برخورد فضاپیمای دارت ناسا به یک سیارک!!

درک دقیق اثرات ضربه برای طراحی یک سیستم دفاعی سیاره‌ای موثر بسیار مهم است.

ریزماهواره کوچک LICIACube (در گوشه سمت راست پایین) برخورد دارت را به سیارک دیمورفوس رصد خواهد کرد (اعتبار تصویر: NASA/JHUAPL/Steve Gribben)

هنگامی که فضاپیمای دارت ناسا در 26 سپتامبر با سیارک دیمورفوس برخورد می‌کند، شاهدی خاموش خواهد داشت: یک کیوب‌ست ایتالیایی به نام LICIACube این آزمایش پیشگامانه را در زمان واقعی برای دانشمندان مشتاق روی زمین رصد خواهد کرد.

LICIACube یا کیوب‌ست سبک ایتالیایی برای تصویربرداری از سیارک‌ها، یک میکروماهواره 31 پوندی (14 کیلوگرمی) است که با DART (تست تغییر جهت دوگانه سیارک) به سیستم سیارکی دوتایی Didymos-Dimorphos رسیده است. دارت به کیوب‌ست LICIAcube  15 روز فرصت می‌دهد تا موقعیت امنی برای مشاهده برخورد دارت با دیمورفوس بگیرد. این برخورد اولین آزمایش در نوع خود است که برای تغییر مدار یک سنگ فضایی در آزمایشی حیاتی از مفهوم دفاع سیاره‌ای طراحی شده است که ممکن است روزی جان میلیونها نفر را بر روی زمین نجات دهد.

النا مازوتا اپی‌فانی، ستاره‌شناس مؤسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF) گفت: «LICIACube از دیسپنسر از پانل‌های خارجی دارت رها و هدایت می‌شود (ترمز و چرخش) تا سفر مستقل خود را به سمت دیمورفوس آغاز کند. یکی از محققین ماموریت LICACube در ایمیلی به Space.com گفت. کیوبست دوربینهای خود را به سمت منظومه سیارکی و همچنین DART خواهد گرفت و احتمالاً تعدادی عکس از آن خواهد گرفت.

تنها شاهد دست اول

ماززوتتا اپیفانی افزود: LICIACube، مجهز به دو دوربین اپتیکال، دارت را به سمت دیمورفوس دنبال می‌کند و در نهایت به تماشای این درام از فاصله 600 مایلی (1000 کیلومتری) می‌نشیند، زیرا فضاپیمای 1345 پوندی (610 کیلوگرمی) در 26 سپتامبر به سیارک برخورد می‌کند. او نوشت: “برخورد دارت به عنوان افزایش درخشندگی هدف با مقایسه تصاویر دیمورفوس گرفته شده قبل و بعد از برخورد مشاهده خواهد شد.”

به گفته ناسا در زمان برخورد، دیمورفوس و دیدیموس حدود 6.8 میلیون مایل (11 میلیون کیلومتر) از زمین فاصله خواهند داشت. اگرچه اخترشناسان مستقر در زمین قادر به دیدن این برخورد نخواهند بود، اما در هفته‌های آینده از نزدیک سیستم را مشاهده خواهند کرد تا تعیین کنند که آیا مدار 12 ساعته دیمورفوس با عرض 560 فوت (170 متر) در اطراف 2600 فوت عرض دارد یا خیر. (800 متر) دیدیموس همانطور که انتظار می‌رفت سرعت خود را افزایش خواهد داد. آن‌ها این کار را با اندازه‌گیری فواصل بین دوره‌های کم‌نور شدن کوتاهی انجام خواهند داد که زمانی که دو سیارک یکدیگر را می‌گیرند.

اما اگرچه چنین مشاهداتی ممکن است برای تایید کارآیی این آزمایش کافی باشد، اما هیچ جزئیاتی از تأثیرات برخورد دارت بر سیارک ارائه نمی‌دهد و بنابراین، درست پس از برخورد دارت به دیمورفوس، LICIAcube برای بررسی صحنه نزدیک‌تر می‌شود.

ماززوتتا اپیفانی نوشت: «LICIACube … یک «پرواز سریع» حدود 3 دقیقه پس از برخورد دارت در حداقل فاصله حدود 55 کیلومتری [34 مایلی] از سطح دیمورفوس انجام خواهد داد. تصویربرداری توسط دو دوربین روی برد تقریباً به مدت 10 دقیقه مداوم خواهد بود.

LICACube سپس تصاویر را به زمین ارسال خواهد کرد، اما ماززوتتا اپیفانی هشدار داد که ممکن است هفته‌ها طول بکشد تا همه داده‌ها دریافت شوند.

ما چیزی در مورد دیمورفوس نمی‌دانیم

درک تأثیرات تأثیر دارت بر روی دیمورفوس در عمق بسیار مهم است زیرا ممکن است روزی برای انحراف یک سنگ در مسیر برخورد با زمین به سیستم مشابهی نیاز باشد. سیارکی به اندازه دیمورفوس می‌تواند باعث نابودی کل قاره شود، در حالی که برخورد سیارکی به اندازه دیدیموس بزرگ‌تر در سراسر جهان احساس می‌شود.

اما یک نکته وجود دارد: اگرچه اخترشناسان با جزئیات کامل از مدارهای بیشتر 26115 سیارک نزدیک به زمین اطلاع دارند که در حال حاضر شناخته شده‌اند (که 2000 سیارک به دلیل اندازه و نزدیکترین فاصله آنها به زمین به عنوان “بالقوه خطرناک” طبقه‌بندی می‌شوند، آنها به طور شگفت انگیزی اطلاعات کمی در مورد آنها دارند. این سنگها به طور خاص، دانشمندان چگالی موادی که سنگ‌ها از آن ساخته شده‌اند را درک نمی‌کنند و فقط می‌توانند حدس بزنند که سطح در اثر برخورد چگونه ممکن است رفتار کند.

تیم ماموریت اوزیریس ـ رکس ناسا که در اکتبر 2020 بر روی سیارک نزدیک به زمین بننو سقوط کرد، به طور مستقیم مشکلات این ناشناخته‌ها را تجربه کرد. سطح نرم و غیرمنتظره سیارک تقریباً فضاپیما را بلعید و این برخورد باعث ایجاد چیزی شد که محقق اصلی اوزیریس ـ رکس  دانته لورتا به عنوان “دیوار عظیمی از زباله” توصیف کرد که به راحتی می‌توانست فضاپیما را نابود کند.

لورتا، دانشمند سیاره‌شناسی در دانشگاه آریزونا، به Space.com گفت که این حادثه نشان می‌دهد که تلاش برای انحراف ممکن است دشوارتر از آن چیزی باشد که تصور می‌شد، زیرا سیارک‌های دارای سطح نرم فقط می‌توانند برخورد را جذب کنند.

تیم دارت به همان اندازه که تیم اوزیریس ـ رکس قبل از رسیدن فضاپیما به سیارک در مورد بننو اطلاعات کمی در مورد دیمورفوس دارد. تصاویری که توسط خود دارت قبل از برخورد و متعاقباً توسط LICACube گرفته شده است، اولین نماهای دقیقی برای اخترشناسان از دیمورفوس خواهند بود که تا به حال خواهند دید.

ماززوتتا اپیفانی گفت: ما به لطف اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی و فتومتری زمینی، ویژگی‌های سطحی کلی دیدیموس‌های بزرگ‌تر را می‌دانیم، اما تقریباً چیزی در مورد دیمورفوس نمی‌دانیم که برای ایجاد اثری جدا از جسم اصلی بسیار کوچک است.» ما از مدل‌های نظری شکل‌گیری سیارک‌های دوتایی فرض می‌کنیم که دیمورفوس بسیار شبیه به دیدیموس است، اما تقریباً هیچ چیز در مورد میزان انسجام مواد سطحی، توزیع اندازه زباله‌های سطحی و غیره نمی‌دانیم.»

دانشمندان فکر می‌کنند دیمورفوس به اصطلاح «سیارک‌های قلوه سنگ» مانند بننو است: مجموعه‌ای از صخره‌ها و خاک که در گذشته از سیارک اصلی دیدیموس جدا شده و اکنون تنها با نیروی گرانش کنار هم نگه داشته شده است. از آنجایی که سیارک نسبتاً کوچک است، این نیرو کاملاً ضعیف است. به همین دلیل، اخترشناسان تاثیری که دارت خواهد داشت، میزان ماده‌ای که به فضا پرتاب می‌کند و دهانه بزرگی که ممکن است از خود به جای بگذارد را درک نمی‌کنند.

درسهایی برای آینده

ماززوتتا اپیفانی نوشت: «دارت و LICIACube با هم برای اولین بار و با جزئیات بالا خواص فیزیکی یک سیارک دوتایی نزدیک به زمین را تجزیه و تحلیل می‌کنند و به ما امکان می‌دهند ماهیت آن را بررسی کنیم و نکاتی درباره شکل‌گیری و تکامل آن داشته باشیم. “LICIACube تصاویر متعددی از توده پرتابی تولید شده توسط خود ضربه، اندازه [دهانه] برخورد دارت و همچنین نیمکره بدون ضربه به دست خواهد آورد تا به ما در مطالعه اندازه و مورفولوژی دهانه و اثرات خواص سطحی در محیط اطراف روی دهانه کمک کند.”

خبر خوب این است که هر چه دانشمندان اطلاعات بیشتری جمع‌آوری کنند، بهتر می‌توانند اثرات مداخلات احتمالی آینده بر سیارک‌های مشابه را پیش‌بینی کنند.

ماززوتتا اپیفانی نوشت: آژانس فضایی ایتالیا، که بر مأموریت LICIACube نظارت دارد، در حال حاضر برنامه‌هایی را برای تمدید این مأموریت برای انجام مطالعات دیگر در مورد منظومه سیارکی دوتایی Didymos-Dimorphos ارزیابی می‌کند.

اولین ماموریت فضایی ایتالیا

برای ایتالیایی‌ها، که صنعت فضایی رو به رشدی دارند که در برخی از پروژه‌های فضایی اروپا (از جمله ماژول کلمبوس اروپایی ایستگاه فضایی بین‌المللی) مشارکت داشته است، LICIACube اولین مأموریت فضایی است که این کشور بر روی آن انجام خواهد داد. خود LICIACube که در کمتر از سه سال و نیم توسعه و ساخته شده است، شبیه به ArgoMoon است، یکی از کیوب‌ست‌هایی که در ماموریت آرتمیس 1 ناسا به ماه می‌روند که پس از نشت سوخت مانع از تلاش برای پرتاب 3 سپتامبر شد.

ماززوتتا اپیفانی نوشت: “LICIACube نه تنها اولین ماموریت در اعماق فضا است که ایتالیا انجام خواهد داد، بلکه اولین ماموریت کاملاً طراحی، تحقق و مدیریت شده در ایتالیا از جمله دریافت و مدیریت داده‌ها است.”

با LICIACube، ایتالیا وارد عمل شد تا شکاف ایجاد شده ناشی از تأخیر در تصویب بودجه در مأموریت HERA آژانس فضایی اروپا (ESA) را پر کند، فضاپیمای بسیار بزرگ‌تر که در ابتدا قرار بود قبل از برخورد دارت به دوگانه دیدیموس-دیمورفوس برسد. سیستم و سپس سقوط را مشاهده کرده و عواقب آن را با جزئیات مطالعه کند. ESA همچنان قصد دارد HERA را پرتاب کند، اما این فضاپیما قبل از سال 2027 به دیدیموس نخواهد رسید.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

NASA will slam a spacecraft into an asteroid. This tiny witness will show us what happens.

By Tereza Pultarova

https://www.space.com/liciacube-readies-to-observe-dart-hit-asteroid