Космический эксперимент вышел из-под контроля: астероид продолжает меняться

Внутреннее трение астероида Диморф продолжает менять его орбиту после удара DART

В сентябре 2022 года миссия NASA DART (Double Asteroid Redirection Test) впервые в истории продемонстрировала, что траекторию астероида можно изменить прямым ударом космического аппарата. Зонд массой около 600 килограммов врезался в астероид Диморф, спутник более крупного тела Дидим, расположенного примерно в 11 миллионах километров от Земли. Удар прошёл идеально — но результаты оказались куда сложнее, чем ожидали даже сами учёные.

Эксперимент, изменивший понимание динамики астероидов

До столкновения Диморф совершал полный оборот вокруг Дидима за 11 часов 55 минут. По расчётам специалистов, удар DART должен был сократить этот период максимум на несколько минут. Однако измерения показали, что период обращения уменьшился сразу на 32 минуты - эффект, который превзошёл прогнозы почти в десять раз.

Учёные быстро поняли, что на итог повлияло не только прямое столкновение, но и реактивный импульс выброшенных частиц. Когда аппарат врезался в Диморф, из кратера вылетело множество обломков — своего рода миниатюрная "реактивная струя", которая усилила воздействие в несколько раз.

"Мы ожидали простого механического результата, а получили сложную динамическую систему", — отметил планетолог Харрисон Агруса из Университета Лазурного берега.

Неожиданное продолжение: орбита продолжала меняться

Самое удивительное началось позже. В течение месяца после удара орбита Диморфа продолжала сокращаться — ещё примерно на 30 секунд. Для астрономов это стало полной неожиданностью: по законам физики, орбитальные параметры должны были стабилизироваться почти сразу.

Сначала учёные предположили, что виноваты обломки, выброшенные при столкновении. Возможно, они, улетая от астероида, уносили часть импульса, дополнительно изменяя его движение.

Но эта версия не выдержала проверки.

Почему гипотеза с обломками не работает

Команда французских исследователей во главе с Харрисоном Агрусой и Камиль Шатене смоделировала движение фрагментов и пришла к выводу, что Диморф слишком мал и слабогравитационен, чтобы обломки могли навсегда покинуть систему. Они действительно отлетали, но затем возвращались, теряя скорость и снова сталкиваясь с поверхностью.

"Система ничего не теряла. Энергия просто перераспределялась, а не исчезала", — пояснила астрофизик Камиль Шатене.

Если импульс возвращается вместе с материалом, то изменение орбиты не может продолжаться неделями. Следовательно, нужен другой механизм, который объясняет постепенное и необратимое сокращение орбиты.

Виновато внутреннее трение

Астрономы предложили новую гипотезу: после столкновения Диморф начал вращаться нестабильно, неравномерно колеблясь вокруг своей оси. Из-за этого валуны и камни на поверхности объекта начали смещаться и сталкиваться друг с другом, создавая внутреннее трение и выделяя тепло.

Такой процесс напоминает рассеяние энергии в виде тепла, при котором система теряет часть механической энергии. В результате орбита спутника постепенно сжимается.

Этот эффект растянут во времени — именно поэтому изменения происходили медленно, в течение нескольких недель, а не мгновенно после удара.

Что это значит для планетарной защиты

Миссия DART стала первым реальным испытанием технологии защиты Земли от астероидов. Несмотря на сложность эффектов, её результат оказался успешным: орбиту удалось изменить, а значит, принципиально человечество способно отклонить опасное небесное тело.

Однако ситуация с Диморфом показала, что прогнозировать последствия такого удара крайне сложно. Даже небольшие различия в составе, структуре или форме астероида могут многократно усилить или ослабить эффект.

"Мы поняли: удар — это лишь начало. Дальше начинается целая серия физических процессов, которые продолжаются неделями", — подчеркнул Агруса.

При этом учёные успокаивают: Диморф — часть двойной системы, а такие системы встречаются редко. Для одиночных астероидов, потенциально опасных для Земли, эффект замедленного изменения орбиты, скорее всего, не проявится.

Как астрономы проверяли гипотезу

Наблюдения телескопов. После удара данные собирали телескопы NASA, ESA и Европейской южной обсерватории (включая VLT).
Компьютерное моделирование. Были просчитаны десятки сценариев движения обломков, вращения и перераспределения массы.
Сравнение с фотометрией. Изменения яркости Диморфа позволили восстановить точную форму и характер его вращения.
Тепловой анализ. Модели показали, что внутренние трения могли выделять достаточно энергии, чтобы повлиять на орбиту.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: считать, что изменение орбиты заканчивается сразу после удара.
Последствие: неверная оценка импульса и эффективности миссии.
Альтернатива: учитывать внутреннюю динамику и тепловые процессы астероида.
Ошибка: объяснять все эффекты движением выброшенных частиц.
Последствие: невозможность согласовать наблюдения и модели.
Альтернатива: анализировать перераспределение массы и тепловое рассеяние.

А что если…

Если механизм "внутреннего трения" подтвердится, это поможет лучше понять поведение рыхлых астероидов после столкновений — как природных, так и искусственных. В будущем инженеры смогут точнее рассчитывать направление удара и учитывать долговременные эффекты.

Плюсы и минусы эксперимента DART

Плюсы	Минусы
Подтверждена возможность изменить орбиту астероида	Поведение системы оказалось сложнее прогнозируемого
Получены уникальные данные о структуре астероидов	Нужны годы для уточнения всех моделей
Развитие технологий планетарной обороны	Сложно масштабировать эффект для более крупных тел

FAQ

Зачем NASA ударило по астероиду?
Чтобы проверить, можно ли изменить траекторию потенциально опасного объекта, если тот направится к Земле.

Почему орбита Диморфа изменилась дважды?
Сначала — из-за прямого импульса и выброса материала, позже — из-за внутренних процессов и трения после удара.

Может ли подобное произойти с одиночным астероидом?
Скорее всего, нет. Эффект связан с особенностями двойных систем, где орбитальная динамика сложнее.

Мифы и правда

Миф: DART полностью разрушил Диморф.
Правда: астероид сохранился, хотя его поверхность изменилась и образовался крупный кратер.

Миф: миссия провалилась, потому что орбита изменилась непредсказуемо.
Правда: наоборот, эксперимент показал, что даже неожиданные эффекты дают полезные знания для будущих миссий.

Миф: удар по астероиду всегда безопасен.
Правда: выброшенные частицы могут образовать пылевое облако, способное повредить зонд или спутники.

Исторический контекст

Миссия DART стала первой частью международной программы по планетарной обороне. Следующий этап — миссия Hera Европейского космического агентства, которая в 2026 году посетит систему Дидим-Диморф и проведёт детальное исследование кратера, образовавшегося после удара. Это позволит уточнить модели и окончательно подтвердить гипотезу о причинах продолжительного изменения орбиты.