Первый в истории эксперимент по изменению орбиты небесного тела прошел успешно. Аппарат-камикадзе DART, запущенный NASA, 26 сентября врезался в астероид Диморф. Наблюдения с Земли подтвердили, что орбита астероида заметно изменилась. Диморф не представляет опасности для Земли, но он стал удобной мишенью для учений по защите нашей планеты.
Управление рисками
Около 66 млн лет назад на Землю упал астероид диаметром в десятки километров. По мнению многих палеонтологов, именно эта катастрофа погубила динозавров. Людям, несомненно, тоже пришлось бы туго. К счастью, каменные гости такого масштаба падают на нашу планету раз в несколько десятков миллионов лет. Крайне маловероятно, чтобы это случилось в ближайшие столетия и даже тысячелетия. Но «маловероятно» не значит «невозможно», а когда речь идет о выживании человечества, не грех и подуть на воду. Поэтому астрономы тщательно отслеживают опасные тела.
Но обнаружить угрожающий Земле астероид — это полдела. Необходимо еще каким-то образом устранить угрозу с его стороны. Большинство экспертов полагает, что самое разумное — ударить по небесному гостю «тупым тяжелым предметом», чтобы столкнуть его с опасной траектории. Миссия DART и стала первым экспериментом в деле космического бильярда.
Пробный камень
Чтобы изменить орбиту километрового астероида, нужен очень массивный снаряд. Ракета-носитель просто не поднимет такую махину. Космический таран пришлось бы собирать на околоземной орбите, словно модульную орбитальную станцию. Такое мероприятие обойдется в астрономическую во всех смыслах сумму. Естественно, для пробных учений была выбрана цель попроще.
В 11 млн км от Земли находится 780-метровый астероид Дидим. У него есть 160-метровый спутник Диморф. Дидим и Диморф не представляют опасности для Земли, поскольку не сближаются с ней. Но вообще-то падение астероида диаметром 150 м эквивалентно термоядерному взрыву в десятки мегатонн. Такие катастрофы случаются примерно раз в десять тысячелетий.
Пара Дидим — Диморф словно специально создана для учений по планетарной защите. Сила притяжения между двумя миниатюрными небесными телами не так уж велика. Поэтому изменить орбиту, по которой Диморф обращается вокруг Дидима, может даже удар небольшого космического зонда. Кроме того, Диморф на каждом обороте проходит между Землей и Дидимом и затмевает его от наземных телескопов. Это позволяет измерить период обращения Диморфа (а значит, и параметры его орбиты) с большой точностью. К нему в ноябре 2021 года и был запущен зонд DART. Это аббревиатура от словосочетания Double Asteroid Redirection Test, что можно приблизительно перевести как «Эксперимент по изменению орбиты двойного астероида». Столкновение состоялось точно по плану: 26 сентября. Удар 550-килограммового зонда на скорости более 6 км/с был эквивалентен взрыву трех тонн тротила.
Последствия удара
Эксперты NASA были согласны признать миссию успешной, если бы период обращения Диморфа вокруг Дидима уменьшился хотя бы на 73 секунды. Действительность превзошла эти скромные ожидания. Период уменьшился на 32±2 минуты: с 11 часов 55 мин до 11 часов 23 минут.
Последствия удара изучала целая плеяда наземных оптических телескопов, радиотелескопы в режиме радара, а также орбитальные инструменты «Хаббл» и «Джеймс Уэбб». Кроме того, за десять дней до столкновения от аппарата DART отделился кубсат-наблюдатель LICIACube, созданный Итальянским космическим агентством. До последних секунд работала и бортовая инфракрасная камера самого зонда-камикадзе.
Наблюдатели зафиксировали многотонный выброс астероидного грунта с места удара. Этот шлейф будет пристально изучен. Астрономы надеются выжать из него всю возможную информацию о химическом составе и механических свойствах Диморфа.
А в 2024 году Европейское космическое агентство планирует запустить к паре Дидим — Диморф миссию «Гера». В декабре 2026 года «Гера» доберется до цели. Этот зонд измерит массу Диморфа и подробно изучит его движение вокруг Дидима и вращение вокруг оси. Кроме того, «Гера» исследует поверхность астероида и кратер, образовавшийся в результате столкновения с DART. Все это трудно сделать с Земли: Диморф слишком мал.
Миссия «Геры» не только запротоколирует результаты эксперимента DART, она важна и для астрономии. Как-никак это будет первый исследовательский зонд, отправленный к астероиду с естественным спутником.
Сам аппарат-камикадзе DART не был оснащен научной аппаратурой. Зонд не выходил на орбиту вокруг Дидима, чтобы не терять скорости, он врезался в Диморф с налета, как снаряд. И, конечно, было бы нерационально разбить дорогостоящие приборы, не дав им толком поработать. Миссия и так обошлась в $325 млн. В 2018—2021 годах на нее выделялись суммы, сравнимые с расходами на отслеживание опасных околоземных астероидов, а то и превосходящие их. Впрочем, инженеры все-таки воспользовались миссией, чтобы испытать новые солнечные батареи, плазменный двигатель и систему навигации.
Эксперимент DART показал, что человечество может менять орбиты небесных тел предсказуемым и контролируемым образом. Это важно не только для защиты от астероидной опасности. Например, некоторые эксперты высказывают экстравагантную идею подгонять металлические астероиды ближе к Земле ради добычи на них полезных ископаемых.
Но не следует заблуждаться: 550-килограммовый DART не смог бы сбить с курса по-настоящему опасный астероид. Эксперимент лишь продемонстрировал, что это направление развития — перспективное, а не тупиковое. Создание эффективных противоастероидных снарядов потребует совсем других сил и средств. К счастью, прямо сейчас нам почти наверняка ничего не угрожает, а технологии между тем не стоят на месте. Возможно, уже в ближайшие десятилетия на сцену выйдут ядерные двигатели, и создавать тяжелые космические аппараты станет гораздо проще.