Коротко

Коли 24 листопада 2021 року космічний зонд NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) розпочне першу в світі місію для зміни напрямку руху астероїда, мережа Estrack (European Space Tracking network — Європейська мережа космічного стеження) відіграватиме важливу роль — знайти, відстежувати та підтримувати зв’язок з космічним апаратом, коли він віддалятиметься від Землі, прямуючи до своєї цілі, 170-метрового астероїда Діморфос.

Докладніше

Діморфос, довжина якого становить приблизно одне з половиною футбольне поле, нині перебуває на відстані майже 500 мільйонів кілометрів від Землі. Обертаючись навколо Сонця, він то наближається до орбіти Землі, то виходить за межі орбіти Марса. Це небесне тіло є компонентом подвійної астероїдної системи, що існує завдяки силі тяжіння. Другий її компонент —  майже уп’ятеро більший астероїд Дідимос.

Схема місії DART (зіткнення космічного зонда з астероїдом Діморфосом — його на схемі позначено як Didymos В). Фото з сайту www.esa.int.

Обидва космічні об’єкти не становлять загрози для Землі. Коли DART вдарить по Діморфосу в 2022 році, орбіта астероїда заледве зміниться, але на його поверхні утвориться кратер.

Дані експерименту DART, частково отримані за допомогою наступної місії ЄКА Hera («Гера»), допоможуть міжнародній групі науковців зрозуміти, як цей метод «кінетичного ударника» (kinetic impactor) можна буде застосувати у випадку, якщо великий астероїд коли-небудь буде виявлено на шляху зіткнення із Землею. Протягом усієї місії DART мережа ESA Estrack відіграватиме важливу роль.

Почути перші сигнали від DART

Космічний зонд DART важить 620 кг, що дорівнює масі бурого ведмедя, і має діаметр близько 19 метрів (разом із сонячними панелями). Його запустять за допомогою ракети-носія SpaceX Falcon 9 з бази ВПС Ванденберг у Каліфорнії та виведуть на «траєкторію втечі від Землі».

Після старту, коли DART підніматиметься в небо, а Земля під ним обертатиметься, космічний апарат рухатиметься над нею унікальним шляхом. Пройшовши спочатку вниз вздовж західного узбережжя Південної Америки, а потім на схід через Атлантику, він нарешті з’явиться над горизонтом в Австралії.

Нещодавно введена в дію нова антена діаметром 4,5 м розширює можливості станції стеження ЄКА New Norcia (Нью Норсія) в Західній Австралії. Ця станція реєструє перші сигнали з нещодавно запущених космічних апаратів. Фото з сайту www.esa.int.

Приблизно через 60 хвилин після запуску космічний зонд відокремиться від пускової установки. Після цього увімкнеться його транспондер (приймально-передавальний пристрій) і 4,5-метрова антена ЄКА в Нью Норсія (Західна Австралія) вловить його перші «слова», тобто отримає сигнал.

Ця менша, рухливіша радіотарілка спеціально розроблена для таких завдань. Завдяки «широкому променю» (діаграмі направленості радіоантени) вона має ширше поле зору, ніж сусідня 35-метрова антена, а також можливість швидко змінювати кут нахилу й наводитися на ціль, тобто на об’єкти, що швидко рухаються в небі.

Австралійська наземна станція ЄКА, яка має зловити перші «слова» від космічного апарата DART. Фото з сайту www.esa.int.

Ця властивість — життєво важлива, бо антені потрібно буде знайти DART, коли він з’явиться над горизонтом, і допомагати підтримувати зв’язок з ним, коли зонд відправиться в міжпланетний простір.

Дані від DART, або «телеметрія», сповістять NASA про самопочуття космічного апарата після запуску, зокрема про стан його послідовного розгортання в автоматичному режимі, і дозволять NASA отримати життєво важливий зв’язок для надсилання команд на космічний зонд, якщо це буде потрібно.

Ризикована мандрівка

Фаза круїзу DART триватиме близько 11 місяців, аж поки в жовтні 2022 року він дістанеться до Діморфоса й зіткнеться з астероїдом на швидкості 6,6 кілометрів на секунду. Протягом цього періоду місію супроводжуватимуть додаткові наземні станції стеження ЄКА.

«Велике залізо» ЄКА — 35-метрова антена в Маларґуе (Аргентина) разом із майже ідентичною антеною в Нью Норсія — допоможе виконувати життєво важливі вимірювання «Delta-DOR», надточний метод навігації, що дає змогу операторам місії знати розташування космічних апаратів на відстані сотень мільйонів кілометрів від Землі з точністю до кількох сотень метрів.

Станція стеження за космічним простором ЄКА в Маларґуе (Аргентина). Фото з сайту www.esa.int.

Останні дні DART

Останні десять днів перед зіткненням у 2022 році є надкритичними. Коли Діморфос з’явиться в полі зору космічного зонда, то важливі, неперервні кадри зближення, зіткнення та потоку речовини від удару, буде передавати на Землю зонд LICIACube — невеликий (розміром з руки) кубсат від Італійського космічного агентства, який відєднається від DART перед зіткненням.

На цій фазі місії за космічним зондом треба спостерігати 24 години на добу, чого Мережа далекого космічного зв’язку (Deep Space Network) NASA не може забезпечити самостійно через геометрію траєкторії космічного апарата. Станція ЄКА Маларґуе допоможе заповнити прогалини видимості DSN, забезпечуючи радіозв’язок з DART щомиті до моменту удару.

Далі йтиме «Гера»

Після удару з метою зміни орбіти місія ЄКА «Гера» відправиться в подвійну систему Дідімоса в листопаді 2024 року, а наприкінці 2026 р. розпочне докладне «розслідування місця події».

За допомогою свого лазерного висотоміра «Гера» виконає сканування поверхні Діморфоса. Фото з сайту www.esa.int.

Зібравши дані з близької відстані, «Гера» допоможе перетворити масштабний ударний експеримент DART у добре зрозумілу і повторювану техніку зміни орбіти небесного тіла, готову до застосування, якщо коли-небудь буде помічено астероїд, що летить прямо на Землю.

За інф. з сайту www.esa.int