تؤكد النتائج الجديدة من مهمة الدفاع الكوكبي DART التابعة لناسا أنه يمكننا تحويل مسار كويكبات قاتلة

ماذا سنفعل إذا رصدنا كويكبًا خطيرًا في مسار تصادم مع الأرض؟ هل يمكننا تحويله بأمان لمنع التأثير؟

في العام الماضي ، حاولت مهمة اختبار إعادة توجيه الكويكبات المزدوجة (DART) التابعة لوكالة ناسا اكتشاف ما إذا كان بإمكان “المصادم الحركي” القيام بالمهمة: تحطيم مركبة فضائية بحجم 600 كجم بحجم الثلاجة في كويكب بحجم ملعب كرة القدم الأسترالي.

بدت النتائج المبكرة من هذا الاختبار الواقعي الأول لأنظمة الدفاع الكوكبي المحتملة لدينا واعدة. ومع ذلك ، لم يتم نشر النتائج العلمية الأولى إلا الآن: أعادت خمس ورقات بحثية في الطبيعة خلق التأثير ، وحللت كيف غيّرت زخم الكويكب ومداره ، بينما تبحث دراستان في الحطام الذي تسبب فيه الاصطدام.

الخلاصة: “تكنولوجيا الاصطدام الحركي هي تقنية قابلة للتطبيق للدفاع المحتمل عن الأرض إذا لزم الأمر”.

قد تكون الكويكبات الصغيرة خطرة ، لكن من الصعب اكتشافها

نظامنا الشمسي مليء بالحطام المتبقي من الأيام الأولى لتكوين الكوكب. اليوم ، من المعروف أن حوالي 31360 كويكبًا يتسكع حول جوار الأرض.

على الرغم من وجود علامات تبويب على معظم العلامات الكبيرة ، التي يبلغ حجمها كيلومترًا والتي يمكن أن تقضي على البشرية إذا ضربت الأرض ، فإن معظم الأصغر منها لا يتم اكتشافها.

منذ ما يزيد قليلاً عن عشر سنوات ، انفجر كويكب يبلغ ارتفاعه 18 مترًا في غلافنا الجوي فوق تشيليابينسك ، روسيا. حطمت الهزة الارضية آلاف النوافذ ، وألحقت الخراب وجرح نحو 1500 شخص.

كويكب يبلغ ارتفاعه 150 مترًا مثل ديمورفوس لن يقضي على الحضارة ، لكنه قد يتسبب في خسائر كبيرة ودمار إقليمي. ومع ذلك ، يصعب العثور على هذه الصخور الفضائية الأصغر: نعتقد أننا اكتشفنا حوالي 40٪ منها فقط حتى الآن.

مهمة DART

لنفترض أننا قمنا بالتجسس على كويكب بهذا الحجم في مسار تصادم مع الأرض. هل يمكننا دفعها في اتجاه مختلف ، وإبعادها عن الكارثة؟

من الممكن نظريًا إصابة كويكب بقوة كافية لتغيير مداره ، ولكن هل يمكن فعل ذلك بالفعل؟ هذا ما شرعت مهمة DART في تحديده.

على وجه التحديد ، اختبرت تقنية “التصادم الحركي” ، وهي طريقة خيالية لقول “اصطدام كويكب بجسم سريع الحركة”.

اقرأ المزيد: كانت مهمة انحراف الكويكب التابعة لناسا أكثر نجاحًا مما كان متوقعًا. خبير يشرح كيف

كان الكويكب ديمورفوس هدفًا مثاليًا. كان في مدار حول ابن عمه الأكبر ، ديديموس ، في حلقة استغرقت أقل من 12 ساعة بقليل لإكمالها.

تم تصميم التأثير من المركبة الفضائية DART لتغيير هذا المدار قليلاً ، مما يؤدي إلى إبطائه قليلاً بحيث تتقلص الحلقة ، مما يقلل من رحلتها ذهابًا وإيابًا ما يقدر بسبع دقائق.

مركبة فضائية ذاتية التوجيه

لكي تُظهر DART أن تقنية المصادم الحركي هي أداة ممكنة للدفاع الكوكبي ، فإنها تحتاج إلى إظهار شيئين:

• أن نظام الملاحة الخاص بها يمكنه المناورة بشكل مستقل واستهداف كويكب أثناء مواجهة عالية السرعة

• أن مثل هذا الاصطدام يمكن أن يغير مدار الكويكب.

على حد تعبير كريستينا توماس وزملاؤها من جامعة نورثرن أريزونا ، الذين حللوا التغييرات التي طرأت على مدار ديمورفوس نتيجة للتأثير ، “لقد نجحت DART في القيام بالأمرين معًا”.

اقرأ المزيد: يمكن أن يؤدي اصطدام كويكب إلى القضاء على مدينة بأكملها – يشرح خبير في أمن الفضاء خطط ناسا لمنع وقوع كارثة محتملة

قادت المركبة الفضائية DART نفسها إلى مسار Dimorphos مع نظام جديد يسمى Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation (SMART Nav) ، والذي استخدم الكاميرا الموجودة على متن الطائرة للوصول إلى موقع لتحقيق أقصى تأثير.

يمكن للإصدارات الأكثر تقدمًا من هذا النظام أن تمكن البعثات المستقبلية من اختيار مواقع الهبوط الخاصة بها على كويكبات بعيدة حيث لا يمكننا تصوير التضاريس المكدسة بالركام بشكل جيد من الأرض. هذا من شأنه أن يوفر عناء الرحلة الاستكشافية أولاً!

كان Dimorphos نفسه أحد هذه الكويكبات قبل DART. استخدم فريق بقيادة تيريك دالي من جامعة جونز هوبكنز صورًا عالية الدقة من المهمة لعمل نموذج مفصل للشكل. يعطي هذا تقديرًا أفضل لكتلتها ، مما يحسن فهمنا لكيفية تفاعل هذه الأنواع من الكويكبات مع التأثيرات.

حطام خطير

أنتج التأثير نفسه عمودًا لا يصدق من المواد. وصف جيان يانغ لي من معهد علوم الكواكب وزملاؤه بالتفصيل كيف انطلقت المواد المقذوفة بفعل الاصطدام وتدفقت في ذيل 1500 كيلومتر من الحطام الذي يمكن رؤيته لمدة شهر تقريبًا.

إن تيارات المواد من المذنبات معروفة وموثقة جيدًا. وهي تتكون أساسًا من الغبار والجليد ، ويُنظر إليها على أنها زخات نيزكية غير ضارة إذا عبرت مسارات مع الأرض.

الكويكبات مصنوعة من مواد أقوى وأكثر صخرية ، لذا فإن تياراتها قد تشكل خطرًا أكبر إذا واجهناها. يعد تسجيل مثال حقيقي لإنشاء وتطور مسارات الحطام في أعقاب كويكب أمرًا مثيرًا للغاية. يعد تحديد تيارات الكويكبات هذه ومراقبتها هدفًا رئيسيًا لجهود الدفاع الكوكبي مثل شبكة Desert Fireball التي نعمل بها من جامعة كيرتن.

اقرأ المزيد: من أين تأتي النيازك؟ لقد تعقبنا مئات الكرات النارية التي تتسلل عبر السماء لاكتشاف ذلك

نتيجة أكبر من المتوقع

إذن ، إلى أي مدى غيّر التأثير المدار ثنائي الشكل؟ بأكثر بكثير من المبلغ المتوقع. بدلاً من التغيير بسبع دقائق ، أصبح أقصر بـ 33 دقيقة!

تظهر هذه النتيجة الأكبر من المتوقع أن التغيير في مدار ديمورفوس لم يكن فقط من تأثير المركبة الفضائية DART. كان الجزء الأكبر من التغيير ناتجًا عن تأثير الارتداد من جميع المواد المقذوفة التي تطير إلى الفضاء ، والتي قدر أرييل جرايكوفسكي من معهد SETI وزملاؤه ما بين 0.3٪ و 0.5٪ من الكتلة الكلية للكويكب.

أول نجاح

إن نجاح مهمة DART التابعة لناسا هو أول دليل على قدرتنا على حماية الأرض من تهديد الكويكبات الخطرة.

في هذه المرحلة ، ما زلنا بحاجة إلى قدر كبير من التحذير لاستخدام تقنية المصادم الحركي. كلما تدخلنا مبكرًا في مدار الكويكب ، قل التغيير الذي نحتاجه لدفعه بعيدًا عن الاصطدام بالأرض. (لترى كيف يعمل كل شيء ، يمكنك اللعب مع تطبيق NEO Deflection التابع لناسا.)

لكن هل يجب علينا ذلك؟ هذا سؤال سيحتاج إلى إجابة إذا كان علينا إعادة توجيه كويكب خطير. عند تغيير المدار ، يجب أن نتأكد من أننا لن ندفعه في اتجاه قد يضربنا في المستقبل أيضًا.

اقرأ المزيد: كيف تتبع الأقمار الصناعية والرادار والطائرات بدون طيار النيازك وتساعد في الدفاع عن الكويكبات الأرضية

ومع ذلك ، فإننا نتحسن في اكتشاف الكويكبات قبل أن تصل إلينا. لقد رأينا اثنين في الأشهر القليلة الماضية وحدها: 2022WJ1 ، التي أثرت على كندا في نوفمبر ، و Sar2667 ، التي جاءت فوق فرنسا في فبراير.

يمكننا أن نتوقع اكتشاف المزيد في المستقبل ، مع افتتاح مرصد فيرا روبين في تشيلي في نهاية هذا العام.