Если однажды астрономы обнаружат, что Земле грозит падение относительно крупного небесного тела, например, астероида, то что мы, земляне, будем делать? Да, по меркам истории человечества это происходит очень редко, но вот по меркам астрономическим — чуть ли не постоянно. В кино нам показывают, как люди буквально за считанные недели из ничего готовят сложную космическую миссию, обязательно пилотируемую, и успешно спасают мир. Увы, но на деле наша планета фактически беззащитна. Хоть риск небольшой, но готовиться надо. Первый этап подготовки начался, хоть и неосознанно, ещё несколько веков назад с развития науки и техники, с изучения окружающего мира, и продолжается до сих пор. Это позволило понять, что небеса не так уж и безобидны. Но знать мало. С началом освоения человечеством космоса у людей появилась возможность действовать. Эксперты и политики уже давно обсуждают проекты по защите нашей планеты, и вот сегодня был запущен первый в истории космонавтики аппарат в рамках международного проекта по созданию защиты Земли от малых небесных тел — DART! Нет, конкретных известных угроз нашему общему дому, к счастью, сейчас нет, лишь только потенциально опасные объекты, DART — экспериментальная миссия.

Запуск ракеты-носителя Falcon 9 с аппаратом DART на борту. Отрывок с трансляции NASA. Credit: NASA/SciNews.

Запуск был произведён с помощью ракеты-носителя Falcon 9 компании SpaceX в 09:21 по московскому времени с площадки SLC-4E на Военно-воздушной базе Ванденберг в Калифорнии. В этом пуске использовалась дважды летавшая ранее первая ступень 1063, которая после запуска приземлилась на платформу в океане. Отделение аппарата от второй ступени ракеты-носителя состоялось через почти час после старта. Это был 129 запуск ракеты Falcon 9.

DART подлетает к двойному астероиду (65803) Дидим. Иллюстрация. Credit: NASA/Johns Hopkins APL.

DART (Double Asteroid Redirection Test, русс. «Испытания перенаправления двойного астероида») — первый в истории проект по изменению траектории астероидов и их перенаправлению. С помощью него человечество опробует на практике один из методов защиты Земли от астероидов — кинетический удар (или кинематический таран). Миссия осуществляется NASA совместно с ESA. Целью стал (65803) Дидим — околоземный астероид из группы аполлонов диаметром около 800 метров, у которого есть 160-метровый спутник Диморф, вращающийся вокруг основного астероида по орбите радиусом 1,1 км с периодом всего в 11,9 часа. (65803) Дидим был выбран неслучайно. Во-первых, этот двойной астероид периодически сближается с Землёй. Во-вторых, до астероида легко долететь, если правильно выбрать окно запуска: количество энергии, которую должен получить аппарат для выхода на нужную орбиту, даже меньше, чем при запуске к Луне. В-третьих, на двойном астероиде, состоящем из относительно небольших небесных тел, проще наблюдать изменение орбиты. В-четвёртых, это совершенно безопасно для Земли.

Радиолокационные изображения астероида (65803) Дидим, полученные обсерваторией Аресибо в ноябре 2003 года. Credit: Arecibo Observatory/NASA.

DART столкнётся на скорости около 6 км/с с Диморфом, спутником Дидима. Моделирование показывает, что удар изменит траекторию полёта Диморфа, его орбитальная скорость уменьшится приблизительно на 0.4 мм/c. Это значение кажется ничтожным, но вызванные отклонения в орбите уже можно зафиксировать. К тому же это тестовая миссия, и в случае реальной угрозы можно будет запускать аппараты с большей массой. Да и масштабах гелиоцентрических орбит, а это миллиарды километров, даже такие небольшие отклонения приведут к изменению орбиты астероида на тысячи километров. Это практически ничто по меркам космоса, но может оказаться спасением для Земли.

На иллюстрации показана суть миссии DART: аппарат врезается в спутник астероида, что вызывает небольшое изменение его орбиты. За событием будут наблюдать LICIACube и различные обсерватории. Credit: NASA/Johns Hopkins APL.

Планируется, что столкновение DART с Диморфом произойдёт в октябре 2022 года, когда (65803) Дидим будет на расстоянии около 11 миллионов километров от Земли. Благодаря этому столкновение смогут наблюдать некоторые обсерватории. Кроме того, вместе с DART к Дидиму отправится итальянский кубсат LICIACube с двумя оптическими камерами — он отделится от основного аппарата за 10 дней до тарана астероида и будет следить за ходом всего процесса, передавая снимки на Землю. Планировалось, что вместе с DART к астероиду (65803) Дидим полетит и европейская станция Hera, но планы ESA изменились, она отправится только к 2024 году — изучать последствия столкновения.

Удар создаст кратер и высвободит астероидный материал, часть которого выйдет за пределы космической системы (65803) Дидим. Поскольку ближайшая точка приближения двойного астероида к орбите Земли составляет всего 6 миллионов км, что примерно в 16 раз больше расстояния Земля—Луна, какое-то количество выброшенного материала через неопределённое время попадёт на Землю, вызвав первый в истории искусственно созданный метеоритный дождь! Но он, правда, будет, скорее всего, очень слабым.

Устройство DART. Credit: NASA.

DART не только будет бить Диморфа, но и опробует в полёте ряд технологических новинок. Для миссии была разработана новая система автономной оптической навигации в реальном времени SMART Nav (Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation), она будет управлять космическим аппаратом в последние четыре часа перед столкновением. Электроэнергию аппарат будет получать при помощи гибких разворачиваемых 8,5-метровых солнечных батарей ROSA, которые испытывали ранее на Международной космической станции.

В качестве двигательной установки, помимо ксенонового ионного двигателя NEXT, на аппарате в тестовом режиме поработает двигатель NEXT-C (NASA’s Evolutionary Xenon Thruster–Commercial), его в дальнейшем планируют устанавливать на различные межпланетные аппараты. Кроме того, для связи с Землей DART получил новый тип антенны с высоким коэффициентом усиления RLSA (Spiral Radial Line Shot Array).

Стартовая масса аппарата — 610 килограммов, а без солнечных батарей он похож на куб с размерами 1,2×1,3×1,3 метра. Полезная нагрузка DART включает в себя солнечные и звёздные датчики, а также камеру DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation) с апертурой 20,8 сантиметров, которая получит чёткие изображения астероидов, последние будут сделаны за 20 секунд до столкновения.

Будем надеяться, что миссия пройдёт гладко, а DART станет началом создания международного «астероидного щита Земли»!