Don Quijoten ja sen asteroidikohteen tietokoneanimaatio. Kuvan luotto: ESA. Klikkaa suurentaaksesi.
Asteroidiasiantuntijoiden suositusten perusteella ESA on valinnut kaksi kohdeasteroidia läheiseen Maahan kohdistuvaan tehtävään, Don Quijoteen.
Don Quijote on asteroideja ohjaava tehtävä, jota tutkitaan parhaillaan ESA: n Advanced Concepts Team (ACT) -ryhmässä. Aiemmin tänä vuonna NEO-operaation neuvoa-antava paneeli (NEOMAP), joka koostuu alan tunnetuista asiantuntijoista, toimitti ESA: lle kohdevalintaraportin Euroopan tuleville asteroidien lieventämisoperaatioille, yksilöimällä asianmukaiset kriteerit tavoitteen valinnalle ja kahden valinnalle esineitä, jotka täyttävät suurimman osan näistä kriteereistä. Asteroidit? väliaikaiset nimitykset ovat 2002 AT4 ja 1989 ML.
Tällä panoksella ja ESA: n samanaikaisen suunnittelun välineiden (CDF) asiantuntijoiden tuella Advanced Concepts -tiimi on nyt suorittanut laajan arvioinnin sopivista tehtäväarkkitehtuureista, käynnistysstrategioista, käyttövoimajärjestelmän vaihtoehdoista ja kokeista.
Nykyisessä skenaariossa suunnitellaan kahta avaruusalusta erillisiksi planeettojenvälisiksi suuntauksiksi. Yksi avaruusalus (Hidalgo) osuu asteroidiin, toinen (Sancho) saapuu aikaisemmin kohdeasteroidiin, tapaamiseen ja kiertää asteroidia useita kuukausia, tarkkailemalla sitä ennen iskua ja sen jälkeen havaitakseen muutokset kiertoradallaan.
Teollisuuden opinnot alkavat nyt; Eurooppalaisten asiantuntijoiden tehtävänä on ehdottaa vaihtoehtoisia ratkaisuja edullisten NEO-esiasteiden suunnittelulle. Tämä on ensimmäinen askel kohti keinon kehittämistä asteroidivaikutusten torjumiseksi? yksi harvoista luonnonkatastrofeista, joita tekniikkamme voi estää.
Lähellä neiti?
Vaikka maailman silmät olivat viime jouluna Aasian tsunamissa, yksi ryhmä tutkijoita tarkkaili levottomasti toista mahdollista luonnonkatastrofia? asteroidi-iskun uhka.
19. joulukuuta 2004 MN4, noin 400 metrin asteroidi, kadonnut löytöstään kuusi kuukautta aikaisemmin, havaittiin uudelleen ja sen kiertorata laskettiin. Heti kävi selväksi, että mahdollisuudet saada maapallon läheisen kohtaamisen aikana vuonna 2029 olivat epätavallisen suuret. Päivien kuluessa todennäköisyys ei vähentynyt ja asteroidi tuli pahamaineiseksi ylittäessään kaikki aiemmat ennätysmäärät Torinon ja Palermon iskusriskiasteikkoissa - asteikot, jotka mittaavat asteroidi-iskun riskin aivan kuten Richterin asteikko ilmaisee maanjäristyksen koon.
Vasta kun aiemmat havainnot esineestä on löydetty ja tarkempi rata laskettu, kävi selväksi, että se ei vaikuta maahan? Ainakin ei vuonna 2029. Myöhemmissä päivämäärissä tapahtuvia vaikutuksia ei tosin ole poistettu kokonaan. On äärimmäisen vaikeaa kertoa mitä tapahtuu, ellemme löydä parempaa tapaa seurata tätä tai muita NEO: ita ja tarvittaessa ryhtyä toimiin niiden torjumiseksi.
Useimmat maailman asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että tämä kyky on nyt saatavissa. ESAn Don Quijote -tyyppinen operaatio voisi tarjota keinon arvioida uhkaavaa NEO: ta ja ryhtyä konkreettisiin toimiin sen ohjaamiseksi pois maapallosta.
Mutta jokainen hyvä esitys tarvitsee harjoittelua, ja jotta voisimme olla valmiita tällaiseen uhkaan, meidän tulisi ensin kokeilla laitteistoamme vaarattomalla asteroidilla. Don Quijote olisi ensimmäinen tehtävä yrittää tällainen yritys. Iso kysymys oli: mikä asteroidi ja millaisen sen pitäisi olla?
Etsitkö täydellistä tavoitetta
NEO-populaatio sisältää hämmentävän monenlaisia kohteita, ja päättäminen, mitkä fysikaaliset parametrit ovat olennaisimpia lieventämisnäkökohtien kannalta, ei ole triviaalia. Mutta NEOMAP-asiantuntijat ottivat haasteen vastaan ja antoivat helmikuussa 2005 ESA: lle suosituksensa ESA: n taipumaharjoituksen asteroidivalintakriteereistä.
Ihmiset saattavat ihmetellä, onko Don Quijotelle suunnitellun kaltaisen taipumatestin tekeminen riski planeetallemme. Entä jos asiat menee pieleen? Voisimmeko luoda ongelman sen sijaan, että oppisimme välttämään ongelman?
Asiantuntijat maailmanlaajuisesti sanovat, että vastaus on kieltävä. Jopa raskaan avaruusaluksen erittäin dramaattinen vaikutus pieneen asteroidiin johtaisi vain objektin kiertoradan pieniin muutoksiin. Itse asiassa muutos olisi niin pieni, että Don Quijote -operaatio vaatii kaksi avaruusalusta? yksi toisen seuraamiseksi. Toinen avaruusalus mittaa objektin kiertoparametrien hienovaraista variaatiota, jota ei havaittaisi maan päältä.
Kohdeobjektit voidaan myös valita siten, että kaikki mahdolliset huolet vältetään kokonaan tutkimalla, miten asteroidin ja maan kiertoratojen välinen etäisyys muuttuu ajan myötä. Jos kohdeasteroidi ei ole "Maan ylittäjä", kuten tapahtuu NEO: n tapauksessa? luokan (joiden kiertoradat ovat perihelion etäisyydellä selvästi yli 1 AU), taipumavaiheen testaaminen ei ole riski maapallolle.
Muut tavoiteasteroidin kiertorataan liittyvät näkökohdat ovat myös tärkeitä, etenkin kiertonopeuden muutos, jota avaruusalus tarvitsee tarttuakseen? Kohde-asteroidin kanssa? ns. delta V ?. Tämän tulisi olla riittävän pieni minimoidakseen tarvittava määrä avaruusaluksen ponneaineita ja mahdollistamaan halvempien kantorakettien käytön, mutta riittävän korkea, jotta samaa avaruusalusta voidaan käyttää useiden mahdollisten kohteiden kanssa.
Navigointi- ja taipumamittausvaatimukset asettavat joitain suuria rajoituksia kohteen valinnalle. Muoto, tiheys ja koko ovat kaikki tärkeitä tekijöitä, mutta ne tunnetaan usein heikosti. Asteroidia kiertävän avaruusaluksen on tiedettävä kohteen gravitaatiokenttää navigoidakseen. Iskulaitteen avaruusalus? hänen on tunnettava massakeskuksen sijainti määritelläkseen kohta, johon se pyrkii.
Asteroideja on kaikenlaisia makuja, mutta koostumuksen suhteen kaksi päätyyppiä hallitsevat. Silti alkeelliset tietomme erityyppisten asteroidien runsaudesta maanläheisessä asteroidipopulaatiossa osoittavat, että seuraava vaarallinen asteroidi on todennäköisemmin "C-tyyppi", kuin "S-tyyppi". C-tyypeillä on tummat pinnat hiilipitoisella spektrin allekirjoituksella, kun taas S-tyypeillä on kirkkaammat pinnat, niiden spektrit vastaavat läheisesti silikaattien spektriä. Kohde-asteroidin pintaominaisuudet ja erityisesti sen heijastaman valon prosenttimäärä ovat kriittinen tekijä iskulaitteen avaruusaluksen navigoinnin viimeisessä vaiheessa. Mitä kirkkaampi se näyttää, sitä helpompaa on pyrkiä. Harjoituksen aikana tavoitteen ei kuitenkaan pitäisi olla liian helppoa.
ESA on valinnut asteroidit 2002 AT4 ja (10302) 1989 ML operaation kohteiksi, koska ne edustavat parasta kompromissia kaikkien (joskus ristiriitaisten) valintaperusteiden joukossa. Päätös siitä, kummasta näistä tulee sekä Sanchon että Hidalgon avaruusalusten lopullinen määränpää, tehdään vuonna 2007.
Don Quijote? ritari harhailee taas
Don Quijote -operaation sisäisten tutkimusten vaihe on nyt ohitse, ja avaruusteollisuuden on aika ehdottaa sopivia suunnitteluratkaisuja. ESA on esittänyt avoimen kutsun eurooppalaisille avaruusyrityksille ehdotusten esittämiseksi mahdollisista malleista. Lupaavimpien valinta tapahtuu vuoden loppua kohti. Vuoden 2006 alussa kahden ryhmän tulisi aloittaa tulkinnat tämän teknologian esittelyoperaatiosta. Vuotta myöhemmin, kun tulokset ovat saatavilla, ESA valitsee toteutettavan lopullisen suunnittelun, ja sitten Don Quijote on valmis ottamaan asteroidin!
Lisämerkinnät
Don Quijote on NEO-taipumatesti, joka perustuu täysin perinteisiin avaruusalustekniikoihin. Se koostuisi kahdesta avaruusaluksesta - yksi niistä (Hidalgo), joka iskee asteroidiin erittäin suurella suhteellisella nopeudella, kun taas toinen (Sancho) saapuisi aikaisemmin samaan asteroidiin ja pysyisi sen läheisyydessä ennen iskua ja sen jälkeen mittaamaan variaatiota asteroidin? kiertoradan parametrit, samoin kuin kohteen tutkimiseksi.
Asteroid 2004 MN: lle on nyt annettu virallinen nimi, (99942) Apophis. Viimeaikaiset havainnot, joissa Doppler-tutkaa on käytetty Arecibo-radioteleskoopilla Puerto Ricossa, ovat vähentäneet tulevien kohtaamisten todennäköisyydet hyvin pienille tasoille, vaikka ne eivät ole täysin sulkeneet pois maapallon vaikutusta. Vuonna 2029 asteroidilla on läheisin lähestymistapa, mitä koskaan on nähty tämän kokoiselle esineelle, joka heilahtelee maan päällä noin 32 000 kilometrin etäisyydellä. Sen etenemissuunta on hyvin geosynkronisella kiertoradalla, jota useimmat tietoliikenne- ja sääsatelliitit käyttävät, ja esine on näkyvissä paljain silmin. Tutkan lisämittauksia odotetaan vuonna 2013.
Alkuperäinen lähde: ESA-lehdistötiedote
