Эта мозаика Бенну была создана с использованием наблюдений, сделанных космическим кораблем НАСА OSIRIS-REx, который находился в непосредственной близости от астероида более двух лет. Предоставлено: НАСА/Годдард/Университет Аризоны.
В исследовании, опубликованном сегодня (11 августа 2021 г.), НАСА Исследователи использовали данные точного отслеживания из агентства Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REX), чтобы лучше понять движения потенциально опасного астероида Бенну в течение 2300 года, значительно снизив неопределенности, связанные с его будущей орбитой, и улучшив способность ученых определять общую вероятность столкновения и прогнозировать орбиты других астероидов.
В журнале опубликовано исследование под названием «Эфемериды и оценка опасности для сближающегося с Землей астероида (101955) Бенну на основе данных OSIRIS-REx». Icarus.
«Задача НАСА по планетарной защите - найти и контролировать астероиды и кометы, которые могут приближаться к Земле и могут представлять опасность для нашей планеты», - сказала Келли Фаст, руководитель программы программы наблюдения за объектами, сближающимися с Землей в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Мы осуществляем это стремление путем продолжения астрономических исследований, которые собирают данные для обнаружения ранее неизвестных объектов и уточняют для них наши орбитальные модели. Миссия OSIRIS-REx предоставила исключительную возможность доработать и протестировать эти модели, помогая нам лучше предсказать, где будет Бенну, когда он приблизится к Земле более чем через столетие ».
В 2135 году астероид Бенну сблизится с Землей. Хотя объект, сближающийся с Землей, не будет представлять опасности для нашей планеты в то время, ученые должны понимать точную траекторию Бенну во время этого столкновения, чтобы предсказать, как гравитация Земли изменит путь астероида вокруг Солнца - и повлияет на опасность столкновения с Землей. .
Используя сеть дальнего космоса НАСА и современные компьютерные модели, ученые смогли значительно уменьшить неопределенность в отношении орбиты Бенну, определив, что общая вероятность его столкновения в течение 2300 года составляет примерно 1 из 1,750 (или 0.057%). Исследователи также смогли определить 24 сентября 2182 года как наиболее значимую дату с точки зрения потенциального воздействия с вероятностью воздействия 1 из 2,700 (или около 0.037%).
Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
Хотя шансы его столкновения с Землей очень низки, Бенну остается одним из двух самых опасных известных астероидов в нашей Солнечной системе, наряду с другим астероидом под названием 1950 DA.
Прежде чем покинуть Бенну 10 мая 2021 года, OSIRIS-REx провел более двух лет в непосредственной близости от астероида, собирая информацию о его размерах (около одной трети мили или 500 метров в ширину), форме, массе, и состав, контролируя его вращение и орбитальную траекторию. Космический аппарат также взял образец камня и пыли с поверхности астероида, который он доставит на Землю 24 сентября 2023 года для дальнейшего научного исследования.
«Данные OSIRIS-REx дают нам гораздо более точную информацию, мы можем проверить пределы наших моделей и рассчитать будущую траекторию Бенну с очень высокой степенью уверенности до 2135 года», - сказал руководитель исследования Давид Фарноккиа из Центра исследований Исследование объектов, сближающихся с Землей (CNEOS), которым управляет Лаборатория реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Мы никогда раньше не моделировали траекторию астероида с такой точностью».
Гравитационные замочные скважины
Точные измерения на Бенну помогают лучше определить, как будет развиваться орбита астероида с течением времени и пройдет ли он через «гравитационную замочную скважину» во время своего близкого сближения в 2135 году. Эти замочные скважины представляют собой области в космосе, которые направят Бенну на путь к будущему столкновению с Землей, если астероид пройдет через них в определенное время из-за эффекта гравитационного притяжения Земли.
Чтобы точно рассчитать, где будет астероид во время его сближения в 2135 году - и может ли он пройти через гравитационную замочную скважину - Фарноккиа и его команда оценили различные типы малых сил, которые могут влиять на астероид, когда он вращается вокруг Солнца. Даже самая маленькая сила может со временем значительно отклонить его орбитальный путь, заставляя его пройти или полностью пропустить замочную скважину.
Среди этих сил решающую роль играет солнечное тепло. Когда астероид движется вокруг Солнца, солнечный свет нагревает его дневную сторону. Поскольку астероид вращается, нагретая поверхность будет вращаться и остывать при попадании на ночную сторону. По мере охлаждения поверхность выделяет инфракрасную энергию, которая создает небольшой толчок на астероид - явление, называемое эффектом Ярковского. В короткие периоды времени эта тяга незначительна, но в течение длительных периодов влияние на положение астероида нарастает и может играть значительную роль в изменении траектории астероида.
«Эффект Ярковского будет действовать на все астероиды всех размеров, и хотя он был измерен для небольшой части населения астероидов издалека, OSIRIS-REx дал нам первую возможность подробно измерить его, когда Бенну путешествовал вокруг Солнца. — сказал Стив Чесли, старший научный сотрудник JPL и исследования соисследователь. «Воздействие на Бенну эквивалентно весу трех виноградин, постоянно воздействующих на астероид — крошечный, да, но значительный при определении будущих шансов столкновения Бенну в ближайшие десятилетия и столетия».
Команда также рассмотрела многие другие возмущающие силы, включая гравитацию Солнца, планет, их лун и более 300 других астероидов, сопротивление, вызванное межпланетной пылью, давление солнечного ветра и события выброса частиц Бенну. . Исследователи даже оценили силу, приложенную OSIRIS-REx во время проведения мероприятия по сбору образцов Touch-And-Go (TAG) 20 октября 2020 года, чтобы увидеть, могло ли оно немного изменить орбиту Бенну, что в конечном итоге подтвердило предыдущие оценки того, что событие TAG имело место. незначительный эффект.
«Сила, проявленная на поверхности Бенну во время события TAG, была крошечной даже по сравнению с эффектами других рассматриваемых малых сил», - сказал Рич Бернс, руководитель проекта OSIRIS-REx в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «TAG не изменил вероятность столкновения Бенну с Землей».
Крошечный риск, огромная выгода
Хотя вероятность столкновения 0.057% в течение 2300 года и вероятность столкновения 0.037% 24 сентября 2182 года низки, это исследование подчеркивает решающую роль, которую операции OSIRIS-REx сыграли в точной характеристике орбиты Бенну.
«Орбитальные данные этой миссии помогли нам лучше оценить вероятность столкновения Бенну в течение следующих нескольких столетий и наше общее понимание потенциально опасных астероидов - невероятный результат», - сказал Данте Лауретта, главный исследователь OSIRIS-REx и профессор Университета Аризоны. . «Космический корабль сейчас возвращается домой с драгоценным образцом этого удивительного древнего объекта, который поможет нам лучше понять не только историю Солнечной системы, но и роль солнечного света в изменении орбиты Бенну, поскольку мы будем измерять тепловые свойства астероида на беспрецедентные масштабы в лабораториях на Земле ».
Ссылка: «Эфемериды и оценка опасности для сближающегося с Землей астероида (101955) Бенну на основе данных OSIRIS-REx» Давиде Фарноккья, Стивен Р. Чесли, Ю Такахаши, Бенджамин Розитис, Дэвид Вокроухлицкий, Брайан П. Раш, Николаос Мастродемос, Брайан М. Кеннеди, Райан С. Парк, Джули Беллероз, Дэниел П. Любей, Дайанна Велес, Алекс Б. Дэвис, Джошуа П. Эмери, Джейсон М. Леонард, Джероен Герарт, Питер Г. Антресян и Данте С. Лауретта, 10 августа 2021, Icarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114594
Подробнее об OSIRIS-REx
Годдард обеспечивает общее управление миссией, проектирование систем, а также безопасность и обеспечение миссии для OSIRIS-REx. Лауретта является главным исследователем, а Университет Аризоны также возглавляет научную группу и занимается планированием научных наблюдений и обработкой данных миссии. Lockheed Martin Space Systems в Денвере построила космический корабль и обеспечивает полеты. Годдард и KinetX Aerospace в Темпе, штат Аризона, отвечают за навигацию космического корабля OSIRIS-REx. OSIRIS-REx — третья миссия в рамках программы НАСА «Новые рубежи». Центр космических полетов Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, управляет программой агентства «Новые рубежи» для Управления научной миссии агентства в Вашингтоне.
