Содержание
Ученые объяснили, зачем столкнули зонд DART с астероидом – Москва 24, 28.09.2022
Космическое агентство NASA успешно произвело столкновение специализированного космического аппарата DART (Double Asteroid Redirection Test) с поверхностью астероида Диморф (Dimorphos). О том, для чего и как это было сделано, рассказывает научный обозреватель Николай Гринько.
Фото: NASA/Johns Hopkins APL
Итак, это случилось: человечество впервые в истории разбило космический аппарат о поверхность астероида, совсем как в фантастическом фильме «Армагеддон». Правда, там это произошло случайно, а DART был уничтожен намеренно, в рамках будущей программы планетарной защиты. Мало того, аппарат и был построен с одной-единственной целью: совершить столкновение с космическим булыжником. Для того чтобы лучше представлять себе ситуацию, изучим оба объекта – и природный, и технический.
Начнем с того, что Диморф – всего лишь спутник другого, более крупного астероида Дидим (Didymos): меньший (диаметром 160 метров) вращается вокруг большего (780 метров), словно Луна вокруг Земли.
Вся эта система расположена в 11 миллионах километров от нашей планеты и никакой опасности для человечества не представляет: в ближайшие пару-тройку миллиардов лет наши орбиты не пересекутся. Эта пара астероидов была открыта еще в 2003 году, но до последнего момента у нее был только ничем не примечательный номер S/2003 (65803).
Но два года назад было решено провести уникальный эксперимент по изменению орбиты удаленного небесного тела – проще говоря, проверить, можем ли мы столкнуть камень с орбиты, «швырнув» в него чем-нибудь тяжелым.
Именно тогда Международный астрономический союз дал этой парочке имена, чтобы в прессе было удобнее освещать ход миссии.
Теперь о космическом аппарате. Миссия DART (Double Asteroid Redirection Test, «испытания перенаправления двойного астероида») – это разработка Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса и нескольких центров NASA. Зонд запустили еще год назад, 24 ноября 2021-го, и все это время он летел к цели. Спутник представляет собой куб размерами 1,2×1,3×1,3 метра, оснащенный восьмиметровыми солнечными батареями.
Вся электроника, которая есть на борту, предназначена лишь для связи с Землей и автоматического управления – научной аппаратуры на DART по большому счету нет. Задача аппарата была такова: разогнаться до скорости 6,6 километра в секунду (почти 24 000 километров в час!) и врезаться в Диморф. Удивительно, но даже при массе 610 килограммов такое столкновение вовсе не выбьет астероид в открытый космос, а приведет лишь к очень незначительному изменению его орбиты, отследить которое можно только очень точными приборами.
26 сентября 2022 года в 23:14 по Гринвичу миссия успешно завершилась: DART разбился о Диморф, передав на Землю кадры этого столкновения (точнее, приближения до момента удара, дальше снимать было уже нечем).
Фото: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben
Человечество уже довольно давно изучает и каталогизирует астероиды и все больше убеждается в том, что от них нужно защищаться. Удар не слишком большого по космическим меркам камушка может стереть с планеты все живое, а нам очень не хочется повторять судьбу динозавров.
Беда в том, что мы до сих пор не придумали, как именно противостоять небесным гостям. Способы предложены разные – от ядерных взрывов до покрытия астероидов светоотражающей краской, но единственным осуществимым сегодня является «кинетический» – тот самый удар «в лоб».
Да, мы наверняка сможем сдвинуть астероид всего на волосок, но, как ни странно, этого может оказаться достаточно.
Будущая система планетарной защиты по плану должна выполнять две задачи: обнаруживать потенциально опасные астероиды задолго до столкновения с Землей и направлять к ним «бодающиеся беспилотники», чтобы те корректировали их орбиту. Крохотные изменения траектории будут накапливаться несколько десятков или сотен лет, и со временем «сдвинутые» астероиды перестанут представлять для нас опасность. Да, результатов придется ждать очень долго, но у нас нет других вариантов.
Теперь осталось дождаться данных о том, насколько удар изменил орбиту Диморфа. Кстати, в пресс-релизе несколько раз особо подчеркивается тот факт, что никакого вреда миссия не принесет.
Диморф не полетит в сторону Земли – мы пока при всем желании не сможем этого сделать. Правда, некоторое количество выбитой «щебенки» когда-нибудь все же доберется до нас, но произойдет это только через несколько тысяч лет. Прогнозы обнадеживают.
Хотя…
Гринько Николай
наука
НАСА хочет устроить столкновение зонда с астероидом — смотреть онлайн
Ночью 27 сентября зонд американского космического агентства НАСА должен врезаться в астероид. Эта фантастическая миссия получила довольно скучное название — «Двойной тест перенаправления астероида» (Double Asteroid Redirection Test или сокращенно DART). Но ее цель способна поразить воображение миллионов людей. DART должна помочь выяснить, насколько сложно, если это вообще возможно, предотвратить столкновение крупного космического тела с Землей.
Подобные катастрофы вселенского масштаба не раз становились сюжетом для голливудских блокбастеров. Зрителей пугали столкновением с кометами или астероидами авторы фильмов «Армагеддон», «Столкновение с бездной», «Гренландия», наконец, «Не смотрите наверх».
В каждом из них рассматривалась возможность взорвать космическое тело или обстрелять его так, чтобы оно изменило свою орбиту.
Звучит все это как фантастика, однако проект DART уже стал реальностью. Американский зонд должен в 01:14 по киевскому времени врезаться в астероид Диморф. Столкновение произойдет на расстоянии около 11 миллионов километров от нашей планеты.
Ученые НАСА успокаивают — орбита Диморфа не пересекается с земной. Чтобы ни произошло, столкновение не направит астероид в нашу сторону.
За историческим экспериментом будут следить несколько телескопов, в том числе космическая обсерватория Джеймса Уэбба.
Что еще нужно знать? Масса зонда составляет 570 кг. Он движется со скоростью более 20 тысяч километров в час. Аппарату предстоит определить цель и ее точное местоположение с помощью сложнейшей компьютерной программы. Проблема в том, что Диморф вращается вокруг более крупного астероида, который называется Дидим. Диаметр Диморфа — 160 метров, диаметр Дидима — 780 метров.
Главное — зонд не должен промахнуться. А «увидит» он Диморф всего за час до контакта с ним.
До столкновения аппарат будет каждую секунду отправлять на Землю фотографии. Когда все произойдет, снимать последствия будет небольшой итальянский спутник LICIACube. Доставил его к месту космического свидания сам зонд. Спутник отделился от него пару дней назад. «Итальянец» будет фотографировать последствия столкновения с расстояния 50 км.
В настоящее время Диморф делает полный оборот вокруг Дилима за 11 часов 55 минут. После столкновения с зондом, по расчетам НАСА, это время должно сократиться на 10 минут.
Насколько изменится орбита астероида, человечество узнает через четыре года, когда Дидим и Диморф снова приблизятся к Земле.
В НАСА говорят, что астрономы на сегодняшний день идентифицировали более 95% астероидов, столкновение которых с Землей может вызвать глобальную катастрофу.
Их орбиты рассчитаны с точностью и не пересекаются с земной. Но в космосе существует множество объектов меньшего размера, которые способны при столкновении с нашей планетой уничтожить город или целую страну. Вот с ними и намерены бороться в будущем с помощью зондов, если эксперимент DART удастся.
Диморф с его небольшими размерами при столкновении с Землей оставит на поверхности планеты кратер примерно километр в поперечнике и пару сотен метров глубиной. Его падение произведет взрыв мощностью до 600 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Например, мощность взрыва Тунгусского метеорита над Сибирью в 1908 году составила от 10 до 40 мегатонн.
2323
Читайте нас в Telegram-канале, Facebook
и Instagram
Сделайте «ФАКТЫ»
избранным источником
в Google News
Лунное стекло показывает, что удары лунных астероидов отражаются на Земле — ScienceDaily
Исследовательская группа под руководством Куртина обнаружила, что удары астероидов о Луне миллионы лет назад точно совпали с некоторыми из крупнейших ударов метеоритов о Земле, такими как тот, который уничтожил из динозавров.
Исследование также показало, что крупные столкновения с Землей не были отдельными событиями, а сопровождались серией меньших столкновений, проливающих новый свет на динамику астероидов во внутренней части Солнечной системы, включая вероятность потенциально разрушительных земных столкновений. астероиды.
Международная исследовательская группа изучила микроскопические стеклянные шарики возрастом до двух миллиардов лет, которые были обнаружены в лунном грунте и доставлены на Землю в декабре 2020 года в рамках лунной миссии Китайского национального космического агентства «Чанъэ-5». Тепло и давление ударов метеорита создали стеклянные шарики, поэтому их распределение по возрасту должно имитировать удары, показывая временную шкалу бомбардировок.
Ведущий автор, профессор Александр Немчин из Центра космической науки и технологий Университета Кертина (SSTC) в Школе наук о Земле и планетах, сказал, что полученные данные предполагают, что время и частота столкновений астероидов с Луной могли быть такими же, как и на Земле.
рассказывая нам больше об истории эволюции нашей собственной планеты.
«Мы объединили широкий спектр микроскопических аналитических методов, численного моделирования и геологических исследований, чтобы определить, как и когда образовались эти микроскопические стеклянные шарики с Луны», — сказал профессор Немчин.
«Мы обнаружили, что некоторые из возрастных групп лунных стеклянных шариков точно совпадают с возрастом некоторых из крупнейших земных ударных кратеров, включая ударный кратер Чиксулуб, ответственный за вымирание динозавров.
» Исследование также показало что крупные ударные события на Земле, такие как кратер Чиксулуб 66 миллионов лет назад, могли сопровождаться рядом более мелких ударов. Если это верно, то можно предположить, что распределение частоты столкновений с Луной по возрастам может предоставить ценную информацию о столкновении с Землей или внутренней Солнечной системой».0003
Соавтор, доцент Катарина Милькович, также из SSTC Кертина, сказала, что будущие сравнительные исследования могут дать более глубокое понимание геологической истории Луны.
«Следующим шагом будет сравнение данных, полученных из этих образцов «Чанъэ-5», с другими лунными почвами и возрастами кратеров, чтобы иметь возможность обнаружить другие значительные события столкновения на всей Луне, которые, в свою очередь, могут открыть новые доказательства того, какие удары могло повлиять на жизнь на Земле», — сказал доцент Милькович.
Международное сотрудничество было поддержано Австралийским исследовательским советом, в нем приняли участие исследователи из Австралии, Китая, США, Великобритании и Швеции, включая соавторов доктора Марка Нормана из Австралийского национального университета, доктора Тао Лонга из Пекинского центра SHRIMP Китайской академии. кандидат геологических наук и аспирант Юци Цянь из Китайского университета геонаук.
Источник истории:
Материалы предоставлены Университетом Кертин . Примечание. Содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.
Самое мощное столкновение с астероидом на Земле может быть даже сильнее, чем мы думали
Древние столкновения сыграли важную роль в сложной истории Земли.
На других телах Солнечной системы, таких как Луна или Меркурий, история ударов сохраняется на их поверхности, потому что стереть ее нечем. Но геологическая активность Земли со временем стерла следы ударных кратеров, в некоторой степени благодаря эрозии.
Сложная история Земли повысила ее статус среди ее братьев и сестер Солнечной системы и создала мир, в котором кипит жизнь. Столкновения с древними астероидами сыграли свою роль в этой истории, принося катастрофы и разрушения и безвозвратно меняя ход событий.
Расшифровать роль, которую сыграли эти гигантские удары, сложно, поскольку доказательства отсутствуют или сильно повреждены. Так как же ученые подходят к этой проблеме?
Один кратер за раз.
Самое известное столкновение с Землей гигантского астероида — удар Чиксулуб, уничтоживший динозавров около 65 миллионов лет назад и расчистивший путь млекопитающим. Но были и другие гигантские удары, в том числе в Южной Африке. Он называется кратер Вредефорт, и это самый большой подтвержденный ударный кратер на Земле.
Импактор Вредефорт столкнулся с Землей около 2 миллиардов лет назад в палеопротерозойскую эру и сейчас находится в Южной Африке. Предыдущие исследования показали, что диаметр ударника Вредефорта составляет от 6 до 9 миль, а кратер — или ударная структура, как их называют ученые — имел диаметр от 100 до 200 миль, когда он образовался.
Эрозия уменьшила его размер за 2 миллиарда прошедших лет, что затрудняет точную оценку природы ударного элемента, размера кратера и последствий удара.
Ученый держит образец астероида Чиксулуб. Кике Кальво/Universal Images Group/Getty Images
Но новое исследование, опубликованное в Журнале геофизических исследований: Планеты , приходит к другому размеру и скорости удара для импактора Вредефорт. Авторы исследования говорят, что ударный элемент был больше, чем предполагалось, ударил по Земле с большей скоростью, чем предполагалось, и имел разрушительные и далеко идущие последствия.
Исследование Пересмотр условий образования кратера Вредефорт .
Ведущий автор — Натали Аллен, доктор философии. студентка факультета физики и астрономии Университета Джонса Хопкинса.
«Понимание самой большой ударной структуры, которая у нас есть на Земле, имеет решающее значение», — сказал Аллен в пресс-релизе. «Доступ к информации, предоставляемой такой структурой, как кратер Вредефорт, — это прекрасная возможность проверить нашу модель и наше понимание геологических свидетельств, чтобы мы могли лучше понять воздействие на Землю и за ее пределы».
Размер удара
Вид на купол Вредефорта сегодня в Южной Африке. Shutterstock
Более поздние столкновения, такие как событие в Чиксулубе, также имели далеко идущие и катастрофические последствия. Чиксулуб стал причиной мегацунами, сильных землетрясений, огненных бурь, превративших леса в пепел и золу, скоплений атмосферной пыли, вызвавших длительное падение глобальной температуры, и, конечно же, вымирание динозавров.
Но Земля была совсем другой, когда в палеопротерозойскую эру произошло столкновение с Вредефортом.
Не было ни животных, ни лесов.
Предыдущие оценки ударного элемента Вредефорта говорят о его диаметре около 9 миль при скорости удара 9 миль/с. При этом образовался кратер диаметром около 107 миль. За прошедшие 2 миллиарда лет кратер сильно разрушился, поэтому более ранние геологические данные подтверждают оценку «15 × 15».
Но проблема в том, что теперь считается, что кратер намного больше. Наиболее достоверные современные оценки кратера составляют от 155 до 174 миль. Чтобы помочь разобраться в этом несоответствии, авторы этого исследования применили новые инструменты для изучения столкновения с Вредефортом в виде компьютерного моделирования.
Исследователи провели моделирование с помощью инструмента «код удара iSALE2D (упрощенный произвольный лагранжев эйлеров воздействия)». Это инструмент моделирования физики ударов, который помогает исследователям понять события столкновения. Ученые используют его для имитации ударов и воспроизведения их эффектов. Их моделирование привело к размеру и скорости ударника, которые более точно отражают современные данные.
Исследователи говорят, что ударник Вредефорта на самом деле был либо телом диаметром 9 миль, движущимся со скоростью 9 миль в секунду, либо телом диаметром 12 миль, движущимся со скоростью 12 миль в секунду.
Размер кратера — не единственное свидетельство, которое совпадает с пересмотренными диаметром и скоростью импактора. Некоторые особенности скалы под местом удара также предполагают более крупный ударный элемент, чем предполагалось. Исследователи обнаружили ударно-метаморфические черты в ударной структуре Вредефорта, в том числе «брекчию, конусы разрушения, признаки плоской деформации в кварце и цирконе и расплав», пишут авторы. Их расположение предполагает, что удар был более мощным, чем предполагалось.
Недооценка силы
Столкновение с астероидом могло оказать «разрушительное» воздействие на фотосинтезирующие организмы. Erik Simonsen/Photodisc/Getty Images
Эти пересмотренные результаты для столкновения с Вредефорт означают, что удар был более мощным, чем считалось ранее.
Удар затмевает удар Чиксулуба, убившего динозавров.
Чиксулуб был катастрофой для жизни на Земле в то время, поэтому столкновение с Вредефортом было бы мегакатастрофой. Однако он не оставил записей о массовом вымирании и не оставил постоянного слоя пепла по всему земному шару, как это сделал Чиксулуб. Какой ущерб нанес ударный двигатель Вредефорт на Земле?
«В отличие от удара Чиксулуб, удар Вредефорта не оставил записей о массовом вымирании или лесных пожарах, учитывая, что 2 миллиарда лет назад существовали только одноклеточные формы жизни и не существовало деревьев», — сказал профессор Мики Накадзима, один из авторы статьи, также из Johns Hopkins. «Однако это воздействие могло бы повлиять на глобальный климат потенциально более широко, чем воздействие Чиксулуба».
Удар заполнил атмосферу пылью и аэрозолями, блокируя солнечный свет и вызывая падение температуры. В то время кислород накапливался в атмосфере, а фотосинтезирующие организмы были широко распространены и существовали уже миллиард лет.
Что с ними случилось?
«Это могло оказать разрушительное воздействие на фотосинтезирующие организмы, — сказал Накадзима. «После того, как пыль и аэрозоли осели — что могло занять от нескольких часов до десяти лет — парниковые газы, такие как углекислый газ, которые были выброшены в результате удара, могли потенциально повысить глобальную температуру на несколько градусов в течение длительного периода времени».
Как мы видим вокруг, повышение температуры всего на пару градусов оказывает сильное влияние на глобальный климат. В нашем потеплевшем мире все чаще происходят наводнения, ураганы, засухи и другие явления.
Геологические доказательства трудно найти, но 2 миллиарда лет назад Земля только вышла из гуронского оледенения, поэтому на поверхности планеты, вероятно, было много льда. Если бы удар Вредефорта повысил глобальную температуру, таяние могло бы значительно поднять уровень океана. Столкновение могло также предвещать период сильных штормов, хотя нет никакого способа узнать наверняка.
Авторы воздерживаются от точного объяснения последствий для жизни на Земле того времени. Но они приходят к нескольким выводам.
Что случилось с жизнью на Земле?
Ученым будет трудно когда-либо понять, что случилось с жизнью на Земле после удара импактора Вредефорт. desmon jiag/Moment/Getty Images
Предыдущие оценки размера кратера и размера ударника не соответствуют геологическим данным. Более слабое воздействие предыдущих исследований не может создать достаточного давления, чтобы создать геологические особенности на месте удара Вредефорта.
Удары такого размера также создают слой расплава под местом удара. Хотя большая его часть разрушилась за 2 миллиарда лет, модели команды показывают, что некоторые из них все еще должны существовать под центром, где он находится сегодня.
Еще один их вывод касается расположения суши 2 миллиарда лет назад. Мы знаем, что континенты значительно дрейфовали и даже соединялись в прошлом, но определить их точное местоположение в определенное время сложно.
Ученые находили выбросы от удара Вредефорта в разных местах по всему миру, особенно в Карелии, Россия, и они знают, как далеко могут распространяться выбросы от удара данной энергии.
Так что при более точном понимании энергии удара Вредефорта авторы смогли ограничить местонахождение Карелии в момент удара. Когда произошло столкновение с Вредефортом, Карелия находилась на расстоянии от 1242 до 2553 миль от места падения. Теперь они в четыре раза дальше друг от друга.
«Невероятно сложно определить расположение давних массивов суши, — говорит Аллен. «Самые лучшие симуляции на сегодняшний день отображают историю примерно на миллиард лет назад, и неопределенность становится больше, чем дальше вы уходите. Уточнение доказательств, таких как это картирование слоя выброса, может позволить исследователям проверить свои модели и помочь завершить взгляд в прошлое».
Ученым будет трудно когда-либо понять, что случилось с жизнью на Земле после удара импактора Вредефорт. Огромное количество выделившихся газов вместе со всей пылью, возможно, сделали фотосинтез неэффективным на большей части земного шара.