Κίνα: Θα χτυπήσει αστεροειδή με ταχύτητα Mach 26 – Η νέα δοκιμή πλανητικής άμυνας

Λίγα χρόνια μετά την ιστορική αποστολή DART της NASA, η οποία απέδειξε για πρώτη φορά ότι ένα διαστημικό σκάφος μπορεί να μεταβάλει την κίνηση ενός αστεροειδούς, η Κίνα προετοιμάζεται για τη δική της μεγάλη δοκιμή πλανητικής άμυνας.

Η σχεδιαζόμενη αποστολή προβλέπει την ελεγχόμενη πρόσκρουση ενός σκάφους σε μικρό αστεροειδή με ταχύτητα που θα ξεπερνά τα 9 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, δηλαδή περισσότερο από 26 φορές την ταχύτητα του ήχου κοντά στην επιφάνεια της Γης.

Σκοπός δεν είναι απλώς να επιτευχθεί η πρόσκρουση, αλλά να καταγραφεί με ακρίβεια εάν και σε ποιον βαθμό μπορεί να αλλάξει η τροχιά του ουράνιου σώματος σε σχέση με τη Γη. Οι κινεζικές προσομοιώσεις εξετάζουν ακόμη και το ενδεχόμενο η σύγκρουση να προκαλέσει μερική διάρρηξη της δομής του αστεροειδούς.

Ο προτεινόμενος στόχος

Ένας από τους βασικούς υποψήφιους στόχους της αποστολής είναι ο κοντινός στη Γη αστεροειδής 2015 XF261, ο οποίος ανακαλύφθηκε το 2015 και ανήκει στην κατηγορία των αστεροειδών Aten.

Η διάμετρός του δεν είναι γνωστή με βεβαιότητα. Με βάση τη φωτεινότητά του και μια υποθετική τιμή ανακλαστικότητας, κινεζική επιστημονική μελέτη δίνει ονομαστική εκτίμηση περίπου 35,5 μέτρων, ενώ άλλοι υπολογισμοί τοποθετούν το πιθανό μέγεθός του σε ένα αρκετά ευρύτερο εύρος.

Στην κορυφή της παγκόσμιας έρευνας και ανάπτυξης οι τεχνολογικοί κολοσσοί της Κίνας – Πληθαίνουν οι επενδύσεις και στην Ελλάδα

Ο αστεροειδής δεν βρίσκεται σε τροχιά σύγκρουσης με τη Γη. Επιλέγεται ως πιθανός στόχος ακριβώς επειδή είναι αρκετά μικρός ώστε η μεταβολή της ταχύτητας και της τροχιάς του να μπορεί να μετρηθεί, αλλά και επειδή θα πλησιάσει τον πλανήτη μας σε ασφαλή απόσταση περίπου 7 εκατομμυρίων χιλιομέτρων τον Απρίλιο του 2029 και ξανά τον Απρίλιο του 2030.

Οι δύο αυτές κοντινές διελεύσεις προσφέρουν στους επιστήμονες κατάλληλα χρονικά παράθυρα τόσο για την πραγματοποίηση της πρόσκρουσης όσο και για την παρακολούθηση των αποτελεσμάτων της από τη Γη.

Δύο σκάφη με διαφορετικές αποστολές

Το κινεζικό σχέδιο προβλέπει την εκτόξευση δύο διαστημικών σκαφών με έναν πύραυλο.

Το πρώτο θα λειτουργήσει ως παρατηρητής. Θα πλησιάσει τον αστεροειδή, θα εξετάσει το μέγεθος, το σχήμα, την περιστροφή και τη σύστασή του και θα καταγράψει την επιφάνειά του πριν από την πρόσκρουση.

Το δεύτερο θα είναι ο κινητικός προσκρουστήρας. Θα ακολουθήσει διαφορετική τροχιά, ώστε να συγκρουστεί με τον στόχο με εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα.

Μετά το χτύπημα, το σκάφος παρατήρησης θα μετρήσει τη μεταβολή στην κίνηση του αστεροειδούς, θα καταγράψει τον κρατήρα και τα υλικά που θα εκτιναχθούν στο Διάστημα και θα εξετάσει αν υπήρξαν αλλαγές στο σχήμα ή στη δομική συνοχή του σώματος.

Το μοντέλο της κοινής εκτόξευσης μειώνει το κόστος, δημιουργεί όμως μεγάλες τεχνικές δυσκολίες, καθώς τα δύο σκάφη πρέπει στη συνέχεια να ακολουθήσουν διαφορετικές τροχιές και να φτάσουν στον ίδιο μικρό και αμυδρό στόχο με απόλυτη ακρίβεια.

Η διαφορά από το DART

Η αποστολή DART, που προσέκρουσε στον Δίμορφο τον Σεπτέμβριο του 2022, ήταν η πρώτη πλήρης δοκιμή εκτροπής αστεροειδούς μέσω κινητικής πρόσκρουσης.

Το σκάφος των 570 κιλών χτύπησε τον Δίμορφο με ταχύτητα περίπου 22.530 χιλιομέτρων την ώρα, μεταβάλλοντας τον χρόνο που χρειαζόταν το ουράνιο σώμα για να ολοκληρώσει μία περιφορά γύρω από τον μεγαλύτερο αστεροειδή Δίδυμο κατά 32 λεπτά.

Ο Δίμορφος, όμως, δεν κινούνταν μόνος του γύρω από τον Ήλιο. Αποτελεί τον μικρότερο βράχο ενός δυαδικού συστήματος και περιφέρεται γύρω από τον Δίδυμο.

Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να μετρήσουν σχετικά εύκολα την αλλαγή στην περίοδό του μετά την πρόσκρουση, χωρίς να χρειαστεί να μεταβληθεί σημαντικά η συνολική τροχιά του συστήματος γύρω από τον Ήλιο.

Η κινεζική δοκιμή φιλοδοξεί να προχωρήσει ένα βήμα παραπέρα: να προκαλέσει και να μετρήσει μια μικρή αλλά πραγματική μεταβολή στην ηλιοκεντρική τροχιά ενός ανεξάρτητου αστεροειδούς, δηλαδή στην πορεία του γύρω από τον Ήλιο και σε σχέση με τη Γη.

Ένας πολύ διαφορετικός αστεροειδής

Μία ακόμη σημαντική διαφορά αφορά την πιθανή εσωτερική δομή των δύο στόχων.

Ο Δίμορφος έχει χαρακτηριστικά ενός χαλαρού «σωρού ερειπίων», ενός σώματος που αποτελείται από βράχους, σκόνη και υλικά τα οποία συγκρατούνται σχετικά ασθενώς μεταξύ τους.

Η εκτόξευση μεγάλων ποσοτήτων υλικού μετά την πρόσκρουση ενίσχυσε την ώθηση του DART, καθώς τα θραύσματα λειτούργησαν σαν ένα είδος αντίστροφου πίδακα.

Για τον 2015 XF261 υπάρχουν πολύ λιγότερα δεδομένα. Ορισμένα κινεζικά μοντέλα τον αντιμετωπίζουν ως πιο συμπαγές σώμα, με μεγαλύτερη μηχανική αντοχή. Αν αυτό επιβεβαιωθεί, η αποστολή θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν πόσο αποτελεσματικός είναι ένας κινητικός προσκρουστήρας απέναντι σε έναν αστεροειδή που δεν διαλύεται εύκολα. Η ίδια η NASA επισημαίνει ότι απαιτείται περισσότερη έρευνα για την αποτελεσματικότητα της μεθόδου σε συμπαγέστερα σώματα.

Οι τέσσερις βασικοί στόχοι

Η επιτυχία της αποστολής θα κριθεί σε τέσσερα επίπεδα.

Αρχικά, το κινεζικό σκάφος θα πρέπει να εντοπίσει και να χτυπήσει έναν εξαιρετικά μικρό και αμυδρό στόχο, ο οποίος θα κινείται με μεγάλη ταχύτητα στο Διάστημα.

Στη συνέχεια θα πρέπει να επιτευχθεί μια μετρήσιμη μεταβολή της τροχιάς του.

Το τρίτο ζητούμενο θα είναι η ακριβής αποτίμηση των αποτελεσμάτων, με συνδυασμό παρατηρήσεων από το συνοδευτικό σκάφος και τηλεσκόπια στη Γη.

Τέλος, οι επιστήμονες θα πρέπει να επιβεβαιώσουν ότι η πρόσκρουση δεν μετέτρεψε τον αστεροειδή ή τα πιθανά θραύσματά του σε κίνδυνο για τον πλανήτη μας. Οι κινεζικές μελέτες παρουσιάζουν την ασφάλεια της Γης ως θεμελιώδη προϋπόθεση του σχεδιασμού.

Η μεγαλύτερη πρόκληση

Ο εντοπισμός του αστεροειδούς θεωρείται μία από τις δυσκολότερες φάσεις της αποστολής.

Το μέγεθος, το σχήμα, η ακριβής περίοδος περιστροφής και η σύστασή του παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστα. Οι επιστήμονες αναμένουν ότι θα αποκτήσουν σαφέστερη εικόνα κατά τους τελευταίους μήνες πριν από τη συνάντηση, όταν ο αστεροειδής θα γίνει φωτεινότερος και θα μπορεί να παρατηρηθεί συχνότερα.

Οι πληροφορίες αυτές θα είναι κρίσιμες, καθώς η αποτελεσματικότητα μιας πρόσκρουσης δεν εξαρτάται μόνο από τη μάζα και την ταχύτητα του σκάφους. Επηρεάζεται επίσης από τη γωνία του χτυπήματος, την περιστροφή, την πυκνότητα, το πορώδες και τη μηχανική αντοχή του στόχου.

Η επόμενη εποχή της πλανητικής άμυνας

Η επιτυχία του DART απέδειξε ότι η ανθρωπότητα διαθέτει τουλάχιστον μία τεχνολογία με την οποία θα μπορούσε, εφόσον είχε αρκετό χρόνο προειδοποίησης, να αλλάξει την πορεία ενός επικίνδυνου αστεροειδούς.

Η κινεζική αποστολή επιχειρεί τώρα να εξετάσει τη μέθοδο σε ένα διαφορετικό και πιο απαιτητικό σενάριο: έναν μικρό, ανεξάρτητο αστεροειδή, με αβέβαιη δομή και τροχιά γύρω από τον Ήλιο.

Δεν πρόκειται για αποστολή αντιμετώπισης κάποιου άμεσου κινδύνου, αλλά για μια άσκηση προετοιμασίας απέναντι σε μια απειλή που μπορεί να μη γνωρίζει σύνορα.

Το επόμενο μεγάλο βήμα της διαστημικής τεχνολογίας ίσως δεν είναι απλώς να φτάσει ο άνθρωπος σε έναν νέο κόσμο, αλλά να αποδείξει ότι μπορεί να προστατεύσει τον δικό του.

• DART
• αστεροειδής
• Κίνα
• πλανητική άμυνα