منظومه دیدیموس در تیررس دارت

از همه آنها محتمل‌تر و خطرناک‌تر اما برخورد سیارکی با ابعاد قریب به یک کیلومتر به زمین است که بخش اعظم حیات فانی در این کره خاکی را در چند دقیقه نابود می‌کند.

بقیه موجودات زنده نیز به‌دلیل تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم حاصل از چنین برخوردی تا پایان عمرشان در رنج زندگی خواهندکرد. اکنون دانشمندان به دنبال راهکارهای مبتنی بر علم و فناوری برای پیشگیری از وقوع چنین برخوردهایی با زمین هستند.

در این رابطه ماموریت «آزمایش تغییر مسیر سیارک دوتایی» یا به اختصار «دارت» اولین اقدام بشریت در آماده‌سازی خود در مقابل خطر برخورد سیارک‌ها به زمین است.

فضاپیمای دارت که حاصل تلاش مهندسان آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز است و با پشتیبانی و مدیریت ناسا ساخته شده، قرار است با برخورد به یکی از دو سیارک منظومه سیارکی دیدیموس، مدار آن را تغییر دهد.

پنجره پرتاب فضاپیمای دارت از چهارشنبه سوم آذر ۱۴۰۰ باز می‌شود و در بازه زمانی محدودی این فضاپیما سوار بر پرتابگر فالکون ۹ راهی فضا خواهدشد تا دارت پس از سفری یک‌ساله به مقصد خود برسد.

ماموریت دارت در منظومه سیارکی دیدیموس انجام می‌شود. منظومه‌ای با دو سیارک که نامش در یونانی به معنی دو قلوست. «دیدیموس A» با قطر تقریبی ۷۸۰ متر که سیارک مادر این منظومه دوتایی است و «دیدیموس B» با قطر ۱۶۰ متر که به دور سیارک مادر می‌چرخد.

نام دیگر دیدیموسB، «دیمورفوس» است. بیشتر سیارک‌های نزدیک به زمین ابعادی حدود دیمورفوس دارند؛ برای همین هم این سیارک به‌عنوان هدف فضاپیمای دارت تعیین شده‌است.

این نکته را هم باید در نظر بگیریم منظومه دیدیموس در حال حاضر هیچ خطری برای زمین ندارد و انجام چنین آزمایشی روی آن با تقریب بسیار خوب، این سیارک را در مسیر برخورد با زمین قرار نمی‌دهد.
زمان برخورد
زمان برخورد فضاپیمای دارت به دیمورفوس پاییز ۱۴۰۱/ ۲۰۲۲ خواهدبود. مزیت این تاریخ این است که در آن زمان این سیارک در نزدیک‌ترین فاصله‌اش نسبت به زمین است. فاصله‌ای ۱۱میلیون کیلومتری که در ابعاد منظومه شمسی مسافت کمی محسوب می‌شود.

در نتیجه هنگام برخورد، تلسکوپ‌های مستقر روی زمین با دقت خوبی جزئیات برخورد فضاپیما به سیارک و رویدادهای پس از آن را رصد و مطالعه می‌کنند. نتایج این مطالعات به درک بهتر ما از چگونگی دفاع از خود در برابر سیارک‌های مهاجم کمک شایانی خواهدکرد.

دارت، فضاپیمای نسبتا جمع و جوری است. ابعاد آن تنها ۲/۱ × ۳/۱ × ۳/۱ متر است. همچنین پس از خروج از جو زمین و برای تامین انرژی خود، دو صفحه خورشیدی که هر کدام طولی برابر با ۵/۸ متر دارند از دو طرف فضاپیما باز خواهدشد.

هنگام برخورد به سیارک دیمورفوس، جرم دارت تقریبا معادل ۵۵۰ کیلوگرم خواهدبود و این فضاپیما با سرعت ۶/۶ کیلومتر بر ثانیه به‌قسمت بالایی دیمورفوس برخورد خواهدکرد. چنین برخوردی سرعت چرخش سیارک دیمورفوس به دور دیدیموس را به اندازه کمتر از یک درصد تغییر خواهدداد.

به نظر می‌رسد این تغییر قابل چشم‌پوشی باشد اما همین میزان هم کافی است تا مدت زمان چرخش دیمورفوس به دور سیارک مادر خودش را چند دقیقه کمتر کند. موضوعی که باعث می‌شود تا فاصله ۱۸/۱ کیلومتری بین دو سیارک منظومه دیدیموس کمتر شود که این تغییرات با تلسکوپ‌های زمینی قابل اندازه‌گیری خواهدبود.

برخورد فضاپیما با یک سیارک به محققان کمک می‌کند روش «برخورد فیزیکی» را به‌طور دقیق ارزیابی کنند و بتوانند ظرفیت‌های بشر برای مقابله با تهدید برخورد سیارک‌ها را مدل‌سازی کنند. فضاپیمای دارت ابزاری به نام دراکو همراه خود دارد. دراکو در واقع دوربینی است که در لحظات پایانی عمر دارت از سطح دیمورفوس عکسبرداری و اطلاعاتی از سطح این سیارک را به زمین مخابره می‌کند. همچنین تمام فرآیند برخورد دارت به دیمورفوس با سامانه ناوبری خودکار فضاپیما انجام می‌شود و دراکو حکم چشم این فضاپیما را خواهدداشت.

این مرحله از سفر دارت، چالش برانگیزترین قسمت مأموریت نیز است. اگر دارت موفق شود دقیقا به محل مورد نظر برخورد کند و هنگام انجام مانورهایش سوختش را به بهترین شکل مدیریت کند، موفقیتی دیگر برای مهندسی این مأموریت محسوب می‌شود.

همسفر فضاپیمای دارت

فضاپیمای دارت در سفر یکساله‌اش به سمت منظومه سیارکی دیدیموس، تنها نخواهدبود. تاسواره‌ای (ماهواره کوچک CubeSat) به نام لیسیاکیوب (LiciaCube) این فضاپیما را همراهی خواهدکرد.

لیسیاکیوب محصول سازمان فضایی ایتالیاست و حدود ۱۰روز قبل از برخورد دارت با دیمورفوس از این فضاپیما جدا خواهدشد.

وظیفه اصلی این تاسواره، تصویربرداری از لحظات برخورد دارت با سیارک و تهیه داده از اتفاقات بعد از برخورد و گردوغبار حاصل از آن است.

همچنین ممکن است این ماهواره کوچک بتواند تصاویری از دهانه برخوردی دارت تهیه کند. البته لیسیاکیوب به دور دیمورفوس نخواهد چرخید و فقط برای یک بار از کنار این سیارک رد خواهدشد.

اسم این تاسواره، لیسیاکیوب سر واژه عبارت Light Italian Cubesat For Imaging Of Asteroids
به‌معنی تاسواره‌ ایتالیایی نور برای تصویربرداری از سیارک‌هاست.‌

میراث دارت؛ همکاری‌های بین‌المللی برای رفع تهدید

دارت اولین ماموریت برای بررسی راه‌های ممکن برای رفع خطرات سیارک‌هاست. این کار به قدری مهم است که آژانس فضایی اروپا قصد دارد سال ۱۴۰۳/ ۲۰۲۴ فضاپیمای دیگری را راهی مقصد دارت، یعنی منظومه سیارکی دیدیموس کند.

فضاپیمای هِرا (Hera) به اتفاق دو تاسواره همراهش در سال ۱۴۰۵/ ۲۰۲۶ به مقصد می‌رسد و برعکس لیسیاکیوب که فقط برای یک بار از کنار دیدیموس و دیمورفوس عبور می‌کند، در مداری به دور این دو سیارک خواهد چرخید.

هدف ماموریت هرا بررسی آثار برخورد دارت با دیمورفوس، دهانه به جا مانده از آن برخورد و همچنین اندازه‌گیری دقیق‌تر تغییرات مدار دیمورفوس خواهدبود. ماموریت هرا و دارت جداگانه طراحی و ساخته شده‌اند اما ترکیب داده‌های به‌دست آمده از این دو نسبت به چگونگی دفع سیارک‌ها دیدی عمیق به دانشمندان می‌دهد.

آیا خطر برخورد دنباله‌دارها با زمین وجود دارد؟

تفاوت اصلی دنباله‌دارها (Comets) با سیارک‌ها (Asteroids) در جنس‌ مواد سازنده‌‌شان است. دنباله‌دارها از تکه‌های یخ و سنگ در اندازه‌های گوناگون تشکیل شده‌اند که معمولا در مدار‌های بلندی به دور خورشید می‌چرخند و منشأ اصلی آنها مرزهای بیرونی منظومه شمسی است.

با نزدیک‌شدن این اجرام به خورشید، یخ آنها شروع به ذوب‌شدن می‌کند و ردی به جا می‌گذارد که ما آن را با نام «دنباله» می‌شناسیم.

درست مانند سیارک‌ها، فهرست از دنباله‌دارهای نزدیک به زمین (NEC سرواژه Near Earth Comets) هم وجود دارد. تفاوت اصلی‌اش با فهرست سیارک‌های نزدیک زمین در تعداد آنهاست.

تعداد این نوع دنباله‌دارها زیاد نیست و برای همین هم تمرکز اصلی اخترشناسان عمدتا بر مطالعه سیارک‌هاست.

امین رضا کیفرگیر - دانش / روزنامه جام جم