חללית ה-DART של נאס"א אמורה להתנגש בגוף הקטן יותר של מערכת האסטרואידים הבינאריים דידימוס באוקטובר 2022. משימת הרה של ESA תסקר את 'דידימון' לאחר ההשפעה ותעריך כיצד השתנה מסלולו בעקבות ההתנגשות, כדי להפוך את החד-פעמי הזה. ניסוי בטכניקת הגנה פלנטרית בר-ביצוע. קרדיט: ESA–ScienceOffice.org
לאחר נאס"אמבחן ההפניה ההיסטורי של אסטרואידים כפולים, א JPLמחקר בהנחייתו הראה שצורתו של האסטרואיד דימורפוס השתנתה ומסלולו הצטמצם.
כאשר ה-DART (בדיקת הפניית אסטרואיד כפולה) של נאס"א התנפץ בכוונה לתוך אסטרואיד ברוחב 560 רגל (ברוחב 170 מטר) ב-26 בספטמבר 2022, הוא הטביע את חותמו ביותר ממובן אחד. ההדגמה הראתה שפגע קינטי יכול להסיט אסטרואיד מסוכן אם אי פעם יהיה על מסלול התנגשות עם כדור הארץ. כעת מחקר חדש שפורסם ב- כתב עת למדע פלנטרי מראה שהפגיעה שינתה לא רק את תנועת האסטרואיד, אלא גם את צורתו.
המטרה של DART, האסטרואיד דימורפוס, מקיפה אסטרואיד קרוב לכדור הארץ גדול יותר בשם דידימוס. לפני הפגיעה, לדימורפוס הייתה צורת "כדורית אובלטית" סימטרית בערך – כמו כדור מעוך רחב יותר ממה שהוא גבוה. עם מסלול מעגלי מוגדר היטב במרחק של כ-3,900 רגל (1,189 מטר) מדידימוס, לדימורפוס לקח 11 שעות ו-55 דקות להשלים לולאה אחת סביב דידימוס.
"כאשר DART השפיע, הדברים נעשו מאוד מעניינים", אמר שאנטאנו נאידו, מהנדס ניווט במעבדת הנעה סילון של נאס"א בדרום קליפורניה, שהוביל את המחקר. "המסלול של דימורפוס כבר אינו מעגלי: תקופת המסלול שלו" – הזמן שלוקח להשלים מסלול בודד – "קצר כעת ב-33 דקות ו-15 שניות. וכל צורתו של האסטרואיד השתנתה, מעצם סימטרי יחסית ל'אליפסואיד תלת-צירי' – משהו יותר כמו אבטיח מלבני".
האסטרואיד דימורפוס נלכד במשימת ה-DART של נאס"א רק שתי שניות לפני שהחללית פגעה בפניה ב-26 בספטמבר 2022. תצפיות על האסטרואיד לפני ואחרי הפגיעה מצביעות על כך שמדובר בחפץ "ערימת הריסות" ארוז באופן רופף. קרדיט: NASA/Johns Hopkins APL
דוח נזקי דימורפוס
הצוות של נאידו השתמש בשלושה מקורות נתונים במודלים הממוחשבים שלהם כדי להסיק מה קרה לאסטרואיד לאחר הפגיעה. המקור הראשון היה על סיפון DART: החללית צילמה תמונות כשהיא התקרבה לאסטרואיד ושלחה אותן חזרה לכדור הארץ דרך רשת החלל העמוק (DSN) של נאס"א. תמונות אלה סיפקו מדידות מקרוב של הפער בין דידימוס לדימורפוס, תוך כדי מדידת הממדים של שני האסטרואידים ממש לפני הפגיעה.
מקור הנתונים השני היה מכ"ם מערכת השמש Goldstone של ה-DSN, הממוקם ליד ברסטו, קליפורניה, שהקפיץ גלי רדיו משני האסטרואידים כדי למדוד במדויק את מיקומו ומהירותו של דימורפוס ביחס לדידימוס לאחר הפגיעה. תצפיות מכ"ם עזרו במהירות לנאס"א להסיק שהשפעת ה-DART על האסטרואיד עלתה בהרבה על הציפיות המינימליות.
המקור השלישי והמשמעותי ביותר לנתונים: טלסקופים קרקעיים ברחבי העולם שמדדו את "עקומת האור" של שני האסטרואידים, או כיצד אור השמש המשתקף משטחי האסטרואידים השתנה עם הזמן. על ידי השוואת עקומות האור לפני ואחרי הפגיעה, החוקרים יכלו ללמוד כיצד DART שינה את תנועתו של דימורפוס.
איור זה מראה את שינוי הצורה המשוער שחווה האסטרואיד דימורפוס לאחר ש-DART פגע בו. לפני הפגיעה, משמאל, האסטרואיד היה בצורת כדור מעוך; לאחר הפגיעה הוא קיבל צורה מוארכת יותר, כמו אבטיח. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
כאשר דימורפוס מסתובב, הוא עובר מעת לעת לפני ואחרי דידימוס. במה שמכונה "אירועים הדדיים", אסטרואיד אחד יכול להטיל צל על השני, או לחסום את הנוף שלנו מכדור הארץ. בכל מקרה, עמעום זמני – צניחה בעקומת האור – תירשם באמצעות טלסקופים.
"השתמשנו בתזמון של סדרה מדויקת זו של צניחה בעקומת האור כדי להסיק את צורת המסלול, ומכיוון שהמודלים שלנו היו כל כך רגישים, יכולנו גם להבין את צורת האסטרואיד", אמר סטיב צ'סלי, מדען מחקר בכיר. ב-JPL ומחבר שותף ללימודים. הצוות מצא שמסלולו של דימורפוס מוארך מעט, או אקסצנטרי. "לפני הפגיעה", המשיך צ'סלי, "זמני האירועים התרחשו באופן קבוע, והראו מסלול מעגלי. לאחר ההשפעה, היו הבדלי תזמון קלים מאוד, מה שמראים שמשהו לא עקום. מעולם לא ציפינו לקבל סוג כזה דיוק."
המודלים כל כך מדויקים, שהם אפילו מראים שדימורפוס מתנדנד קדימה ואחורה כשהוא מקיף את דידימוס, אמר נאידו.
אבולוציה של מסלול
המודלים של הצוות חישבו גם כיצד התפתחה תקופת המסלול של דימורפוס. מיד לאחר הפגיעה, DART הפחית את המרחק הממוצע בין שני האסטרואידים, וקצר את תקופת ההקפה של דימורפוס ב-32 דקות ו-42 שניות, ל-11 שעות, 22 דקות ו-37 שניות.
במהלך השבועות הבאים, תקופת ההקפה של האסטרואיד המשיכה להתקצר כאשר דימורפוס איבד יותר חומר סלעי לחלל, ולבסוף התיישב ב-11 שעות, 22 דקות ו-3 שניות למסלול – 33 דקות ו-15 שניות פחות זמן מאשר לפני הפגיעה. חישוב זה מדויק תוך 1 ½ שניות, אמר Naidu. לדימורפוס יש כעת מרחק מסלול ממוצע מדידימוס של כ-3,780 רגל (1,152 מטר) – קרוב יותר בכ-120 רגל (37 מטר) מאשר לפני הפגיעה.
"תוצאות המחקר הזה מתאימות עם אחרים שמתפרסמים", אמר טום סטטלר, המדען הראשי לגופים קטנים במערכת השמש במטה נאס"א בוושינגטון. "לראות קבוצות נפרדות מנתחות את הנתונים ומגיעות באופן עצמאי לאותן מסקנות הוא סימן היכר לתוצאה מדעית מוצקה. DART לא רק מראה לנו את המסלול לטכנולוגיית הסטת אסטרואידים, הוא חושף הבנה בסיסית חדשה של מה הם אסטרואידים וכיצד הם מתנהגים".
תוצאות ותצפיות אלו של הפסולת שנותרה לאחר הפגיעה מצביעות על כך שדימורפוס הוא חפץ "ערימת הריסות" ארוז בצורה רופפת, בדומה לאסטרואיד בנו. משימת הרה של ESA (סוכנות החלל האירופית), שתוכננה לשגר באוקטובר 2024, תיסע לצמד האסטרואידים כדי לבצע סקר מפורט ולאשר כיצד DART עיצב מחדש את דימורפוס.
עוד על המשימה
DART תוכנן, נבנה והופעל על ידי המעבדה לפיזיקה יישומית של ג'ונס הופקינס (APL) בלורל, מרילנד, עבור משרד תיאום ההגנה הפלנטרית של נאס"א, המפקח על המאמצים המתמשכים של הסוכנות בהגנה פלנטרית. DART הייתה המשימה הראשונה של האנושות להזיז בכוונה חפץ שמימי.
JPL, חטיבה של Caltech בפסדינה, קליפורניה, מנהלת את ה-DSN עבור תוכנית התקשורת והניווט בחלל (SCaN) של נאס"א בתוך מנהלת משימת מבצעי החלל במטה הסוכנות בוושינגטון.
