آزمایش تغییر جهت سیارک دوگانه

آزمایش تغییر مسیر دوگانهٔ سیارک یا دارت (انگلیسی: Double Asteroid Redirection Test) (اختصاری DART) مأموریتی فضایی از ناسا با هدف آزمایش روشی برای پرهیز از برخورد سیارک در برابر اجرام نزدیک به زمین است. این کاوشگر در اصل یک کاوشگر فضایی را به سیارک دوگانه دیدیموس خواهد کوبید تا آزمایش کند که آیا اثر جنبشی یک برخورد فضاپیما می‌تواند با موفقیت یک سیارک را در مسیر برخورد با زمین منحرف کند یا خیر.

آزمایش تغییر جهت سیارک دوگانه
Dart-poster3.jpg
مأموریت دارت در لحظه‌های پیش از برخورد
فهرست نام‌هادارت
گونه مأموریتمأموریت دفاع سیاره‌ای
اپراتورناسا  / ای‌پی‌ال
شناسهٔ کوسپار۲۰۲۱–۱۱۰A
شماره ستکات۴۹۴۹۷
وبگاه
مدت مأموریت
  • دارت: ۱۰ ماه و ۱ روز
  • لیسیاکیوب: ۲ ماه و ۱۷ روز (در جریان)
ویژگی‌های فضاپیما
فضاپیما
  • برخوردکننده دارت
  • LICIACube CubeSat
گونه فضاپیماآزمایش تغییر جهت سیارک دوگانه
Busدارت
سازندهآزمایشگاه فیزیک کاربردی
از دانشگاه جانز هاپکینز
جرم پرتابدارت: ۶۱۰ کیلوگرم (۱٬۳۴۰ پوند),
LICIACube: ۱۴ کیلوگرم (۳۱ پوند)
ابعاددارت: ۱٫۸ × ۱٫۹ × ۲٫۶ متر (۵ فوت ۱۱ اینچ × ۶ فوت ۳ اینچ × ۸ فوت ۶ اینچ)
ROSA: ۸٫۵ × ۲٫۴ متر (۲۷٫۹ × ۷٫۹ فوت) (each)
توان۶٫۶ kW
آغاز مأموریت
تاریخ راه‌اندازی۲۴ نوامبر ۲۰۲۱, ۰۶:۲۱:۰۲ ساعت هماهنگ جهانی
موشکFalcon 9 Block 5, B1063.3
سایت پرتابوندنبرگ، SLC-4E
پیمان‌کاراسپیس اکس
Invalid value for parameter "type"
اجزای فضاپیماتاسوره (از دارت در مدار قرار گرفته)
Invalid parameter۲۶ سپتامبر ۲۰۲۲ (برنامه‌ریزی شده)
ابزار و تجهیزات
Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation (DRACO)
DART Mission Patch.png
DART mission patch
برنامه اکتشاف منظومه شمسی
اروپا کلیپر

دارت یک پروژهٔ مشترک بین ناسا و آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز (APL) است که توسط دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای ناسا اداره می‌شود و چندین آزمایشگاه و دفترهای ناسا پشتیبانی فنی را ارائه می‌دهند. شرکای بین‌المللی، مانند آژانس فضایی اروپا، ایتالیا و ژاپن، در پروژه‌های مرتبط یا بعدی مشارکت دارند. در اوت ۲۰۱۸، ناسا این پروژه را برای شروع مرحلهٔ نهایی طراحی و مونتاژ تأیید کرد. این پرتاب برای ۲۴ نوامبر ۲۰۲۱، در ساعت ۰۶:۲۰ UTC برنامه‌ریزی شد و برخورد آن برای ۲۶ سپتامبر ۲۰۲۲ در ساعت ۲۳:۱۴ UTC تعیین شده‌بود.[۱][۲][۳]

پیشینهویرایش

 
وضعیت دارت در پیکربندی راه‌اندازی

در ابتدا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و ناسا هرکدام برنامه‌های مستقلی برای مأموریت‌هایی به‌منظور آزمایش استراتژی‌های انحراف سیارک داشتند تا اینکه در سال ۲۰۱۵ آنها به یک همکاری مشترک به نام AIDA شامل دو پرتاب فضاپیمای جداگانه که از یاری هم بهره می‌گیرند، رسیدند.[۴][۵][۶]

بر اساس این پیشنهاد، فضاپیمای اروپاییِ AIM، در دسامبر ۲۰۲۰ و دارت در ژوئیه ۲۰۲۱ پرتاب می‌شدند. AIM به مطالعهٔ ترکیب آن سیارک و قمری که به دور سیارک بزرگ‌تر می‌چرخید می‌پردازد. دارت سپس در ۲۶ سپتامبر ۲۰۲۲، در طول نزدیک شدن به زمین، به صورت برخوردی بر قمر سیارک ضربه می‌زند. AIM می‌بایست قدرت سیارک، یژگی‌های فیزیکی سطح و ساختار درونی سیارک را مورد مطالعه قرار دهد و همچنین تأثیر آن برخورد را بر مدار سیارک به دور سیارک بزرگ‌تر اندازه‌گیری کند.[۵]

این روش اجتناب از برخورد سیارک قبلاً یک بار برای هدف کاملاً متفاوت (تجزیه و تحلیل ساختار و ترکیب یک دنباله‌دار) توسط فضاپیمای ضربه‌ای کاوشگر فضایی برخورد ژرف ۳۷۲ کیلوگرمی (۸۲۰ پوند) ناسا اجرا شده‌بود. در برخورد، ۱۹ گیگا ژول انرژی (معادل ۴٫۸ تن تی‌ان‌تی) آزاد شد،[۷][۸][۹][۱۰] حفره‌ای به عرض ۱۵۰ متر (۴۹۰ فوت) حفر کرد و حضیض دنباله‌دار تمپل ۱ را کاهش داد. ۱ در ۱۰ متر (۳۳ فوت)، تغییر مدار به اندازه ۱۰ سانتی‌متر (۳٫۹ اینچ) و تغییر سرعت ۰٫۰۰۰۱ میلی‌متر بر ثانیه (۰٫۰۱۴ اینچ در ساعت) پس از برخورد با دنباله‌دار با سرعت ۱۰٫۲ کیلومتر بر ثانیه (۶٫۳ مایل) /ثانیه) در ۴ ژوئیه ۲۰۰۵.[۱۱]

با لغو مدارگرد AIM، سپس مأموریت فضایی هرا جایگزین آن شد، تا وضعیت سیارک را چهار سال پس از برخورد دارت مشاهده کند. سپس اثرات ضربه دارت به‌صورت زنده از تلسکوپ‌های زمینی و رادار نظارت شود.

در ژوئن ۲۰۱۷، ناسا گذشتن از مرحلهٔ توسعه مفهومی به مرحلهٔ طراحی اولیه را تصویب کرد، و در اوت ۲۰۱۸ ناسا این پروژه را برای شروع مرحله طراحی و مونتاژ نهایی تأیید کرد.[۱۲]

در ۱۱ آوریل ۲۰۱۹، ناسا اعلام کرد که از فالکون ۹ اسپیس اکس برای پرتاب دارت استفاده خواهد شد.[۱۳]

شرح مأموریتویرایش

فضاپیماویرایش

 
انیمیشن مسیر دارت
  DART •   سیارک ۶۵۸۰۳  زمین  خورشید  2001 CB21 •   اورفئوس ۳۳۶۱
ویدئوی توسعهٔ ROSA دارت
 
ماهوارهٔ دارت تنها ابزار خود، دوربین دراکو (DRACO) را نشان می‌دهد.

دارت ضربه‌زنی به وزن ۶۱۰ کیلوگرم (۱۳۴۰ پوند) است٬[۱۴] که هیچ محمولهٔ علمی دیگری جز حسگر خورشیدی ردیاب ستاره و دوربین ۲۰ سانتی‌متری (۷٫۹ اینچی) (دوربین شناسایی دیدیموس و سیارک برای ناوبری نوری) ندارد. ناوبری - دراکو بر اساس تصویرگر شناسایی دوربرد (LORRI) در فضاپیمای نیوهورایزنز برای پشتیبانی از ناوبری مستقل برای زدن ضربه به قمر کوچک سیارک؛ در مرکز آن، صورت گرفته‌است.

تخمین زده می‌شود که ضربه ۵۰۰ کیلوگرمی (۱۱۰۰ پوند)[۱۵] دارت با سرعت ۶٫۶ کیلومتر بر ثانیه (۴٫۱ مایل بر ثانیه)[۱۶][۱۷] تغییر سرعتی در حدود ۰٫۴ میلی‌متر بر ثانیه را سبب می‌شود که منجر به تغییر کوچکی در مسیر منظومه سیارکی می‌شود، اما با گذشت زمان، منجر به تغییر مسیر بزرگی می‌شود.[۱۸][۵][۱۹] ضربه مرکز شکل دیمورفوس را هدف قرار خواهد داد و باید تناوب مداری را که در حال حاضر ۱۱٫۹۲ ساعت است، تقریباً ۱۰ دقیقه کاهش دهد.[۲۰]در طول میلیون‌ها کیلومتر، تغییر مسیر تجمعی خطر برخورد سیارکی که قبلاً به زمین متوجه شده بود را از بین می‌برد.[۶]

تأثیر ضربه بر مدار دیمورفوس و دیدیموسویرایش

فضاپیما باید در جهت مخالف حرکت سیارک به دیمورفوس برخورد می‌کرد. تغییر سرعت واقعی و تغییر مداری در در لحظهٔ برخورد از قبل دانسته نیست و به توپوگرافی و ترکیب سطح بستگی دارد. انتظار بر این است که در پی این برخورد، سرعت مداری دیمورفوس اندکی کاهش یابد و کاهش شعاع مدار آن را به دور دیدیموس باعث شود. مسیر دیدیموس نیز اصلاح شود، اما به نسبت کاهش یابد، زیرا جرم دیمورفوس بسیار کمتر از دیدیموس است. یک اثر «افزایش تکانه» قابل پیش‌بینی ضعیف وجود دارد که دلیل آن سهم تکانه پس زدگی از پرتاب ضربه است.[۲۱] تکانه نهایی منتقل شده به بزرگ‌ترین قطعه باقی مانده از سیارک می‌تواند تا ۳ تا ۵ برابر شتاب برخورد باشد، و به دست آوردن اندازه‌گیری‌های دقیق از تأثیرها، که به اصلاح مدل‌های چنین برخوردهایی کمک می‌کند، یکی از اهداف اصلی این مأموریت است.[۲۲]

مشاهده‌های صحنهٔ برخوردویرایش

 
مشاهدات صحنه برخورد تلسکوپ هابل، (سپتامبر ۲۶–۲۷): توضیح دو نگاره در کنار هم را ببینید.
 
دیمورفوس از دیدگاه جیمز وب (سپتامبر ۲۶–۲۷): توضیح دو نگاره در کنار هم را ببینید.

تلسکوپ فضایی هابل، تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصدخانه زمینی اتلس، دامنهٔ ستون مواد به بیرون پرتاب شده از برخورد دارت را شناسایی کردند. برآوردهای اولیه از تغییرات در دوره مدار دودویی در عرض یک هفته و نیز داده‌های منتشر شده توسط لیچیاکیوب مورد انتظار است.[۲۳] علم مأموریت دارت به نظارت دقیق زمینی بر مدار دیمورفوس در روزها و ماه‌های بعدی بستگی دارد. دیمورفوس برای تقریباً هر ناظری کوچکتر از آن است که بتواند مستقیماً آن را ببیند، اما هندسهٔ مداری آن به گونه‌ای است که در هر مدار یک بار از دیدیموس عبور می‌کند و نیمی از مدار بعد از پشت آن عبور می‌کند، بنابراین هر ناظری که بتواند سیستم دیدیموس را تشخیص دهد، سیستم دیدیموس را خواهد دید. با عبور دو بدنه کم نور می‌شود و دوباره روشن می‌شود. این برخورد برای لحظه ای برنامه‌ریزی شده بود که فاصله بین دیدیموس و زمین به حداقل رسیده‌است و به بسیاری از تلسکوپ‌ها اجازه می‌دهد تا از مکان‌های زیادی رصد کنند. این سیارک تا سال ۲۰۲۳ نزدیک به مخالف خواهد بود و در ارتفاعات آسمان شب قابل مشاهده خواهد بود.[۲۴] تشخیص تغییر در مدار دیمورفوس به دور دیدیموس توسط تلسکوپ‌های نوری انجام می‌شود که خسوف‌های متقابل این دو جسم را از طریق نورسنجی روی جفت دیمورفوس-دیدیموس تماشا می‌کنند.

چند سال بعد، یک شناسایی و ارزیابی دقیق توسط فضاپیمایی به نام هرا انجام خواهد شد که موافقت به انجام آن توسط ESA در نوامبر ۲۰۱۹ تأیید شد و قرار است در دسامبر ۲۰۲۶ به آنجا برسد.[۲۵]

 
مشاهدات ۴–۵ ساعته تلسکوپ هابل (چپ) و جیمز وب (راست) از دیمورفوس
توجه: این یک ستاره نیست، بلکه درخششی از بازتاب برخورد دیمورفوس است.

مأموریت پیگیریویرایش

در یک پروژه مشترک، آژانس فضایی اروپا در حال توسعه هرا است که فضاپیمایی است که در سال ۲۰۲۴ به سوی دیدیموس پرتاب خواهد شد[۲۶] و در سال ۲۰۲۷[۲۷] (۵ سال پس از برخورد دارت) به آن خواهد رسید، تا یک شناسایی و ارزیابی دقیق بر روی آن انجام دهد. هرا دو تاسواره میلانی CubeSats، و تاسواره جونتاس (Juventas) را با خود حمل خواهد کرد.[۲۶]

نگارخانهویرایش

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. Keeter, Bill (2022-09-07). "DART Sets Sights on Asteroid Target". NASA. Retrieved 2022-09-10.
  2. "SpaceX ready for first launch with NASA interplanetary mission". Spaceflight Now. 22 November 2021. Retrieved 24 November 2021.
  3. "DART Launch Moves to Secondary Window". NASA. 17 February 2021. Retrieved 24 November 2021.   This article incorporates text from this source, which is in the public domain.
  4. AIDA DART Home page at APL
  5. ۵٫۰ ۵٫۱ ۵٫۲ "Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA) study". Archived from the original on 7 June 2015.
  6. ۶٫۰ ۶٫۱ DART at Applied Physics Laboratory Johns Hopkins University
  7. "NASA - Deep Impact's Impactor". www.nasa.gov. Archived from the original on 23 June 2016.
  8. Richardson, James E.; Melosh, H. Jay; Lisse, Carey M.; Carcich, Brian (2007). "A ballistics analysis of the Deep Impact ejecta plume: Determining Comet Tempel 1's gravity, mass, and density". Icarus. 191 (2): 176–209. Bibcode:2007Icar..191S.176R. CiteSeerX 10.1.1.205.4928. doi:10.1016/j.icarus.2007.08.033.
  9. Schleicher, David G.; Barnes, Kate L.; Baugh, Nicole F. (2006). "Photometry and Imaging Results for Comet 9P/Tempel 1 and Deep Impact: Gas Production Rates, Postimpact Light Curves, and Ejecta Plume Morphology". The Astronomical Journal. 131 (2): 1130–1137. Bibcode:2006AJ....131.1130S. doi:10.1086/499301.
  10. A'Hearn, M. F.; Belton, M. J. S.; Delamere, W. A.; Kissel, J.; Klaasen, K. P.; McFadden, L. A.; Meech, K. J.; Melosh, H. J.; Schultz, P. H.; Sunshine, J. M.; Thomas, P. C.; Veverka, J.; Yeomans, D. K.; Baca, M. W.; Busko, I.; Crockett, C. J.; Collins, S. M.; Desnoyer, M.; Eberhardy, C. A.; Ernst, C. M.; Farnham, T. L.; Feaga, L.; Groussin, O.; Hampton, D.; Ipatov, S. I.; Li, J. -Y.; Lindler, D.; Lisse, C. M.; Mastrodemos, N.; Owen, W. M.; Richardson, J. E.; Wellnitz, D. D.; White, R. L. (14 October 2005). "Deep Impact: Excavating Comet Tempel 1". Science. 310 (5746): 258–264. doi:10.1126/science.1118923. PMID 16150978.
  11. "NASA – Deep Impact's Impactor". nasa.gov. Archived from the original on 23 June 2016.; Richardson, James E.; Melosh, H. Jay; Lisse, Carey M.; Carcich, Brian (2007). "A ballistics analysis of the Deep Impact ejecta plume: Determining Comet Tempel 1's gravity, mass, and density". Icarus. 191 (2): 176–209. Bibcode:2007Icar..191S.176R. CiteSeerX 10.1.1.205.4928. doi:10.1016/j.icarus.2007.08.033.; Schleicher, David G.; Barnes, Kate L.; Baugh, Nicole F. (2006). "Photometry and Imaging Results for Comet 9P/Tempel 1 and Deep Impact: Gas Production Rates, Postimpact Light Curves, and Ejecta Plume Morphology". The Astronomical Journal. 131 (2): 1130–1137. Bibcode:2006AJ....131.1130S. doi:10.1086/499301.; A'Hearn, M. F.; Belton, M. J. S.; Delamere, W. A.; Kissel, J.; Klaasen, K. P.; McFadden, L. A.; Meech, K. J.; Melosh, H. J.; Schultz, P. H.; Sunshine, J. M.; Thomas, P. C.; Veverka, J.; Yeomans, D. K.; Baca, M. W.; Busko, I.; Crockett, C. J.; Collins, S. M.; Desnoyer, M.; Eberhardy, C. A.; Ernst, C. M.; Farnham, T. L.; Feaga, L.; Groussin, O.; Hampton, D.; Ipatov, S. I.; Li, J. -Y.; Lindler, D.; Lisse, C. M.; Mastrodemos, N.; Owen, W. M.; Richardson, J. E.; Wellnitz, D. D.; White, R. L. (14 October 2005). "Deep Impact: Excavating Comet Tempel 1". Science. 310 (5746): 258–264. Bibcode:2005Sci...310..258A. doi:10.1126/science.1118923. PMID 16150978.
  12. Asteroid-deflection mission passes key development milestone 7 September 2018
  13. "NASA Awards Launch Services Contract for Asteroid Redirect Test Mission". NASA. 2019-04-12. Retrieved 12 April 2019.   This article incorporates text from this source, which is in the public domain.
  14. "Double Asteroid Redirection Test (DART)". NASA. 28 October 2021. Retrieved 5 November 2021.   This article incorporates text from this source, which is in the public domain.
  15. DART: Home page at APL بایگانی‌شده در ۲۰۱۸-۰۵-۱۰ توسط Wayback Machine DART Spacecraft APL 2017
  16. "Impactor Spacecraft". NASA. 2021. Retrieved 18 February 2021.   This article incorporates text from this source, which is in the public domain.
  17. Andone, Dakin (July 25, 2017). "NASA unveils plan to test asteroid defense technique". CNN. Retrieved July 25, 2017.
  18. Cheng, A.F.; Michel, P.; Reed, C.; Galvez, A.; Carnelli, I. (2012). DART: Double Asteroid Redirection Test (PDF). European Planetary Science Congress 2012. EPSC Abstracts.
  19. Course corrector Adam Hadhazy Aerospace America October 2017
  20. NASA Pushes Through With Asteroid Deflection Mission That Could One Day Save Earth The Inquisitr 5 July 2017
  21. WATCH: NASA Asteroid Redirection Test Media Briefing - Livestream (به انگلیسی), retrieved 2022-05-20
  22. Rivkin, Andrew S.; Chabot, Nancy L.; Stickle, Angela M.; Thomas, Cristina A.; Richardson, Derek C.; Barnouin, Olivier; Fahnestock, Eugene G.; Ernst, Carolyn M.; Cheng, Andrew F.; Chesley, Steven; Naidu, Shantanu (2021-08-25). "The Double Asteroid Redirection Test (DART): Planetary Defense Investigations and Requirements". The Planetary Science Journal. 2 (5): 173. Bibcode:2021PSJ.....2..173R. doi:10.3847/PSJ/ac063e. ISSN 2632-3338. S2CID 237301576.
  23. "DART: Asteroid – eoPortal Directory – Satellite Missions". directory.eoportal.org. Retrieved 24 November 2021.
  24. https://www.patreon.com/posts/dart-impact-on-72349462?utm_medium=social&utm_source=twitter&utm_campaign=postshare_creator
  25. Hera mission is approved as ESA receives biggest ever budget Kerry Hebden Room Space Journal 29 November 2019
  26. ۲۶٫۰ ۲۶٫۱ Bergin, Chris (7 January 2019). "Hera adds objectives to planetary defense test mission". NASASpaceflight.com. Retrieved 11 January 2019.
  27. The Juventas CubeSat in Support of ESA's Hera Mission to the Asteroid Didymos. Hannah R. Goldberg, Özgür Karatekin, Birgit Ritter, Alain Herique, Paolo Tortora, Claudiu Prioroc, Borja Garcia Gutierrez, Paolo Martino, Ian Carnelli. 33rd Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites.

پیوند به بیرونویرایش