Hera, CubeSats của cô ấy và điểm đến mục tiêu đầy đá của họ
đá kinh dị
Nhà khoa học hành tinh Naomi Murdoch cho biết: “Những tảng đá bao phủ bề mặt của Dimorphos lớn hơn nhiều so với vẻ bề ngoài của chúng. ISAE-Supaero ở Pháp, làm việc trên CubeSat hạ cánh. “Với chiều ngang khoảng 5-7 m, những cái lớn nhất thường có kích thước bằng một ngôi nhà.”
Tập hợp các tảng đá ngoại cỡ này có thể là manh mối cho sự hình thành của Dimorphos. Tiểu hành tinh mẹ Didymos của nó có thể đã quay đủ nhanh vào một thời điểm nào đó trong quá khứ của nó đến mức vật chất bị văng ra để thu thập trên quỹ đạo. Ủng hộ lý thuyết này, Didymos có hình dạng giống như một con quay, với các phần bề mặt của nó dường như bị quét sạch khỏi các tảng đá.
Nhiệm vụ giả thuyết của con người đến một tiểu hành tinh
Naomi giải thích: “Việc di chuyển qua những tảng đá này có thể đòi hỏi phải leo và nhảy nhiều hơn là đi bộ. Mặc dù vậy, hãy cẩn thận – nhảy quá nhanh và bạn có thể không bao giờ xuống được nữa, vì bạn có thể vượt quá vận tốc thoát cục bộ. Ngoài ra, trong môi trường trọng lực cực thấp, sẽ dễ dàng tạo ra chuyển động đáng kể trên mặt đất, có khả năng gây ra một trận tuyết lở.”
Chìm hoặc bắn
Patrick Michel, Giám đốc nghiên cứu tại Đài quan sát de la Côte d’Azur và Điều tra viên chính của Hera cho biết thêm: “Rất nhiều điều phụ thuộc vào việc vật liệu của nó cứng hay mềm, điều này sẽ quyết định mức độ cao mà một phi hành gia có thể nảy lên hoặc chìm xuống. Trên tiểu hành tinh Bennu, được viếng thăm bởi NASA OSIRIS-REx, rõ ràng là bạn sẽ chìm nếu tiếp đất quá mạnh. Trên một vật thể cứng hơn, chỉ 6 cm mỗi giây chuyển động đi lên có thể đủ để đưa bạn vào quỹ đạo.”
Tàu thăm dò OSIRIS-REx của NASA chạm vào tiểu hành tinh Bennu
Dimorphos, có chiều ngang 160 m, có kích thước tương đương với Đại kim tự tháp Giza, quay quanh tiểu hành tinh Didymos có kích thước bằng quả núi, có chiều ngang khoảng 780 m. Tác động của DART với tiểu hành tinh Dimorphos đã làm thay đổi quỹ đạo của nó xung quanh Didymos cũng như ném các mảnh vụn ra xa hàng nghìn km trong không gian. Ước tính hiện tại là khoảng 1.000 tấn mảnh vỡ đã bị thổi bay, đủ để lấp đầy 60 toa tàu. Tiếp theo, vào tháng 10 năm 2024, sứ mệnh Hera của ESA sẽ bắt đầu hành trình của riêng mình tới Dimorphos, để thu thập dữ liệu cận cảnh bao gồm kích thước của miệng hố va chạm, thành phần và khối lượng khoáng chất của tiểu hành tinh.
Hera cũng sẽ triển khai hai CubeSats ‘6 đơn vị’ để quan sát bổ sung: Juventuss sẽ thực hiện thăm dò radar đầu tiên về phần bên trong của một tiểu hành tinh trong khi Milani sẽ thực hiện tìm kiếm khoáng sản bằng thiết bị chụp ảnh siêu phổ của nó. Cả hai CubeSats cũng được trang bị các công cụ để thu thập dữ liệu bề mặt sau khi chúng hạ cánh: Juventus có trọng lực kế để thực hiện các phép đo trường trọng lực trong khi cả Juventus và Milani đều có gia tốc kế để thu thập thông tin chi tiết về khả năng nảy ban đầu của chúng, nhằm tái tạo lại các đặc điểm bề mặt.
DART đã tác động đến Dimorphos như thế nào
Thiết kế cho trọng lực cực thấp
Việc triển khai CubeSat đã được thiết kế dựa trên thực tế cơ bản là mức trọng lực của Dimorphos thấp hơn một phần triệu của Trái đất. Vì vậy, cặp đôi sẽ được giải phóng khỏi Hera với vận tốc chỉ vài cm mỗi giây – nếu nhanh hơn nữa, chúng sẽ có nguy cơ thoát khỏi lực hấp dẫn yếu ớt của tiểu hành tinh và bị mất tích trong không gian. Tàu đổ bộ MINERVA của Nhật Bản nhiệm vụ hayabusa đã bị mất theo cách tương tự khi nó được triển khai sai hướng, khi nó cố hạ cánh xuống tiểu hành tinh Itokawa vào năm 2005.
Theo đó, bất kỳ phi hành gia nào của con người có thể sẽ sử dụng gai và móc sắt để neo mình trên bề mặt, hoặc sử dụng bộ phận đẩy để lướt trên bề mặt – giống như một thợ lặn khám phá rạn san hô.
Milani nghiên cứu bụi tiểu hành tinh
Naomi nói: “Tuy nhiên, bạn sẽ muốn tránh tiếp xúc với đá trên bề mặt khi đang lướt đi, vì chúng có khả năng đủ sắc để làm vướng vào bộ đồ du hành vũ trụ của bạn, chưa từng bị nước hoặc gió làm phẳng. “Thêm vào thử thách, trọng lượng của bạn sẽ thay đổi khoảng 10-20% tùy thuộc vào vị trí của bạn trên bề mặt, do lực thủy triều từ tiểu hành tinh mẹ Didymos.”
Điều hướng sẽ gây ra một khó khăn khác, Patrick nhận xét: “Có khả năng Dimorphos đã bị khóa thủy triều trước tác động của DART, nhưng hiện tại có lẽ đang quay hoặc ‘hiệu chỉnh’ – lắc lư – khi nó quay quanh Didymos.” Dù bằng cách nào, điều này có nghĩa là bầu trời địa phương phía trên một phi hành gia đang khám phá có thể sẽ luôn thay đổi và việc mất phương hướng có thể trở thành một rủi ro.
Juventus hạ cánh trên Didymos
Tuổi thọ bề mặt ngắn nhưng hữu ích
Hera’s CubeSats trước tiên sẽ thực hiện các nhiệm vụ chính của chúng – lái xung quanh Dimorphos bằng cách sử dụng các bộ đẩy khí lạnh – trước khi chạm vào tiểu hành tinh. Trọng lượng kế của Juventus được thiết kế để hoạt động trên bề mặt không phụ thuộc vào hướng của nó khi hạ cánh: giả sử nó bị lộn ngược hoặc rơi giữa các tảng đá chẳng hạn, nó sẽ tiếp tục hoạt động trong khoảng 20 giờ của pin. Gia tốc kế của Milani sẽ ghi lại lực nảy của nó khi nó rơi xuống bề mặt, thu thập thêm dữ liệu về trường trọng lực yếu của Dimorphos. Kết quả từ cả hai CubeSats sẽ được Hera thu thập thông qua các liên kết giữa các vệ tinh của nó.
Hera sẽ được ra mắt vào tháng 10 năm 2024, để đến Didymos và Dimorphos chỉ hơn hai năm sau đó.
Phi hành gia ESA Luca Parmitano tưởng tượng chuyến hành trình của con người tới một tiểu hành tinh
Hôm nay là Ngày tiểu hành tinh! Tìm hiểu thêm về các tiểu hành tinh hấp dẫn cư trú trong Hệ Mặt trời của chúng ta, các sứ mệnh không gian đang tìm cách khám phá chúng và cách Trái đất được bảo vệ khỏi các mối đe dọa tác động trong thế giới ngày nay webcast cho chiến dịch nâng cao nhận thức toàn cầu hàng năm do Liên Hợp Quốc phê chuẩn này.