مهمة DART على وشك الاصطدام بكويكب

مهمة DART على وشك الاصطدام بكويكب

قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.



سي إن إن

يوم الإثنين ، ستصطدم مركبة فضائية تابعة لوكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) عمداً بكويكب يُدعى ديمورفوس.

تهدف مهمة اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج ، أو DART ، إلى معرفة ما إذا كان هذا النوع من الاصطدام الحركي يمكن أن يساعد في تحويل مسار كويكب يشكل تهديدًا للأرض.

قال توم ستاتلر ، عالم برنامج ناسا في مهمة DART: “نحن نحرك كويكبًا”. “نحن نغير حركة جرم سماوي طبيعي في الفضاء. البشرية لم تفعل ذلك من قبل “.

إليك ما تحتاج لمعرفته حول هذه المهمة.

تبلغ مساحة المركبة الفضائية DART حجم حافلة مدرسية. كانت تسافر للوصول إلى هدفها الخاص بالكويكب منذ إطلاقها في نوفمبر 2021. وستصل المركبة الفضائية إلى نظام الكويكب في 26 سبتمبر. ومن المتوقع حدوث تأثير في الساعة 7:14 مساءً بالتوقيت الشرقي.

تتجه المركبة الفضائية إلى نظام كويكب مزدوج ، حيث يدور كويكب “قمر” صغير ، يُدعى ديمورفوس ، حول كويكب أكبر ، ديديموس.

ديديموس. التي تعني “توأم” في اليونانية ، يبلغ طولها حوالي 2560 قدمًا (780 مترًا) في القطر. في هذه الأثناء ، يبلغ عرض ديمورفوس 525 قدمًا (160 مترًا) ، واسمه يعني “شكلين”.

في وقت الاصطدام ، سيكون ديديموس وديمورفوس قريبين نسبيًا من الأرض – على بعد 6.8 مليون ميل (11 مليون كيلومتر).

لا ديمورفوس ولا ديديموس لخطر الاصطدام بالأرض – قبل وقوع الاصطدام أو بعده.

تنخفض DART في لهيب المجد. ستضع أنظارها على ديمورفوس ، وتتسارع إلى 13421 ميلًا في الساعة (21600 كيلومتر في الساعة) وتصطدم بالقمر تقريبًا.

المركبة الفضائية أصغر بحوالي 100 مرة من ديمورفوس ، لذلك لن تمحو الكويكب.

بدلاً من ذلك ، ستحاول DART تغيير سرعة الكويكب ومساره في الفضاء. قارن فريق البعثة هذا الاصطدام بعربة غولف اصطدمت بأحد الأهرامات العظيمة – طاقة كافية لترك فوهة تصادم.

سيغير التأثير سرعة Dimorphos بنسبة 1٪ أثناء دورانه حول Didymos. لا يبدو الأمر كثيرًا ، لكن القيام بذلك سيغير الفترة المدارية للقمر.

ستؤدي الدفعة إلى تحويل Dimorphos قليلاً وتجعله أكثر ارتباطًا جاذبيًا بـ Didymos – لذلك لن يغير الاصطدام مسار النظام الثنائي حول الأرض أو يزيد من فرصه في أن يصبح تهديدًا لكوكبنا.

ستشارك المركبة الفضائية رؤيتها لنظام الكويكب المزدوج من خلال أداة تُعرف باسم ديديموس للاستطلاع وكاميرا الكويكب للملاحة البصرية ، أو دراكو.

سيسمح هذا التصوير ، الذي يعمل كعيون DART ، للمركبة الفضائية بتحديد نظام الكويكب المزدوج وتمييز أي جسم فضائي من المفترض أن يصطدم به.

هذه الأداة أيضًا عبارة عن كاميرا عالية الدقة تهدف إلى التقاط صور لكويكبين يتم بثهما مرة أخرى إلى الأرض بمعدل صورة واحدة في الثانية في ما سيبدو تقريبًا كفيديو. يمكنك مشاهدة البث المباشر على موقع ناسا الإلكتروني ، بدءًا من الساعة 6 مساءً بالتوقيت الشرقي يوم الاثنين.

سيظهر Didymos و Dimorphos على شكل وخز من الضوء قبل حوالي ساعة من الاصطدام ، ويزداد حجمه تدريجيًا وأكثر تفصيلاً في الإطار.

لم تتم ملاحظة ديمورفوس من قبل ، لذا يمكن للعلماء أخيرًا أن يأخذوا شكله ومظهر سطحه.

يجب أن نكون قادرين على رؤية Dimorphos بتفاصيل رائعة قبل أن تصطدم DART به. نظرًا للوقت الذي يستغرقه تدفق الصور إلى الأرض ، ستكون مرئية لمدة ثماني ثوان قبل حدوث فقدان للإشارة وتنتهي مهمة DART – إذا كانت ناجحة.

إذن المركبة الفضائية لديه المصور الصحفي الخاص به طوال الرحلة.

قام قمر صناعي بحجم حقيبة الملفات من وكالة الفضاء الإيطالية برحلة مع DART إلى الفضاء. أطلق عليه اسم Light Italian CubeSat لتصوير الكويكبات ، أو LICIACube ، وانفصل عن المركبة الفضائية في 11 سبتمبر. كان القمر الصناعي يسافر خلف DART لتسجيل ما يحدث من منظور آمن.

بعد ثلاث دقائق من الاصطدام ، ستطير LICIACube بالقرب من Dimorphos لالتقاط الصور ومقاطع الفيديو لعمود التصادم وربما حتى التجسس على فوهة الارتطام. سوف تلتفت CubeSat لإبقاء كاميراتها موجهة إلى Dimorphos أثناء تحليقها.

على الرغم من عدم توفر الصور ومقاطع الفيديو على الفور ، سيتم بثها مرة أخرى إلى الأرض في الأيام والأسابيع التي تلي الاصطدام.

لن يكون LICIACube هو المراقب الوحيد الذي يراقب. سيقوم تلسكوب جيمس ويب الفضائي وتلسكوب هابل الفضائي ومهمة لوسي التابعة لوكالة ناسا بمراقبة التأثير. قال ستاتلر ، عالم برنامج ناسا ، إن نظام ديديموس قد يضيء عندما يتم طرد الغبار والحطام في الفضاء.

لكن التلسكوبات الأرضية ستكون أساسية في تحديد ما إذا كانت DART قد نجحت في تغيير حركة Dimorphos.

تم اكتشاف نظام Didymos في عام 1996 ، لذلك يمتلك علماء الفلك الكثير من الملاحظات عن النظام. بعد الاصطدام ، ستراقب المراصد حول العالم بينما يعبر ديمورفوس أمام ديديموس ويتحرك خلفه.

يستغرق Dimorphos 11 ساعة و 55 دقيقة لإكمال مدار حول Didymos. قال إدوارد رينولدز ، مدير مشروع DART في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز ، إذا نجحت DART ، فقد ينخفض ​​ذلك الوقت بمقدار 73 ثانية ، “لكننا نعتقد في الواقع أننا سنغيره بحوالي 10 دقائق”.

قال ستاتلر إنه سيتفاجأ إذا جاء قياس تغير الفترة في أقل من بضعة أيام ولكن أكثر من ذلك إذا استغرق الأمر أكثر من ثلاثة أسابيع.

قال ليندلي جونسون ، ضابط الدفاع الكوكبي في ناسا: “أنا واثق للغاية من أننا سنضرب يوم الاثنين ، وسوف يكون نجاحًا كاملاً”.

ولكن إذا فاتت DART لوحة النبال التي يضرب بها المثل ، فسيكون الفريق مستعدًا للتأكد من أن المركبة الفضائية آمنة ويتم تنزيل جميع المعلومات الخاصة بها لمعرفة سبب عدم اصطدامها بـ Dimorphos.

سيتدخل مركز عمليات المهام بمختبر الفيزياء التطبيقية إذا لزم الأمر ، على الرغم من أن DART ستعمل بشكل مستقل خلال الساعات الأربع الأخيرة من رحلتها.

يستغرق الأمر 38 ثانية للانتقال من الأرض إلى المركبة الفضائية ، حتى يتمكن الفريق من الرد بسرعة. قالت إيلينا آدامز ، مهندسة أنظمة مهام DART في مختبر الفيزياء التطبيقية ، إن فريق DART لديه 21 خطة طوارئ تدرب عليها.

تم اختيار Dimorphos لهذه المهمة لأن حجمها يمكن مقارنته بالكويكبات التي يمكن أن تشكل تهديدًا للأرض. كويكب بحجم ديمورفوس يمكن أن يتسبب في “دمار إقليمي” إذا اصطدم بالأرض.

قال ستاتلر إن نظام الكويكبات هو “المختبر الطبيعي المثالي” للاختبار.

ستتيح المهمة للعلماء الحصول على فهم أفضل لحجم وكتلة كل كويكب ، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم الأجسام القريبة من الأرض.

الأجسام القريبة من الأرض هي الكويكبات والمذنبات التي يقع مدارها على بعد 30 مليون ميل (48.3 مليون كيلومتر) من الأرض. إن اكتشاف تهديد الأجسام القريبة من الأرض التي يمكن أن تسبب ضررًا جسيمًا هو التركيز الأساسي لوكالة ناسا ومنظمات الفضاء الأخرى حول العالم.

لا توجد كويكبات حاليًا في مسار تأثير مباشر مع الأرض ، ولكن يوجد أكثر من 27000 كويكب قريب من الأرض بجميع الأشكال والأحجام.

ستساهم البيانات القيمة التي جمعتها DART في استراتيجيات الدفاع الكوكبي ، لا سيما فهم نوع القوة التي يمكن أن تغير مدار كويكب قريب من الأرض يمكن أن يصطدم بكوكبنا.

فيلم جعل الاقتراب من الكويكب يبدو وكأنه تدافع سريع لحماية الكوكب ، ولكن قال جونسون: “هذه ليست طريقة الدفاع الكوكبي”. قد يكون تفجير كويكب أكثر خطورة لأن قطعه قد تكون في مسار تصادم مع الأرض.

لكن ناسا تدرس طرقًا أخرى لتغيير حركة الكويكبات.

تعتبر المركبة الفضائية DART بمثابة مصادم حركي يمكنه تغيير سرعة ومسار Dimorphos. إذا نجحت DART ، فقد تكون أداة واحدة لصرف الكويكبات.

وقال جونسون إن خيارًا آخر هو جرار الجاذبية ، الذي يعتمد على الجاذبية المتبادلة بين مركبة فضائية وكويكب لسحب الصخور الفضائية من مسارها المؤثر إلى مسار أكثر اعتدالًا.

أسلوب آخر هو انحراف الحزمة الأيونية ، أو إطلاق محرك أيوني على كويكب لفترات طويلة من الوقت حتى تغير الأيونات سرعة الكويكب ومداره.

لكن كلاهما يستغرق وقتًا.

قال جونسون: “أي تقنية يمكنك تخيلها لتغيير السرعة المدارية للكويكب في المدار هي تقنية قابلة للتطبيق”.

جمع منتدى دولي يسمى لجنة التخطيط الفضائي 18 وكالة فضاء وطنية معًا لتقييم ما قد يكون أفضل لصرف كويكب ، اعتمادًا على حجمه ومساره.

قال جونسون إن العثور على تجمعات من الكويكبات الخطرة وتحديد أحجامها من أولويات ناسا وشركائها الدوليين. تصميم تلسكوب فضائي يسمى مهمة مساح الأجسام القريبة من الأرض قيد المراجعة حاليًا.

لن يكون نظام Didymos وحيدًا لفترة طويلة. لمسح تداعيات الاصطدام ، ستنطلق مهمة هيرا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية في عام 2024. وستصل المركبة الفضائية ، إلى جانب اثنين من الأقمار الصناعية CubeSats ، إلى نظام الكويكبات بعد ذلك بعامين.

ستدرس هيرا كلاً من الكويكبات ، وتقيس الخصائص الفيزيائية للديمورفوس ، وتفحص فوهة تأثير DART ومدار القمر ، بهدف إنشاء استراتيجية دفاع كوكبية فعالة.