Ця мозаїка Бенну була створена за допомогою спостережень, зроблених космічним кораблем NASA OSIRIS-REx, який перебував у безпосередній близькості від астероїда більше двох років. Авторство: NASA/Годдард/Університет Арізони
У дослідженні, опублікованому сьогодні (11 серпня 2021 р.), NASA дослідники використовували дані точного відстеження з агентства Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) космічний корабель, щоб краще зрозуміти рух потенційно небезпечного астероїда Бенну протягом 2300 року, значно зменшивши невизначеності, пов’язані з його майбутньою орбітою, і покращивши здатність вчених визначати загальну ймовірність зіткнення та прогнозувати орбіти інших астероїдів.
Дослідження під назвою «Ефемериди та оцінка небезпеки для навколоземного астероїда (101955) Бенну на основі даних OSIRIS-REx» було опубліковано в журналі Ікар.
«Місія NASA Planetary Defense полягає в пошуку та моніторингу астероїдів і комет, які можуть наблизитися до Землі та становити небезпеку для нашої планети», — сказала Келлі Фаст, програмний керівник Програми спостереження за навколоземними об’єктами в штаб-квартирі NASA у Вашингтоні. «Ми виконуємо цю роботу шляхом постійних астрономічних досліджень, які збирають дані для виявлення раніше невідомих об’єктів і вдосконалення наших орбітальних моделей для них. Місія OSIRIS-REx надала надзвичайну можливість удосконалити та перевірити ці моделі, допомагаючи нам краще передбачити, де буде Бенну, коли він наблизиться до Землі більше ніж через століття».
У 2135 році астероїд Бенну зблизиться із Землею. Хоча навколоземний об’єкт на той час не становитиме небезпеки для нашої планети, вчені повинні зрозуміти точну траєкторію Бенну під час цієї зустрічі, щоб передбачити, як гравітація Землі змінить шлях астероїда навколо Сонця – і вплине на небезпеку зіткнення із Землею. .
Використовуючи Deep Space Network NASA та найсучасніші комп’ютерні моделі, вчені змогли значно зменшити невизначеність орбіти Бенну, визначивши, що загальна ймовірність його зіткнення до 2300 року становить приблизно 1 до 1,750 (або 0.057%). Дослідники також змогли визначити 24 вересня 2182 року як найважливішу окрему дату з точки зору потенційного впливу з імовірністю впливу 1 з 2,700 (або приблизно 0.037%).
Авторство: Центр космічних польотів Годдарда NASA
Хоча ймовірність того, що він зіткнеться з Землею, дуже мала, Бенну залишається одним із двох найнебезпечніших відомих астероїдів у нашій Сонячній системі разом із іншим астероїдом під назвою 1950 DA.
Перед тим, як залишити Бенну 10 травня 2021 року, OSIRIS-REx провів понад два роки в безпосередній близькості від астероїда, збираючи інформацію про його розміри (це приблизно одна третина милі, або 500 метрів у ширину), форму, масу, і композицію, спостерігаючи за його обертовою та орбітальною траєкторією. Космічний апарат також зібрав зразок каменю та пилу з поверхні астероїда, який він доставить на Землю 24 вересня 2023 року для подальшого наукового дослідження.
«Дані OSIRIS-REx дають нам набагато точнішу інформацію, ми можемо перевірити межі наших моделей і розрахувати майбутню траєкторію Бенну з дуже високим ступенем достовірності до 2135 року», — сказав керівник дослідження Давіде Фарноккіа з Центру Near Earth Object Studies (CNEOS), якою керує Лабораторія реактивного руху НАСА в Південній Каліфорнії. «Ми ніколи раніше не моделювали траєкторію астероїда з такою точністю».
Гравітаційні замкові щілини
Точні вимірювання на Бенну допомагають краще визначити, як орбіта астероїда буде розвиватися з часом і чи пройде він через «гравітаційну замкову щілину» під час свого близького наближення 2135 року. Ці замкові щілини є областями в космосі, які налаштували б Бенну на шлях майбутнього зіткнення з Землею, якби астероїд проходив крізь них у певний час через ефект гравітаційного тяжіння Землі.
Щоб точно розрахувати, де буде знаходитися астероїд під час його близького наближення 2135 – і чи зможе він пройти крізь гравітаційну замкову щілину – Фарноккіа та його команда оцінили різні типи малих сил, які можуть впливати на астероїд, коли він обертається навколо Сонця. Навіть найменша сила може з часом суттєво відхилити його орбітальну траєкторію, змусивши його пройти крізь замкову щілину або повністю пропустити її.
Серед цих сил вирішальну роль відіграє тепло Сонця. Коли астероїд обертається навколо Сонця, сонячне світло нагріває його денну сторону. Оскільки астероїд обертається, розігріта поверхня повертатиметься й охолоне, коли він увійде в нічну сторону. Охолоджуючись, поверхня виділяє інфрачервону енергію, яка створює невелику тягу на астероїд – явище, яке називається ефектом Ярковського. Протягом коротких часових проміжків ця тяга незначна, але протягом тривалих періодів вплив на положення астероїда зростає і може відігравати значну роль у зміні шляху астероїда.
«Ефект Ярковського діятиме на всіх астероїдах будь-якого розміру, і хоча він був виміряний для невеликої частини населення астероїдів здалеку, OSIRIS-REx дав нам першу можливість виміряти його в деталях, коли Бенну подорожував навколо Сонця, – сказав Стів Чеслі, старший науковий співробітник JPL і співдослідник дослідження. «Вплив на Бенну еквівалентний вазі трьох виноградин, які постійно діють на астероїд — крихітний, так, але значний для визначення майбутніх шансів впливу Бенну протягом наступних десятиліть і століть».
Команда також врахувала багато інших збурюючих сил, включаючи гравітацію Сонця, планет, їхніх супутників і понад 300 інших астероїдів, опір, спричинений міжпланетним пилом, тиск сонячного вітру та події викиду частинок Бенну. . Дослідники навіть оцінили силу OSIRIS-REx під час виконання події збору зразків Touch-And-Go (TAG) 20 жовтня 2020 року, щоб з’ясувати, чи могла вона трохи змінити орбіту Бенну, остаточно підтвердивши попередні оцінки того, що подія TAG мала незначний ефект.
«Сила, яка діяла на поверхню Бенну під час події TAG, була незначною навіть у порівнянні з впливом інших малих сил, які розглядалися», — сказав Річ Бернс, керівник проекту OSIRIS-REx у Центрі космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд. «TAG не змінив ймовірність впливу Бенну на Землю».
Невеликий ризик, величезний прибуток
Хоча ймовірність зіткнення 0.057% до 2300 року та ймовірність зіткнення 0.037 вересня 24 року 2182% є низькими, це дослідження підкреслює вирішальну роль, яку зіграли операції OSIRIS-REx у точному визначенні орбіти Бенну.
«Орбітальні дані цієї місії допомогли нам краще оцінити шанси Бенну зіткнутися з астероїдами протягом наступних кількох століть і наше загальне розуміння потенційно небезпечних астероїдів – неймовірний результат», – сказав Данте Лауретта, головний дослідник OSIRIS-REx і професор Університету Арізони. . «Космічний корабель зараз повертається додому, несучи дорогоцінний зразок цього захоплюючого стародавнього об’єкта, який допоможе нам краще зрозуміти не тільки історію Сонячної системи, але й роль сонячного світла в зміні орбіти Бенну, оскільки ми будемо вимірювати теплові властивості астероїда на безпрецедентні масштаби в лабораторіях на Землі».
Довідка: «Ефемериди та оцінка небезпеки для близькоземного астероїда (101955) Бенну на основі даних OSIRIS-REx» Девіде Фарноккіа, Стівен Р. Чеслі, Ю Такахаші, Бенджамін Розітіс, Девід Вокроуліцький, Браян П. Раш, Ніколаос Мастродемос, Браян М. Кеннеді, Раян С. Парк, Джулі Беллероз, Деніел П. Любей, Дайанна Велес, Алекс Б. Девіс, Джошуа П. Емері, Джейсон М. Леонард, Джерун Гірерт, Пітер Г. Антрезіан і Данте С. Лауретта, 10 серпня 2021, Ікар.
DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114594
Докладніше про OSIRIS-REx
Goddard забезпечує загальне управління місією, системну інженерію, а також безпеку та гарантію місії для OSIRIS-REx. Лоретта є головним дослідником, а Університет Арізони також очолює наукову групу та планує наукові спостереження та обробку даних місії. Компанія Lockheed Martin Space Systems у Денвері створила космічний корабель і забезпечує польоти. Годдард і KinetX Aerospace в Темпі, штат Арізона, відповідають за навігацію космічного корабля OSIRIS-REx. OSIRIS-REx є третьою місією в програмі NASA New Frontiers. Центр космічних польотів імені Маршалла НАСА в Хантсвіллі, штат Алабама, керує програмою агентства «Нові кордони» для Управління наукових місій агентства у Вашингтоні.
