Η αποστολή πρόβλεψης save-the-Earth, Don Quijote, που έχει ανατεθεί από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος, σχεδιάζεται να δοκιμάσει τη δυνατότητα μιας πραγματικής αποστολής ζωής ή θανάτου να εκτρέψει έναν αστεροειδή που προκαλεί μαζική εξαφάνιση από μια πορεία σύγκρουσης με τη Γη.
Επί του παρόντος, στο στάδιο «concept», το Don Quijote Near Earth Asteroid Impact Mitigation Mission - έχει μοντελοποιηθεί σε μια προτεινόμενη πτήση είτε για το 2002 AT4 είτε για το 1989 ML, και τα δύο είναι αστεροειδείς κοντά στη Γη, αν και δεν αντιπροσωπεύουν έναν προφανή κίνδυνο σύγκρουσης. Ωστόσο, μεταγενέστερες μελέτες έχουν προτείνει ότι το Amor 2003 SM84 ή ακόμη και το 99942 Apophis μπορεί να είναι πιο κατάλληλοι στόχοι. Σε τελική ανάλυση, το 99942 Apophis ενέχει οριακό κίνδυνο (1 στα 250.000) για επίπτωση στη Γη το 2036.
Όποιος κι αν είναι ο στόχος, προτείνεται διπλή εκτόξευση δύο διαστημικών σκαφών - ένας Impactor που ονομάζεται Hidalgo (ένας τίτλος που έδωσε ο Cervantes στο αρχικό Don Quixote) και ένας Orbiter που ονομάζεται Sancho (ο οποίος ήταν ο πιστός σύντροφος του Don).
Ενώ ο ρόλος του Impactor είναι αυτονόητος, ο Orbiter διαδραματίζει βασικό ρόλο στην ερμηνεία του αντίκτυπου - η ιδέα είναι να συλλέγονται δεδομένα ορμής κρούσης και αλλαγής τροχιάς που στη συνέχεια θα ενημερώνουν μελλοντικές αποστολές, στις οποίες μπορεί να διακυβεύεται πραγματικά η μοίρα της Γης. .
Η έκταση της μεταφοράς ορμής από τον Impactor στον αστεροειδή εξαρτάται από τη μάζα του Impactor (μόλις πάνω από 500 κιλά) και την ταχύτητά του (περίπου 10 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο), καθώς και από τη σύνθεση και την πυκνότητα του αστεροειδούς. Η μεγαλύτερη αλλαγή ορμής θα επιτευχθεί εάν η πρόσκρουση ρίξει επάνω την έγχυση που επιτυγχάνει ταχύτητα διαφυγής. Εάν αντ 'αυτού ο Impactor απλώς πέφτει μέσα στον αστεροειδή, δεν θα επιτευχθούν πολλά, καθώς η μάζα του θα είναι ουσιαστικά μικρότερη από οποιονδήποτε αστεροειδή που προκαλεί μαζική εξαφάνιση. Για παράδειγμα, το αντικείμενο που δημιούργησε τον κρατήρα Chicxulub και εξάλειψε τους δεινόσαυρους (ναι, εντάξει - εκτός από τα πουλιάθεωρείται ότι έχει διάμετρο 10 χιλιομέτρων.
Έτσι, πριν από την πρόσκρουση, για να βοηθήσουμε τους μελλοντικούς στόχους και τους απαιτούμενους υπολογισμούς της ταχύτητας κρούσης, το Orbiter θα κάνει μια λεπτομερή ανάλυση της συνολικής μάζας του αστεροειδούς στόχου και της πυκνότητας και της κοκκώδους προσέγγισης του εδάφους. Στη συνέχεια, μετά την πρόσκρουση, το Orbiter θα εκτιμήσει την ταχύτητα και την κατανομή του ejecta σύγκρουσης μέσω του Camera Impact.
Ωστόσο, η ακριβής μέτρηση του βαθμού παραμόρφωσης που επιτυγχάνεται από την πρόσκρουση αποτελεί σημαντική πρόκληση για την αποστολή. Χρειαζόμαστε πολύ καλύτερα δεδομένα σχετικά με τη μάζα και την ταχύτητα του αστεροειδούς στόχου από αυτά που μπορούμε να αποδείξουμε από τη Γη. Έτσι, το Orbiter θα κάνει μια σειρά fly-bys και στη συνέχεια θα περάσει σε τροχιά γύρω από τον αστεροειδή για να εκτιμήσει πόσο επηρεάζεται ο αστεροειδής από την εγγύτητα του διαστημικού σκάφους.
Ο ακριβής προσδιορισμός της απόστασης του τροχιά από τον αστεροειδή θα επιτευχθεί με το υψόμετρο λέιζερ, ενώ ένα πείραμα ραδιοεπιστήμης θα προσδιορίσει με ακρίβεια τη θέση του τροχιά (και επομένως τη θέση του αστεροειδούς) σε σχέση με τη Γη.
Αφού καθιερώσει το Orbiter ως σημείο αναφοράς, θα εκτιμηθεί το αποτέλεσμα της σύγκρουσης του Impactor. Ωστόσο, ένας σημαντικός παράγοντας σύγχυσης είναι το φαινόμενο Yarkovsky - το αποτέλεσμα της ηλιακής θέρμανσης του αστεροειδούς, το οποίο προκαλεί την εκπομπή θερμικών φωτονίων και ως εκ τούτου παράγει μια μικρή ποσότητα ώθησης. Το φαινόμενο Yarkovsky ωθεί φυσικά την τροχιά ενός αστεροειδούς προς τα έξω εάν έχει μια προοδευτική περιστροφή (προς την κατεύθυνση της τροχιάς του) - ή προς τα μέσα εάν έχει οπισθοδρομική περιστροφή. Ως εκ τούτου, το Orbiter θα χρειαστεί επίσης ένα θερμικό υπέρυθρο φασματόμετρο για να διαχωρίσει το φαινόμενο Yarkovsky από το αποτέλεσμα της πρόσκρουσης.
Και φυσικά, δεδομένης της σημασίας του Orbiter ως σημείου αναφοράς, πρέπει επίσης να μετρηθεί η επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας. Πράγματι, θα πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη ότι αυτό το φαινόμενο θα αλλάξει καθώς οι πολύ αντανακλαστικές επιφάνειες του λαμπερού νέου διαστημικού σκάφους χάνουν τη λάμψη τους. Οι εξαιρετικά ανακλαστικές επιφάνειες θα εκπέμπουν ακτινοβολία, σχεδόν αμέσως, σε επίπεδα ενέργειας (δηλαδή υψηλή ορμή) σχεδόν ισοδύναμα με την προσπίπτουσα ακτινοβολία. Ωστόσο, οι χαμηλές επιφάνειες albedo μπορούν να απελευθερώσουν μόνο θερμική ακτινοβολία χαμηλότερης ενέργειας (δηλαδή χαμηλότερη ορμή) - και θα το κάνουν πιο αργά.
Με άλλα λόγια, μια επιφάνεια καθρέφτη κάνει ένα πολύ καλύτερο ηλιακό πανί από μια μαύρη επιφάνεια.
Με λίγα λόγια, η αποστολή μετριασμού των επιπτώσεων Don Quijote θα απαιτήσει έναν Impactor με μια κάμερα στόχευσης - και έναν τροχιά με μια κάμερα παρακολούθησης αντίκτυπου, ένα υψόμετρο λέιζερ, ένα πείραμα ραδιοεπιστήμης και ένα θερμικό υπέρυθρο φασματόμετρο - και θα πρέπει να θυμάστε να μετρήσετε το επίδραση της πίεσης της ηλιακής ακτινοβολίας στο διαστημικό σκάφος νωρίς στην αποστολή, όταν είναι γυαλιστερή - και αργότερα, όταν δεν είναι.
Περαιτέρω ανάγνωση: Wolters et al Απαιτήσεις μέτρησης για μια αποστολή επίδειξης μετριασμού κρούσεων αστεροειδών κοντά στη Γη.
