dimorphoshoz. Saját kamerája (DRACO) és navigációs rendszere segítségével megcélozza a holdacska közepét és nekiütközik.
Az ütközés nem lesz akkora, hogy szétrombolja a kis holdat.
Az becsapódás során impulzusátadás történik, emiatt megváltozik a Dimorphos keringési sebessége. Az eltérülés mértéke függ az égitest összetételétől, porózusságától is.
A számítások szerint a kb. 500 kg tömegű űrszonda 6.6 km/s sebességgel csapódik a Dimorphosba és így annak 11 óra 55 perces keringési idejét 1%-al változtatja meg. A DART szonda 10 nappal a megsemmisülése előtt egy mini, kamerával felszerelt műholdat bocsájt ki magából, amely képeket küld a Földre az eseményről.
Ennek ideje egybeesik azzal az időponttal, mikor a Didymos rendszer a legközelebb jár pályáján a Földhöz (kb. 11 millió km-re).
Nem véletlen, hiszen számos földi teleszkóppal is tanulmányozni akarják a pályaváltozásokat, és így tudják a lehető legpontosabb méréseket végezni. A Didymos egy másik fontos kritériumot is teljesít: fedési kettősként vizsgálható a Földről!
A hold szabályos időközönként, a pálya periódusának megfelelően elvonul a nagyobb aszteroida előtt, ami megfigyelhető fényességváltozást okoz. Ebből pontosan fogjuk tudni mérni, hogy mennyit változik a periódus a becsapódás miatt.
Technológia, avagy mi utazik a becsapódó szondán
Bár a DART-on nincs nagyon sok műszer, mégis számos új technológiát fog használni.
Hajtóműve, a NEXT-C (NASA Evolutionary Xenon Thruster – Commercial) egy xenonnal működő ionhajtómű, a Dawn űrszonda hajtóművén alapul. ROSA nevű kihajtható napelemtábláit 2017 júniusában tesztelték az ISS-en. A LICIACube (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) mini műholdat kb. 5 nappal a becsapódása előtt bocsájtja ki magából.
Ez fényképeket készít a becsapódásról, a kilövellő porfelhőről és potenciálisan a becsapódási kráterről is.
A legérdekesebb talán a DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Op-nav), a DART saját kamerája, ami arra szolgál, hogy a DART lássa a Didymos rendszert, hogy pontosan megcélozhassa a Dimorphost. A DART kutatói által kifejlesztett SMART Nav felelős az önálló optikai navigációért, ez azonosítja és megkülönbözteti majd a rendszer két égitestét, és a műholdat a Dydimoshoz irányítja.
A csapat az APL (John Hopkins Applied Physics Laboratory)-nál több évtized alatt kifejlesztett rakétavezető algoritmusokat használ fel ehhez.
Hera, a küldetés folytatása
A Didymos rendszer vizsgálata a tervek szerint 2024-ben folytatódik az ESA Hera missziójával. Ez a küldetés bizonyítékokat gyűjt, hogy valóban hatékony bolygóvédelmi technika lehet-e a kisbolygók becsapódással történő eltérítése. Feltérképezi majd a DART által okozott krátert és megméri az aszteroida tömegét, amelyből az összetételére lehet következtetni.
Aktatáska méretű CubeSat-ok pedig drónok módjára odarepülnek és le is szállnak annak felszínére!
A küldetések céljai
A Didymos kettős kisbolygó rendszerhez tervezett űrmissziók rendkívül izgalmasak és hasznosak. Az aszteroidák elhárítására elméletileg tervezett technikákat tesztelni kell a valóságban is. A legmegbízhatóbb módszerek elve az, hogy amikor még messze van tőlünk a kisbolygó, töredék százalékkal meg kell változtatni a sebességét.
Így olyan pályára tér át, amelyik éppen elkerüli a Földet.
A DART által tesztelt, az űreszköz becsapódásával történő módszeren túl másik ötlet még az aszteroida mellett elrepülő űreszköz gravitációs hatásának használata (ún. gravitációs traktor) vagy például az égitest felszínétől néhány 100 m-re történő nukleáris robbantás (így nem hullana szintén veszélyes darabokra a kisbolygó).
A küldetéseknek szerepe van a különféle technológiák fejlesztésében is, amelyeknek majd további hasznos alkalmazásai lehetnek. A DART azért is egy lenyűgöző küldetés, mert nem csak tudományos kutatásról, hanem közvetlenül az emberiség biztonságáról szól.
Az indítással kapcsolatos részletesebb információk a NASA honlapján találhatóak.Az élő közvetítés linkje itt érhető el.
Aki pedig kedvet kapott kísérletezni, hogy egy aszteroida eltérítéséhez milyen paramétereket hogyan érdemes beállítani, ki is próbálhatja (NASA Redirect App).
Szerző: Dálya Zsuzsanna, Csillagász
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló
📸 A borítókép forrása: A NASA DART űrszondájának és az Olasz Űrügynökség (ASI) LICIACube-jának illusztrációja a Didymos kettős rendszerbe való becsapódása előtt.
Credits: NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben