Euroopan avaruusjärjestön tilaaman, pelastamaan maata -harjoitteluoperaation Don Quijote suunnittelee testaavan todellisen elämän tai kuoleman operaation mahdollisuudet siirtää joukkoon sukupuuttoa aiheuttava asteroidi törmäyskurssista maan kanssa.
Tällä hetkellä konseptin vaiheessa Don Quijote lähellä maan asteroidien vaikutuksia lieventävää operaatiota - on mallinnettu ehdotetuksi lennolle joko 2002 AT4: een tai 1989 ML: ään, jotka molemmat ovat maanläheisiä asteroideja, vaikka kumpikaan ei edusta ilmeistä törmäysvaaraa. Myöhemmissä tutkimuksissa on kuitenkin ehdotettu, että Amor 2003 SM84 tai jopa 99942 Apophis voivat olla sopivampia kohteita. Loppujen lopuksi 99942 Apophisilla on vähäinen (yksi 250 000: sta) riski maapallon vaikutuksista vuonna 2036.
Mistä tahansa tavoitteesta riippumatta, ehdotetaan kahden avaruusaluksen kaksoislaskua - iskulaitetta nimeltä Hidalgo (otsikko Cervantes antoi alkuperäiselle Don Quixotelle) ja orbiteria nimeltä Sancho (joka oli Donin uskollinen seuralainen).
Vaikka iskulaitteen rooli on itsestään selvä, Orbiterilla on keskeinen rooli vaikutuksen tulkinnassa - ajatuksena on kerätä vaikutuksen vauhtia ja etenemissuunnan muutostietoja, jotka antaisivat tiedon tuleville operaatioille, joissa maapallon kohtalo voi todella olla vaakalaudalla. .
Vauhdin siirtymisaste Impactorista asteroidiin riippuu Impactorin massasta (hieman yli 500 kilogrammaa) ja nopeudesta (noin 10 km sekunnissa), samoin kuin asteroidin koostumuksesta ja tiheydestä. Suurin vauhdin muutos saavutetaan, jos isku heittää ejektan, joka saavuttaa poistumisnopeuden. Jos sen sijaan iskulaite vain hautaa itsensä asteroidiin, ei saavuteta niin paljon, koska sen massa on huomattavasti pienempi kuin minkään massan sammumista aiheuttavan asteroidin. Esimerkiksi esine, joka loi Chicxulub-kraatterin ja pyyhki pois dinosaurukset (kyllä, hyvin - paitsi lintuja) uskotaan olevan halkaisijaltaan 10 kilometriä.
Joten ennen iskua, auttaakseen tulevaa kohdistamista ja vaadittuja iskunopeuden laskelmia, Orbiter tekee yksityiskohtaisen analyysin kohdeasteroidin kokonaismassasta ja sen pinnan lähellä olevasta tiheydestä ja rakeisuudesta. Sitten iskun jälkeen Orbiter arvioi törmäyskuorman nopeuden ja jakauman vaikutuskameransa kautta.
Iskun vaikutuksesta saavutetun taipuman asteen tarkka mittaus on kuitenkin merkittävä haaste operaatiolle. Tarvitsemme paljon parempia tietoja kohdeasteroidin massasta ja nopeudesta kuin mitä voimme saada maasta. Joten, Orbiter tekee sarjan lentosuunnitelmia ja menee sitten kiertoradalle asteroidin ympärillä arvioidakseen, kuinka paljon asteroidiin vaikuttaa avaruusaluksen läheisyys.
Orbiterin etäisyys asteroidista saadaan tarkkaan määrittämällä sen laserkorkeusmittari, kun taas radiotieteellinen kokeilu määrittää tarkasti Orbiterin sijainnin (ja siten asteroidin sijainnin) suhteessa maahan.
Sen jälkeen kun Orbiter on määritetty vertailupisteeksi, iskulaitteen törmäyksen vaikutusta arvioidaan. Merkittävä sekava tekijä on kuitenkin Yarkovsky-ilmiö - asteroidin auringonlämmön vaikutus, joka indusoi lämpöfotonien säteilyä ja tuottaa siten pienen määrän työntövoimaa. Yarkovsky-efekti työntää asteroidin kiertorata luonnollisesti ulospäin, jos sillä on ohjelmaluoppi (kiertoradan suuntaan) - tai sisäänpäin, jos siinä on taaksepäin pyörii. Täten Orbiter tarvitsee myös termisen infrapunaspektrometrin, jotta Yarkovsky-efekti voidaan erottaa iskun vaikutuksesta.
Ja tietysti, kun otetaan huomioon Orbiterin merkitys vertailupisteenä, myös auringonsäteilyn vaikutus siihen on mitattava. Meidän on todellakin myös otettava huomioon, että tämä vaikutus muuttuu, kun uuden kiiltävän uuden avaruusaluksen heijastavat pinnat menettävät kiiltansa. Hyvin heijastavat pinnat lähettävät säteilyä melkein välittömästi energiatasoilla (ts. Suurella vauhdilla), jotka vastaavat melkein tulevaa säteilyä. Matalat albedopinnat voivat kuitenkin vapauttaa vain pienemmän energian (ts. Alhaisemman vauhdin) lämpöäteilyä - ja tekevät sen hitaammin.
Toisin sanoen peilipinta tekee paljon paremman aurinkopurjeen kuin musta pinta.
Joten pähkinänkuoressa, Don Quijote -sovelluksen vaikutusten lieventämisoperaatio vaatii iskulaitteen, jolla on kohdistuskamera - ja kiertoradan, jossa on vaikutuskamera, laser-korkeusmittari, radiotieteellinen koe ja terminen infrapunaspektrometri - ja sinun tulisi muistaa mitata auringonsäteilypaineen vaikutus avaruusalukseen operaation varhaisessa vaiheessa, kun se on kiiltävä - ja myöhemmin, kun se ei ole.
Lisätietoja: Wolters et al. Mittausvaatimukset maanpäällisen asteroidin vaikutuksen lieventämisen demonstrointitehtävälle.
