W układzie Słonecznym krąży wiele małych i dużych planetoid (skatalogowanych przez MPC jest ponad milion), wśród których znamy przynajmniej kilkadziesiąt układów podwójnych. Jednak za cel ataku misji DART wybrano układ Didymos. Jakie są tego powody?

Artykuł redagowała dr Agata Rożek z Royal Observatory Edinburgh.

Przede wszystkim istotna była dostępność układu “ΔV”, czyli energia potrzebna na dotarcie do obiektu. Spośród sześćdziesięciu znalezionych układów podwójnych, wybrano najbardziej dostępne obiekty. Z tych asteroid następnie wyodrębniono takie, które w przeciągu najbliższych kilkudziesięciu lat nie zbliżą się do Ziemi i nie są na kursie kolizyjnym.

Andrew S. Rivkin i inni

Zmiana odległości pomiędzy Ziemią i układem Didymos od 1996 do 2065. W tym czasie nastąpiły trzy zbliżenia asteroid i planety na mniej niż 0,1 Au. Ostatnie miało miejsce na początku misji DART. Następne tak bliskie spotkanie nastąpi dopiero w 2062 roku.

To jednak nie koniec warunków, które musiał spełnić układ. Aby móc zbadać czy zderzenie DARTa z asteroidą wpłynęło na orbitę mniejszego obiektu i tor ruchu całego układu, trzeba najpierw dobrze znać jego charakterystykę przed zderzeniem. Konieczna jest możliwość obserwowania zmian jasności układu, wywołanych wchodzeniem jednego obiektu w cień drugiego, która pozwala oszacować okres obiegu orbity przez satelitę. Układ Didymos jest dobrze widoczny z Ziemi i nasze teleskopy mogą śledzić zmiany jasności przez cały czas. Obecny okres obiegu planetek wynosi 11 godzin i 55 minut. Zatem, jeśli misji uda się zmienić okres obiegu o kilka minut, powinniśmy szybko dostrzec zmiany w ruchu obiegowym po zderzeniu.

Układ powinien być możliwie dobrze scharakteryzowany także pod innymi względami. Powinniśmy znać wielkości tworzących go asteroid i odległości pomiędzy nimi. Szczególnie ważny jest wymiar mniejszej planetoidy. Jeśli jej średnica to mniej niż 140 m to przeprowadzenie zderzenia byłoby niemożliwe. Wiemy, że większy Didymos ma średnicę 780 metrów i mniejszy Dimorphos ma średnicy 160 metrów. Odległość pomiędzy nimi to około 1,18 km.

NASA/Naidu et al., AIDA Workshop, 2016

Model komputerowy kształtu Didymosa i Dimorphosa wykonany na podstawie analizy danych o zmianach jasności w układzie i danych radarowych.

To, o czym wiemy najmniej, ale co jest istotne to, z czego i jak zbudowane są asteroidy. Znajomość składu asteroidy i właściwości jej powierzchni m.in. ściśliwości pomogłaby nam lepiej przygotować np. na wyrzut dużych ilości pyłu po zderzeniu. Ważna jest też struktura wewnętrzna: z jak dużych fragmentów składa się planetoida i jak są one ułożone w jej wnętrzu. Didymos jest dość dobrze scharakteryzowany, w porównaniu z innymi planetoidami, ale nadal nie wiemy o nim wszystkiego. Na podstawie analizy widma układu  stwierdzono, że jego widmo jest bardzo podobne do najczęściej znajdywanych na Ziemi meteorów kamiennych (chondrytów). Zagadką pozostaje struktura wewnętrzna i to od niej będzie w dużym stopniu zależał wynik eksperymentu DART. Możliwe jest kilka scenariuszy, a misja zbada właśnie to jak wydajne jest przekazanie momentu pędu przy zderzeniu. Zakłada się, że reakcja Dimorphosa na zderzenie powinna być bardzo podobna do reakcji małego ciała, które byłby w na kursie kolizyjnym z naszą planetą. Innymi słowami, zmiana orbity Dimorphosa wokół Didymosa będzie proporcjonalna do zmiany orbity potencjalnie groźnej planetoidy wokół Słońca.

Asteroidy zbliżające się do Ziemi nie są łatwymi obiektami do badań. Są bardzo niewielkie i poruszają się szybko po naszym niebie, a wiele z nich jest ciężka do obserwowania, bo na przykład jest zbyt blisko Słońca by nadawała się do obserwacji. Ze znanych nam układów podwójnych planetoid Didymos jest najlepszy i najbezpieczniejszy dla misji DART. Do historycznego zderzenia pozostało kilka dni. Obserwujcie je w poniedziałek razem z nami poprzez nasze media społecznościowe.

Misja DART jest kierowana przez Johns Hopkins Applied Physics Lab na zlecenie NASA Planetary Defense Coordination Office (Biuro Koordynacji Obrony Planetarnej NASA) jako projekt Planetary Missions Program Office (Biura Programu Misji Planetarnych). DART jest pierwszą na świecie misją testującą obronę planetarną poprzez celowe uderzenie w planetoidę Dimorphos, by nieco zmienić tor jej ruchu. Choć planetoidy Didymos i Dimorphos nie zagrażają Ziemi, celem misji jest  pokazanie, że statek kosmiczny może samodzielnie nawigować w celu zderzenia ze stosunkowo małą planetoidą i wykazanie, że przekierowanie planetoidy poprzez uderzenie jest wykonalne na wypadek gdyby kiedykolwiek odkryto planetoidę, która byłaby na kursie kolizyjnym z Ziemią.

Autor

Krystyna Syty

Studiuję chemię i fizykę w kolegium MISMaP na Uniwersytecie Warszawskim. Naukowo szczególnie ciekawi mnie elektrochemia i ziemskie pole magnetyczne. Interesuję się uczeniem i popularyzacją nauk ścisłych wśród dzieci i młodzieży. W redakcji swoją przygodę zaczęłam od serii Śladami Messiera i Przygotowania do Olimpiady Astronomicznej. Byłam Zastępcą Redaktora Naczelnego w latach 2021-2022, od tego roku jestem Członkiem Zarządu Klubu Astronomicznego Almukantarat.