في عام 2022 ، صدمت ناسا مركبة فضائية في الكويكب لمعرفة ما إذا كان يمكن أن يغير فترة المداري حول الكويكب الأم. تهدف المهمة ، التي أطلق عليها اسم اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج (DART) ، إلى تحديد ما إذا كانت الإنسانية يمكن أن تنقذ نظريًا من تأثير الكويكب الكارثي.
اصطدمت دارت مع دامورفوس ، وهو قمر صغير يدور حول الكويكب الأكبر يسمى ديديموس ، في 26 سبتمبر 2022. لقد فجرت نتائج التأثير توقعات ناسا من الماء ، مما قلل من الفترة المدارية لزموح الدموات بنسبة 32 دقيقة. سيكون مثل هذا التغيير أكثر من كافٍ لإفصاح الكويكب الخطير بعيدًا عن الأرض ، مما يشير إلى أن هذه الاستراتيجية – تقنية التأثير الحركي – يمكن أن تنقذنا إذا لزم الأمر. بحث جديد ، ومع ذلك ، يعقد قصة النجاح هذه. يشير التحقيق في الحطام الذي تركه الخلف إلى أن هذه التقنية ، عند تطبيقها على الدفاع الكوكبي ، ليست واضحة كما اعتقد العلماء في البداية.
وقال مؤلف الدراسة في الدراسة توني فارنهام ، عالم الفلك البحثي بجامعة ماريلاند ، في بيان: “لقد نجحنا في انحراف كويكب ، ونقله من مدارها”. “يظهر أبحاثنا أنه على الرغم من أن التأثير المباشر للمركبة الفضائية في دارت تسبب في هذا التغيير ، فقد أعطى الصخور التي تم إخراجها ركلة إضافية كانت كبيرة تقريبًا. هذا العامل الإضافي يغير الفيزياء التي نحتاج إلى مراعاتها عند التخطيط لهذه الأنواع من المهمات.” نشر فارنهام وزملاؤه نتائجهم في مجلة علوم الكواكب في 4 يوليو.
Dimorphos هو “كومة أنقاض” كويكب ، مجموعة فضفاضة من المواد مثل الصخور والحصى والصخور التي تجمعها الجاذبية. تنطبق هذه الدراسة فقط على هذا النوع من الكويكب. لو اصطدمت دارت بجسم أكثر تماسكًا ، لم يكن للتأثير أن ينتج عن هذه الآثار الغريبة. ومع ذلك ، هناك الكثير من كويكبات كومة الأنقاض الأخرى في المجرة ، لذا فإن فهم كيفية استجابةها لتقنية التأثير الحركي أمر مهم.
قام الباحثون بتحليل الصور التي التقطتها Liciacube ، وهي قمر صناعي في وكالة الفضاء الإيطالية التي تم تركيبها على مركبة الفضاء Dart. قبل حوالي أسبوعين من التأثير ، انفصلت Lianiacube وبدأت في متابعة حوالي ثلاث دقائق خلف المركبة الفضائية ، مما يسمح للأقمار الصناعية بحزم صور التصادم وتأثيراته إلى الأرض. بالإضافة إلى مراقبة الحفرة التي تم تثبيتها على سطح dimorphos ، التقطت Liciacube عمود القاذف ، أو سحابة الحطام التي تم إخراجها من الكويكب عندما يضربها Dart.
سمحت هذه الصور Farnham وزملاؤه بتتبع 104 صخور تتراوح من 1.3 إلى 23.6 قدم (0.4 إلى 7.2 متر). أطلق الصخور بعيدًا عن الكويكب بسرعة تصل إلى 116 ميلًا في الساعة (187 كيلومترًا في الساعة). من الغريب أن توزيع هذا الحطام المخلص لم يكن عشوائيًا ، حيث يتحدى توقعات الباحثين.
وقال فارنهام: “لقد رأينا أن الصخور لم تكن منتشرة بشكل عشوائي في الفضاء”. “بدلاً من ذلك ، تم تجميعهم في مجموعتين متميزتين ، مع عدم وجود مواد في مكان آخر ، مما يعني أن شيئًا غير معروف يعمل هنا.”
أكبر من المجموعتين ، اللذين يحتويان على 70 ٪ من الحطام ، يطلقان جنوبًا بعيدًا عن الكويكب بسرعات عالية وزوايا ضحلة. يعتقد الباحثون أن هذه الأشياء جاءت من مصدر محدد على Dimorphos – ربما صخوران كبيرتان يدعى Atabaque و Bodhran تحطمت عندما انتقدت الألواح الشمسية في دارت في لحظات قبل أن تضرب الجسم الرئيسي للمركبة الفضائية.
عندما قارن الفريق هذه النتيجة مع مهمة التأثير العميق في ناسا (Epoxi) ، والتي قامت بلكم تحقيق في المذنب لدراسة هيكلها الداخلي ، فإن توزيع الحطام أكثر منطقية. في حين أن التأثير العميق ضرب سطحًا مكونًا من جزيئات صغيرة جدًا موحدة ، فإن Dart ضرب سطحًا صخريًا مليئًا بصخور كبيرة. وأوضح في البيان أن “أدى إلى هياكل فوضوية وخيطية في أنماط القذف”.
وقالت: “إن مقارنة هاتين المهمتين جنبًا إلى جنب تعطينا هذه البصيرة حول كيفية استجابة الأنواع المختلفة من الهيئات السماوية للتأثيرات ، وهو أمر بالغ الأهمية لضمان نجاح مهمة الدفاع الكوكبي”.
حملت الصخور 104 التي تم إخراجها طاقة حركية إجمالية تساوي 1.4 ٪ من طاقة مركبة الفضاء DART ، وتم توجيه 96 ٪ من تلك الطاقة إلى الجنوب ، مما يمثل “مساهمات زخم كبيرة لم يتم حسابها في قياسات الفترة المدارية” ، وذكر الباحثون في تقريرهم. يمكن أن تميل قوة الحطام التي تنفجر بعيدا عن Dimorphos عند تأثير Dart إلى المستوى المداري للكويكب بدرجة تصل إلى درجة واحدة ، مما قد يتسبب في تعثره بشكل خاطئ في الفضاء.
“وهكذا ، فإن المحاسبة الكاملة للزخم في جميع الاتجاهات وفهم الدور الذي تلعبه الصخور السطحية ستوفر معرفة أفضل بكيفية تغيير تفاصيل التأثير – إما تقلل أو تعزيز – آثار المؤثر الحركي” ، كتب الباحثون.
قام علماء الفلك بفهرسة ما يقرب من 2500 من الكويكبات التي يحتمل أن تكون خطرة في ركننا من المجرة. هذه هي صخور الفضاء التي يمكن أن تقترب بشكل مثير للقلق من الأرض وهي كبيرة بما يكفي لتسبب ضررًا كبيرًا على التأثير. في حين لا يوجد حاليًا أي خطر معروف لأحد هذه الكويكبات التي تضرب كوكبنا خلال القرن المقبل ، فإن تطوير استراتيجيات لمنع مثل هذه الكارثة يمكن أن يثبت التوفير في يوم من الأيام. يشير نجاح مهمة DART إلى أن ناسا على المسار الصحيح ، لكن هذه الدراسة الجديدة تظهر أنه لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه حول تأثيرات تقنية التأثير الحركي.