ESA để thu nhận ánh sáng từ chùm tia mới của tiểu hành tinh bị lệch hướng

Trong vài năm qua, các nhà thiên văn học đã rất bận rộn với việc quan sát một cặp tiểu hành tinh có lực hấp dẫn, cùng quay quanh Mặt trời, để có được dữ liệu chính xác về quỹ đạo của chúng. Dimorphos là ‘mặt trăng’ nhỏ hơn của hệ nhị phân, nó quay quanh tiểu hành tinh trung tâm, lớn hơn, Didymos.

Khi DART tác động đến Dimorphos, nó dự kiến ​​sẽ làm thay đổi một chút quỹ đạo của mặt trăng tiểu hành tinh xung quanh Didymos. Để tính toán quỹ đạo của mặt trăng bị thay đổi bao nhiêu theo thời gian, chúng ta sẽ đo ‘đường cong ánh sáng’ của nó bằng cách quan sát ánh sáng mặt trời phản chiếu bằng kính thiên văn trên mặt đất và tính toán sự thay đổi trong chu kỳ quỹ đạo của hệ hai tiểu hành tinh. Vệ tinh trong quỹ đạo, bao gồm Hubble và kính viễn vọng không gian James Webb cũng sẽ tham gia nỗ lực này.

Nhiều kính thiên văn trên mặt đất tham gia chiến dịch quan sát đường cong ánh sáng sẽ không có được cái nhìn trực tiếp về thời điểm va chạm, vì vị trí của Didymos trong mối quan hệ với Trái đất vào thời điểm đó. Trung tâm Điều phối Vật thể Gần Trái đất của ESA (NEOCC) sẽ quan sát bầu trời khi DART tấn công và một lượng vật chất dự kiến ​​sẽ được đẩy ra khỏi tiểu hành tinh bị đánh cắp.

Nghiên cứu những khoảnh khắc đầu tiên của chùm bụi này sẽ giúp chúng ta hiểu thêm về tác động của DART, tiết lộ khối lượng được đẩy ra và kết quả là khối đá không gian có kích thước bằng đấu trường đã nhận được bao nhiêu.

Những gì chúng ta mong đợi để xem?

Đừng mong đợi một video chi tiết từng cảnh của ‘sự bùng nổ’. LICIACube sẽ quan sát chùm lông chỉ vài phút sau khi va chạm, thực hiện cú bay gần 55 km từ bề mặt tiểu hành tinh. Những gì chúng ta sẽ thấy bằng kính thiên văn trên mặt đất là một chấm trên bầu trời đột ngột tăng độ sáng.

Những hình ảnh được mong đợi, về một đốm sáng nằm giữa các ngôi sao, là bánh và bơ của nghiên cứu thiên văn – chúng sẽ tiết lộ rất nhiều điều.

Dora Föhring, Nhà thiên văn học tại Trung tâm Điều phối Vật thể Gần Trái đất của ESA, giải thích: “Càng nhiều vật chất phóng ra từ tiểu hành tinh, thì lượng vật chất có sẵn để phản chiếu ánh sáng mặt trời càng lớn và do đó, nó sẽ tăng độ sáng trên bầu trời nhiều hơn.

“Đây là lần đầu tiên một thứ như thế này được thử nghiệm, thật khó để dự đoán lượng vật chất sẽ được giải phóng khi va chạm. Các ước tính hiện tại cho thấy nó sẽ tăng độ sáng lên khoảng một độ, nhưng trong các tình huống khắc nghiệt nhất, độ sáng có thể lên tới 4 độ. “

Thời điểm quan trọng về thời gian khi chùm tia được tạo ra dự kiến ​​sẽ diễn ra khá đột ngột, khi tiểu hành tinh nằm ngay trên kính thiên văn có sẵn của ESA. Điều này làm tăng thêm sự phức tạp của các quan sát – bởi vì các nhà thiên văn học không biết tiểu hành tinh sẽ tăng độ sáng lên bao nhiêu, nên rất khó để hiệu chỉnh các thiết bị của họ.

“Các mô hình dự đoán toàn bộ sự kiện này sẽ diễn ra trong hai phút và điều quan trọng là chúng tôi nắm bắt được nó vì các đặc tính của chính khoảnh khắc va chạm sẽ cung cấp cho chúng tôi thông tin về toàn bộ tác động động học”, Dora giải thích.

“Chúng tôi muốn tiếp cận một sự kiện quan trọng về thời gian như vậy với một kế hoạch rõ ràng và đảm bảo rằng tất cả các hệ thống của chúng tôi đã được kiểm tra, hiệu chỉnh cẩn thận và hoạt động tốt. Tuy nhiên, có thể luôn cần điều chỉnh theo giờ dẫn đến ảnh hưởng, tùy thuộc vào điều kiện thời tiết địa phương. Đó sẽ là một thử thách thú vị! ”

Những gì một ‘sao chổi’ do con người tạo ra tiết lộ

Những chùm lông của Dimorphos sẽ biến tiểu hành tinh mặt trăng thành một loại sao chổi do con người tạo ra. Đuôi tạm thời của nó sẽ mất vài tuần đến vài tháng để phân tán, cho phép chúng ta nhìn vào bên trong của nó để hiểu thành phần của nó, và quan trọng là để bảo vệ hành tinh, nó dày đặc hay đóng gói lỏng lẻo như thế nào.

Marco Micheli, Nhà thiên văn học tại NEOCC của ESA, giải thích: “Một tiểu hành tinh dài 160 m bao gồm các cục vật chất ‘bông xốp’, được đóng gói lỏng lẻo sẽ có khối lượng nhỏ hơn nhiều so với một tảng đá nén, dày đặc có cùng kích thước”.

“Tiểu hành tinh đầu tiên đó sẽ gây ra ít thiệt hại hơn nếu nó tác động đến Trái đất, với phần lớn nó sẽ vỡ ra và bốc cháy trong bầu khí quyển của chúng ta. Tiểu hành tinh sau này, 160 m gồm đá hoặc kim loại dày đặc, sẽ giải phóng nhiều năng lượng hơn nữa. “

Ngoài việc mô hình hóa các tác động của Trái đất và hậu quả của chúng, chúng ta cần biết thành phần của bất kỳ tiểu hành tinh nào nếu chúng ta cần tác động nó thực sự. Tại sao? Đó là tất cả về bảo toàn động lượng. Tác động động học từ DART chỉ cung cấp một thay đổi nhỏ về động lượng. Tuy nhiên, nếu nó tạo ra một lượng lớn khối lượng được đào và đẩy với vận tốc lớn theo hướng ngược lại, điều này sẽ tạo thêm động lực cho Dimorphos đi theo hướng khác.

“Sự không chắc chắn trong các dự đoán của chúng tôi cho thấy chính xác lý do tại sao sứ mệnh DART lại cần đến như vậy và tại sao sứ mệnh Hera tiếp theo của ESA lại là một đóng góp thú vị của châu Âu vào thử nghiệm đầu tiên về phòng thủ hành tinh này,” Ian Carnelli, Giám đốc sứ mệnh Hera giải thích.

“Hera và hai CubeSats của nó sẽ đến Dimorphos để nghiên cứu miệng núi lửa được hình thành bởi DART, cấu trúc và thành phần bên trong của nó, đồng thời có được các phép đo chính xác nhất về khối lượng của tiểu hành tinh. Trong khi đó, nó sẽ thử nghiệm các hoạt động tự hành và trọng lực thấp trong không gian sâu, rất quan trọng cho các nhiệm vụ trinh sát đối với bất kỳ tiểu hành tinh rủi ro nào được phát hiện trong một ngày nào đó là có thật ”.

Mặt trời không bao giờ mọc trên NEOCC

Do vị trí của Dimorphos trên bầu trời tại thời điểm va chạm, chỉ những kính thiên văn trong vùng màu đỏ được hiển thị ở đây mới có thể nhìn thấy nó. Điều này bao gồm hai hợp đồng do Trung tâm Điều phối Vật thể Gần Trái đất của ESA ký hợp đồng: kính thiên văn Les Makes 0,6 m trên đảo Réunion ở Ấn Độ Dương và kính thiên văn Springbok 0,36 m ở Namibia.

Ở Nam Phi, kính viễn vọng SMARTnet 0,5 m, thường được sử dụng để theo dõi các mảnh vỡ không gian, cũng sẽ được cung cấp cho ESA, cùng với kính thiên văn Watcher 0,4 m do một nhóm người Ireland dẫn đầu. Tại Qatar, một nhóm các nhà thiên văn nghiệp dư tiên tiến cũng đang cho ESA và mạng lưới của họ dành thời gian trên kính thiên văn của họ.

Qua nhiều thập kỷ, NEOCC của ESA đã thiết lập một mạng lưới kính viễn vọng không giống ai. Nó được tạo thành từ kính thiên văn của riêng Cơ quan, những kính thiên văn được ký hợp đồng chính thức và những kính viễn vọng có sẵn cho ESA thông qua các thỏa thuận không chính thức, đột xuất.

Vì nó luôn là ban đêm ở đâu đó, điều này có nghĩa là NEOCC có thể truy cập nhanh vào kính thiên văn ‘trong bóng tối’, bất cứ khi nào cần quan sát một vật thể tiềm ẩn nhiều rủi ro.

Theo dõi @esaoperations trên Twitter để biết các cập nhật trực tiếp từ Văn phòng Phòng thủ Hành tinh của ESA và mạng lưới trạm mặt đất Estrack khi chúng tôi đếm ngược đến tác động của DART.

Tầm nhìn của ESA về một tương lai an toàn

Văn phòng Phòng thủ Hành tinh của ESA, từ kính viễn vọng Flyeye trong tương lai sẽ quét bầu trời để tìm những tảng đá nguy hiểm mới và các chuyên gia theo dõi và tính toán rủi ro tác động của Trái đất và sứ mệnh Hera xác nhận thử nghiệm Phòng vệ Hành tinh của DART, đang bảo vệ hành tinh và sự sống của chúng ta trên đó.

Tìm hiểu thêm về Tầm nhìn của ESA về An toàn Không gian trong những năm tới.