Космические миссии, направленные на изменение траектории астероидов для защиты Земли, способны вызвать неожиданные и потенциально опасные последствия, если не будут реализованы с максимальной точностью. Новое исследование, представленное на совместном совещании EPSC-DPS2025 в Хельсинки, указывает на то, что некачественное планирование может привести к тому, что астероид будет направлен в так называемую «гравитационную замочную скважину», после чего он, как бумеранг, может вернуться на курс столкновения с нашей планетой в будущем.
Основная задача таких миссий – применить с помощью специального устройства воздействие на космический объект, представляющий потенциальную угрозу, и изменить его траекторию, предотвратив столкновение. Тем не менее, все больше исследователей начинают анализировать долгосрочные последствия даже удачных операций, поскольку они способны привести к непредвиденным и рискованным результатам.
«При корректировке траектории астероида с помощью космической миссии необходимо удостовериться, что он не изменит свое положение и не направится в область, представляющую потенциальную опасность. В противном случае, угроза столкновения с Землей сохранится », — отметила Рахил Макадия, научный сотрудник программы NASA Space Technology Graduate Research Opportunities при Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне, которая представила результаты на совещании.
В сентябре 2022 года NASA провело первую успешную миссию по изменению траектории астероида в рамках эксперимента DART (Double Asteroid Redirection Test). Специалисты агентства отправили космический аппарат для перехвата небольшого астероида Диморф, обращающегося вокруг более крупного астероида Дидим. Задача аппарата состояла в том, чтобы, столкнувшись с астероидом, изменить его орбиту, продемонстрировав возможность отклонения астероидов с их первоначального пути.
Европейское космическое агентство планирует запуск миссии Hera в декабре 2026 года, которая станет продолжением миссии DART. Вместо повторного столкновения, Hera будет направлена к Дидиму и Диморфу для детального анализа последствий предыдущего удара, что позволит предоставить инженерам более достоверные данные.
У NASA не было серьезных оснований для беспокойства о неожиданных результатах миссии DART. Астероид Диморф, вращающийся вокруг Дидимы, вряд ли мог самостоятельно покинуть свою орбиту, а Дидим был слишком массивен, чтобы DART мог случайно повлиять на его траекторию. Однако, астероид, движущийся вокруг Солнца и находящийся на пути столкновения с Землей, может быть легко отклонен гравитационным воздействием обратно на траекторию прямого столкновения.
Эффект гравитационной замочной скважины проявляется, когда гравитационное поле планеты воздействует на небольшую область пространства, оказывая влияние на траекторию астероида и потенциально направляя его на столкновение с планетой. Если будущая миссия, подобная DART, но предназначенная для перехвата реальной угрозы, изменит орбиту астероида, проведя его через такую гравитационную аномалию, опасность может вернуться на следующем обороте, не будучи устранена окончательно. При планировании будущих миссий необходимо будет учитывать этот фактор, определяя такую точку на поверхности астероида, удар в которую с наименьшей вероятностью приведет к тому, что объект пройдет через гравитационную замочную скважину.
«При прохождении астероида через один из указанных проходов, его дальнейшее движение по Солнечной системе определит траекторию, которая может привести к столкновению с Землей в будущем », — пояснил Макадия.
Учитывая эффект замочной скважины, точность станет важнейшим параметром при планировании будущих миссий по изменению траектории. Каждая точка на поверхности астероида характеризуется своей уникальной вероятностью направления объекта через замочную скважину. К счастью, специалисты миссии Макадия не только выявили эту проблему, но и создали способ расчета вероятных траекторий для различных точек кинетического воздействия на поверхность астероида.
Ученые применили данные, полученные в ходе миссии DART, для создания собственной технологии картирования, однако предостерегают, что из-за различий в параметрах другие астероиды могут демонстрировать несколько иные показатели. На формирование результатов будут влиять такие факторы, как форма, вращение, масса и рельеф поверхности, поэтому для составления достоверных прогнозов их требуется учитывать.
Прежде всего, желательно отправить разведывательный аппарат к потенциально опасный астероид для получения исчерпывающих и точных данных. Однако, это может быть невозможно, если угроза не будет обнаружена достаточно рано. В противном случае, наземные наблюдения способны предоставить необходимую точность для определения наиболее и наименее безопасных мест столкновения.
«Используя эти карты вероятностей, можно отклонять астероиды, не позволяя им вновь приблизиться к Земле, что обеспечит долгосрочную защиту нашей планеты », — заключил Макадия.