Planetární obrana: následky srážky lodi s asteroidem

V roce 2022 se kosmická loď NASA při testu planetární obrany úmyslně srazila s malým asteroidem Dimorphos. Cílem bylo posoudit, zda by lidstvo bylo schopno ochránit Zemi před kosmickými hrozbami, jako jsou vesmírné kameny. Nová pozorování nyní ukazují, že test planetární obrany byl úspěšnýzměnou oběžné dráhy Dimorphosu a také většího asteroidu zvaného Didymos.

Dimorphos a Didymos tvoří binární pár, což znamená, že asteroidy obíhají kolem sebe a zároveň obíhají kolem Slunce – a měřitelná změna jednoho ovlivní druhý.

Nová data ukazují, že čas potřebný k tomu, aby Didymos a Dimorphos dokončili oběžnou dráhu kolem Slunce, která trvá asi 770 dní, se po testu Double Asteroid Redirection Test (DART) trvale zkrátil o méně než sekundu, podle studie zveřejněné v pátek v časopise Science Advances.

„Změna v orbitální rychlosti binárního systému byla asi 11,7 mikrometrů za sekundu, neboli 4,3 centimetru za hodinu,“ uvedl hlavní autor studie Dr. Rahil Makadia, vědec planetární obrany, který pracoval v týmu DART a nedávno dokončil doktorát z leteckého inženýrství na University of Illinois Urbana-Champaign. „Postupem času by taková malá změna v pohybu asteroidu mohla znamenat rozdíl mezi tím, zda jeden zasáhne naši planetu, nebo ne.“

Podle autorů studie je mise DART prvním případem, kdy člověkem vyrobený objekt změnil trajektorii nebeského tělesa na jeho oběžné dráze kolem Slunce – a pokud se v budoucnu na kolizi se Zemí najde asteroid, nemusí to být naposledy.

Následky kolize

Ačkoli Didymos a Dimorphos nikdy jeden nepředstavovali, binární systém poskytl NASA dokonalý scénář k vyhodnocení toho, jak efektivně by mohla být kosmická loď použita jako nástroj pro odklonění.

Aby však výzkumníci mohli posoudit úspěšnost testu, museli změřit, jak byly Dimorphos a Didymos ovlivněny nárazem.

Didymos má tvar vrcholu a má se za to, že jde o troskový asteroid – v podstatě sbírku prachu a kamenů, které drží pohromadě volně gravitace. Dimorphos, také troskový asteroid, pravděpodobně vznikl z úlomků, které se shlukly dohromady poté, co je vypudil Didymos.

Když se sonda DART srazila s Dimorphosem, do vesmíru se uvolnil obrovský mrak trosek, odhadovaný na 16 milionů kilogramů (35,3 milionů liber). Přestože vesmírný kámen o průměru 170 metrů (560 stop) ztratil pouze 0,5 % své hmoty, uvolněné trosky byly podle předchozího výzkumu 30 000krát větší než hmotnost kosmické lodi.

Vědci zjistili, že síla úlomků vyvržených asteroidem měla ještě větší dopad než síla kosmické lodi, když se srazila s vesmírným kamenem. Toto zvýšení tahu pomohlo zkrátit čas potřebný k tomu, aby dva asteroidy oběhly Slunce.

Předchozí výzkum ukázal, že 12hodinová oběžná dráha Dimorphosu kolem Didymos se zkrátila o 33 minut.

Nová studie zdůrazňuje, že obrovské množství materiálu vyvrženého systémem asteroidů také zvýšilo rychlost, kterou obě vesmírné skály obíhají kolem Slunce, a zkrátily tak celkovou dobu oběhu o 0,15 sekundy.

K měření této orbitální změny se astronomové spoléhali na pozemní pozorování Didymos a také na data z doby, kdy asteroid prošel přímo před hvězdami. Tyto pohyby, známé jako zákryty hvězd, umožňují vědcům měřit přesnou polohu, rychlost a tvar asteroidu.

Podívejte se na hlavní astronomické objevy roku 2026

Ale z našeho pohledu na Zemi detekovat okamžik, kdy hvězda na zlomek sekundy zabliká, když před ní proletí asteroid, je neuvěřitelně náročné. Závěry studie závisely na 22 zákrytech hvězd zaznamenaných mezi říjnem 2022 a březnem 2025 dobrovolnými astronomy z celého světa.

„Ve spojení s roky existujícími pozemními pozorováními se tato pozorování zákrytu hvězd stala zásadní pro to, aby nám pomohla změnit oběžnou dráhu Didymos,“ řekl Steve Chesley, vedoucí vědecký pracovník NASA Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně v Kalifornii a spoluautor studie v prohlášení. „Tato práce je velmi závislá na povětrnostních podmínkách a často vyžaduje cestování do vzdálených oblastí bez záruky úspěchu. Tento výsledek by nebyl možný bez obětavosti desítek dobrovolných pozorovatelů zákrytu po celém světě.“

Patrick Michel, hlavní vyšetřovatel mise Hera Evropské kosmické agentury, která odstartuje v roce 2024 a přeletí nad oblastí po srážce s asteroidem DART, byl ohromen, že tak malý rozdíl v oběžných drahách obou asteroidů bylo možné změřit.

„Věděli jsme, že taková malá změna může nastat, aniž by to pro Zemi znamenalo jakékoli riziko, ale ve skutečnosti to měření bylo další výzvou, které tým čelil s extrémní kompetencí,“ napsal Michel v e-mailu. „K tomu je nezbytná dobře organizovaná mezinárodní koordinace, protože je nutné přesně načasovat oscilace způsobené průletem asteroidu před hvězdou, jak to pozorují různí pozorovatelé po celé planetě. Pokud se to udělá správně, jako v této studii, je možné provádět měření s neuvěřitelnou přesností.“

Monitorování rizikových asteroidů

Další pozorování a měření vlivu DART na vesmírné horniny budou sdíleny, jakmile sonda Hera vstoupí na oběžnou dráhu kolem systému asteroidů koncem tohoto roku. Hera zachytí a bude sdílet první snímky Dimorphos letos na podzim, řekl Michel.

Mezitím mise NASA Near-Earth Object Surveyor, která je v současné době ve vývoji, by mohla detekovat temné nebezpečné asteroidy, které zůstaly pro pozemní observatoře do značné míry neviditelné.

Identifikace potenciálně nebezpečných asteroidů a pochopení toho, jak může malá změna na oběžné dráze vést k významné odchylce, jsou aspekty, které úzce souvisí se způsobem, jakým si vesmírné agentury představují ochranu Země.

„Neuvěřitelně přesné měření týmu opět potvrzuje kinetický dopad jako techniku ​​obrany Země před nebezpečím asteroidů a ukazuje, jak může být binární asteroid odchýlen dopadem pouze na jednoho člena dvojice,“ řekl Thomas Statler, hlavní vědec pro malá tělesa sluneční soustavy v NASA, v prohlášení. Studie se neúčastnil.

Pokud je asteroid, který představuje riziko pro náš svět, nalezen dostatečně brzy na to, aby mohl být odkloněn, mohl by být vyslán kinetický impaktor jako DART, který by vesmírný kámen nebo jeho společníka vyhnal na vlídnější oběžnou dráhu, která se Zemi vyhýbá.