سیارک دیمورفوس یک سنگ فضایی کوچک است که به دور یک همدم بزرگ‌تر می‌گردد. این سیارک زمانی مورد توجه قرار گرفت که ناسا به بررسی روش‌هایی برای تغییر مسیر آن در صورت تهدید احتمالی زمین پرداخت.
آزمایش تغییر مسیر دوگانه سیارک (DART)
در تاریخ ۲۶ سپتامبر ۲۰۲۲، مأموریت آزمایش تغییر مسیر دوگانه سیارک (DART) با برخورد به دیمورفوس، تلاشی حیاتی برای بررسی امکان تغییر مسیر یک تهدید احتمالی انجام داد. موفقیت این مأموریت، بینشی در مورد استراتژی‌هایی ارائه داد که می‌توانند برای جلوگیری از خطرات آینده به کار روند.
اخیراً دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک میلان و مؤسسه فناوری جورجیا نتایج این مأموریت را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار داده‌اند. یافته‌های آن‌ها در دو مقاله منتشر شده است؛ یکی به سرپرستی پروفسور فابیو فراری و دیگری تحت هدایت پروفسور ماتوشی هیربایاشی.
آزمایش انحراف سیارک ناسا
این آزمایش نمونه‌ای از انحراف جنبشی بود، روشی که از یک برخورد پرسرعت برای تغییر مسیر سیارک استفاده می‌کند. دانشمندان بررسی کردند که چگونه انتقال تکانه هنگام برخورد یک فضاپیما با یک هدف رخ می‌دهد.
برخورد باعث پرتاب ابرهایی از مواد پرتاب‌شده (ejecta) شد که بقایای پراکنده‌ای در فضا برجای گذاشت. محققان توانستند شکل‌گیری این مواد پرتاب‌شده را به کمک تلسکوپ فضایی هابل مشاهده کنند.
پروفسور فراری در این مورد گفت:
“ما از تصاویر تلسکوپ فضایی هابل و شبیه‌سازی‌های عددی برای بررسی مکانیزم قابل قبولی از تکامل مواد پرتاب‌شده استفاده کردیم و با موفقیت جرم، سرعت و اندازه ذرات پرتاب‌شده را تخمین زدیم.”
وی همچنین افزود:
“ما همچنین تعاملات پیچیده این ذرات را با سامانه سیارکی و فشار تابش خورشیدی، یعنی تأثیر نور خورشید بر ذرات پرتاب‌شده، شناسایی کردیم.”
تأثیر شکل سیارک بر انحراف مسیر
سطوح منحنی سیارک‌ها می‌توانند تکانه را در جهت‌های مختلف هدایت کنند. این امر ممکن است اثر فشار ناشی از برخورد را کاهش داده و موجب شود که بخشی از سرعت یا چرخش سیارک دست‌نخورده باقی بماند.
بررسی‌ها نشان داد که انحنای سطح دیمورفوس می‌توانسته باعث تغییر الگوی پراکندگی مواد پرتاب‌شده شود. در صورتی که سطح سیارک صاف نباشد، بقایا به شکلی غیرمنتظره پراکنده خواهند شد.
پروفسور هیربایاشی توضیح داد:
“اگر برخورد شدید باشد، مواد بیشتری از سطح پرتاب می‌شوند اما بیشتر تحت تأثیر شیب‌های سطح قرار می‌گیرند. این فرایند باعث می‌شود که مواد پرتاب‌شده از مسیر ایده‌آل منحرف شوند و میزان فشار وارد شده به سیارک کاهش یابد.”
دانشمندان تلاش می‌کنند تا نحوه تعامل شکل، ساختار و چرخش سیارک را دقیق‌تر ارزیابی کنند. هرگونه محاسبه نادرست می‌تواند منجر به انحرافی شود که کمتر از مقدار موردنظر باشد.
استراتژی‌هایی برای مقابله با اجرام نزدیک به زمین
محققان ایده استفاده از چندین برخوردکننده با انرژی کمتر را بررسی کرده‌اند، به‌ویژه برای سیارک‌های نزدیک به زمین که دارای اشکال نامنظم هستند. این روش می‌تواند احتمال موفقیت را افزایش دهد، زیرا اگر یکی از برخوردها نقطه ایده‌آل را از دست بدهد، برخوردهای دیگر اثر مطلوب را ایجاد خواهند کرد.
دانشمندان تأکید دارند که برخوردهای فوق‌العاده سریع (هایپرسونیک) ممکن است بر روی یک سنگ نامنظم به شکلی متفاوت از یک سطح صاف عمل کنند. این تفاوت می‌تواند کارایی یک برخورد پرقدرت را کاهش دهد.
هر مأموریت نیاز به آمادگی دقیق دارد، از جمله شناسایی دقیق محل برخورد برای تعیین بهترین زاویه و زمان برای تغییر مسیر سیارک.
محافظت از زمین در برابر برخورد سیارک‌ها
برخی از دانشمندان معتقدند که این روش‌ها می‌توانند در مورد سایر اجرام کیهانی نیز به کار روند. آن‌ها تأکید دارند که اطلاعات دقیق درباره شکل و ترکیب سیارک‌ها می‌تواند به طراحی یک سیستم دفاعی کارآمدتر کمک کند.
برخوردهای سیارکی بخشی از چرخه طبیعی فضا هستند و از زمان شکل‌گیری جهان تاکنون رخ داده‌اند. دهانه‌های برخوردی قدیمی روی زمین و ماه شواهدی از برخوردهای بسیار بزرگ گذشته هستند که ممکن است در آینده نیز رخ دهند.
با این حال، کارشناسان هشدار می‌دهند که یک برخورد عظیم ممکن است همیشه نتیجه مطلوب را نداشته باشد. اگر شکل یک سیارک غیرقابل پیش‌بینی باشد، تکیه بر یک ضربه قدرتمند می‌تواند ریسک‌های خاص خود را به همراه داشته باشد.
پروفسور هیربایاشی گفت:
“ارسال چندین برخوردکننده کوچک‌تر نه‌تنها فشار بیشتری به سیارک وارد می‌کند، بلکه هزینه عملیاتی را کاهش داده و انعطاف‌پذیری تاکتیکی برای تغییر مسیر را افزایش می‌دهد.”
آزمایش‌های دقیق و ارزیابی‌های علمی ضروری هستند پیش از آنکه چنین راهکارهایی به‌صورت عملی مورد استفاده قرار گیرند.
درس‌هایی از دیمورفوس
کارشناسان تأکید دارند که مطالعه دقیق اجرام کوچک از نزدیک اهمیت زیادی دارد. فضاپیماهای آینده احتمالاً قبل از انجام هرگونه انحراف، اطلاعاتی درباره توپوگرافی و ساختار داخلی سیارک‌ها جمع‌آوری خواهند کرد.
نتایج به‌دست‌آمده از دیمورفوس، راهنمایی برای برنامه‌ریزی راه‌حل‌های جدید خواهد بود. این یافته‌ها ممکن است تعیین‌کننده واکنش ما به تهدیدهای کیهانی غیرمنتظره در آینده باشند.
محققان همچنان در حال بررسی داده‌های مأموریت ناسا هستند. هدف آن‌ها این است که زمین برنامه‌ای مشخص برای دفاع در برابر هرگونه تهدید احتمالی داشته باشد.
این مطالعات در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.
