A DART (vagyis kettős aszteroida eltérítő teszt) nevű küldetés legkorábban idén november 24-én, legkésőbb jövő februárban indul útjára, és egy évbe fog telni, mire eléri célpontját a Dimorphos nevű aszteroidát, amely a jóval nagyobb Didymos körül kering. A küldetés célja annak tesztelése, hogy mennyire lehetséges befolyásolni egy stadionhoz hasonló méretű égitest mozgását azáltal, hogy beleütköztetnek egy autónyi űrszondát.
A tervek szerint a kicsit több mint 300 kilogrammos DART 6,5 km/másodperces sebességgel fog belecsapódni a Dimorphosba. A szakértők azt várják, hogy a kisebbik aszteroida majdnem 12 órás pályaideje ezáltal pár perccel megváltozik. Hogy mennyire sikerült módosítani az égitest haladását, azt az Európai Űrügynökség Hera nevű küldetése fogja felmérni. Ez öt évvel a DART után indul, és a remények szerint pontosan meg fogja tudni állapítani, hogy módosult-e, és mennyiben a Dimorphos pályája.
A szakértők – hogy mér említettük – arra számítanak, hogy pálya csak nagyon picit fog megváltozni, azonban egy Föld felé tartó, a bolygót veszélyeztető objektum esetében ennyi is elég lehet ahhoz, hogy – időben alkalmazva az eltérítő manővert – elkerülhetővé váljon az ütközés.
„Azért csináljuk az egészet, hogy a jövőben megelőzhetővé váljanak a ténylegesen katasztrofális becsapódások”
– mondja Tom Stadler, a DART-program kutatója.
Forgás és pörgés
A becsapódás várható következményeit a kisbolygó pályájára már többen modellezték, de azt egészen mostanáig senki nem vizsgálta, hogy mi fog történni magával az égitesttel a DART-tal való ütközést követően. A napokban azonban megjelent egy tanulmány az Icarus oldalain, amely pontosan ezzel a kérdéssel foglalkozik.
Harrison Agrusa, a Marylandi Egyetem kutatója kollégáival modellezte, hogy a DART mennyiben módosíthatja a Dimorphos forgását. A szimulációk szerint a becsapódás egészen kaotikus végeredménnyel járhat ilyen szempontból, ami a szakértőket is meglepte: lehetséges ugyanis, hogy az égitest kiszámíthatatlan bukdácsolásba kezd, ami valóban meglepő annak fényében, hogy mennyire jelentős tömegkülönbség van a becsapódó objektum és a kisbolygó között.
Ha így alakul, az az ESA küldetésére is hatással lehet, például azért, mert az Európai Űrügynökség felszíni manővereket is tervezett az aszteroidán két kis egységgel. Egy kaotikusan bukdácsoló égitestre viszont nagyon nehéz lesz leszállni. Ez a fajta hatás ráadásul a bolygóvédelmi terveket is bonyolíthatja, hiszen az aszteroida forgása a pályájára is komoly hatással lehet. Vagyis a becsapódás nyomán ezzel is számolni kell, amikor azt vizsgálják, hogy végül merre fog haladni az égitest.
Amikor a DART becsapódik a Dimorphosba, a három tonna TNT robbanásának megfelelő energia szabadul fel, jelentős mennyiségű törmeléket küldve az űrbe.
Statler szerint úgy képzelhetjük el az eseményt, mintha egy 24 ezer km/órával száguldó golfkocsi belecsapódna egy stadion oldalába.
A becsapódásnak nem lesz azonnali látható hatása az égitest forgására, de néhány napon belül nyilvánvalóvá válnak a hatások.
A látható változások enyhe ingással kezdődnek majd, ami egyre fokozódik, ahogy a becsapódás lendülete kibillenti az égitestet a korábbi egyensúlyból. Mivel az űrben nincs súrlódás, a hatást sem nem csillapítja. Hogy hosszú távon mi lesz az eredmény, az sok tényezőtől függ, és egyelőre nagyon bizonytalan. Lehetséges, hogy az égitest újfajta forgásba kezd, például a hosszanti tengelye mentén. A külső szemlélő számára ez abban nyilvánulhat meg a leginkább, hogy a korábban stabil pályán keringő aszteroida új, előzőleg nem látott részei válnak láthatóvá, miközben mozgása felgyorsul.
Esélyek és kockázatok
A becsapódás után pár hét alatt a Dimorphos elérheti a teljesen kaotikus bukdácsolás szakaszát, amikor minden tengelye mentén kontrollálatlanul forgolódni kezd. Szélsőséges esetben az is elképzelhető, hogy megszűnik kötött keringése a Didymosszal, vagyis már nem is ugyanazon oldalát fogja mindig a nagyobbik égitest felé fordítani, hanem ebben a viszonylatban is ide-oda inogni fog, mondja Agrusa.
Hogy pontosan mi fog történni, az egyrészt függ a Dimorphos alakjától, amelyet egyelőre nem ismernek pontosan a szakértők. Ha inkább elnyújtott, és kevésbé gömbölyded, akkor várhatóan kaotikusabbá válik a mozgása. A radarvizsgálatok alapján jelenleg inkább nyújtott formájúnak tűnik, de pontos alakjáról majd csak órákkal a DART becsapódása előtt lesz információnk.
A becsapódás helye szintén fontos tényező az égitest további sorsa szempontjából. A DART a Dimorphos közepét igyekszik majd megcélozni, hogy a lehető legnagyobb hatással legyen az égitest pályájára, de ha egy kicsit is mellétalál, annak nyomán még intenzívebb pörgés várható.
Hogy pontosan mi lesz a kísérlet vége, azt tehát még senki sem tudhatja, de a modellezés alapján a legtöbb felvázolt helyzetben a Dimorphos pár héten belül össze-vissza bukdácsol majd a becsapódást követően.
Így amikor az ESA Hera küldetése öt évvel később megérkezik, meglehetősen drámai helyzet fogadhatja. A szakértők szerint jó esély van rá, hogy az aszteroida kiszámíthatatlanul fog pörögni a Didymos körül. És évszázadokba telhet, mire a nagyobb égitest gravitációja újra lelassítja, és stabilizálja a kísérő mozgását.
Hera jelenti
Mivel a DART megsemmisül a becsapódáskor, csak a Hera révén fogjuk megtudni, hogy mi történt az aprócska rendszerben, a Dimorphos ugyanis túl apró ahhoz, hogy a Földről vagy annak közeléből érdemben megfigyeljék. A DART-on ugyan ott utazik majd egy apró olasz műhold is, a LICIACube, amely a becsapódás előtt leválik a DART-ról, és felvételket készít az eseményekről, de ez a rendszer csak pár percig fog működni, így azt már nem fogja látni, amikor az ütközés hatásai látványossá válnak.
A Hera a Dimorphos viselkedésének megfigyelésén túl két apró űrszondát is magával visz, amelyek – ahogy már említettük – megpróbálnak landolni a felszínen. Ezt a kaotikus mozgás megnehezítheti, bár ebben az esetben sem lesz megvalósíthatatlan a terv. Egy ennyire apró égitesten eleve nagyon nehéz leszállni, és ha az objektum még kiszámíthatatlanul is mozog, nagyobb az esélye annak, hogy landolás nem sikerül, vagy a leszálló egységek egészen máshol köznek ki, mint ahová szánták őket.
Az, hogy az aszteroida hogyan pörög vagy bukdácsol az ütközés után, azért is izgalmas lehet, mert – ahogy már szintén volt róla szó – ez befolyással lehet a pályájára is. Ami nagyon fontos szempont arra az esetre, ha egyszer a jövőben egy, a Földet fenyegető égitesttel próbálják eljátszani ugyanezt az akciót. Az égitest saját tengelyei körüli mozgása leginkább azért lényeges, mert ez komolyan befolyásolja, hogy mennyi napfény éri.
Ami pedig olyan tényezőkre van hatással, mint hogy mennyire hat rá a Nap fotonnyomása, vagy hogy a felszínről milyen anyagok szabadulnak fel a felhevülés nyomán – amelyek egyaránt kihathatnak a haladási irányára.
Ezen folyamatok alaposabb megértése kulcsfontosságú, hiszen messze nem arról van szó, hogy ha eljön az idő, egyszerűen beleütköztetünk egy megfelelő méretű űreszközt a közeledő égitestbe, mondja Paul Wiegert csillagász. „Nagyon sok fizikai tényező van a háttérben, amit meg kell értenünk.”
A Dimorphos és a Didymos rendszerének hosszú távú megfigyelése pontosan erre nyújt lehetőséget. Ráadásul azt is lehetővé teszi, hogy egy ilyen közbeavatkozás után tanulmányozzák egy kettős rendszer viselkedését, ahogy az visszatér egyensúlyi állapotába. Csak ebből is nagyon érdekes újdonságok derülhetnek ki az égitestek közti gravitációs kölcsönhatásokról, és ezáltal a fizika alapjairól is.
