ماموریت دارت ناسا؛ قدمی برای نجات زمین از برخورد سیارک‌ها

تا دو ماه آینده باید منتظر پروژه جالب دیگری از ناسا باشیم. این آژانس فضایی این بار تصمیم گرفته تا فضاپیمایی به سمت دو سیارک دوقلو بفرستد تا آن‌ها را از مسیرشان که از نزدیکی زمین عبور می‌کند، منحرف کند. این پروژه «آزمایش انحراف مسیر سیارک دوقلو» یا به اختصار «دارت» (Double Astroid Redirection – DART) نام دارد که در سوم آذرماه امسال در ساعت ۹:۵۰ صبح با راکت فالکون ۹ اسپیس ایکس به فضا پرتاب می‌شود.

دارت اولین پروژه آزمایشی از تکنیک برخوردی ناسا خواهد بود که به سمت این دو سیارک به نام دیدیموس و قمر آن، دیمورفوس خواهد رفت. این تکنیک ناسا شامل یک یا چند فضاپیمای بزرگ می‌شود که با سرعت بالا به سمت سیارک‌های نزدیک زمین می‌رود تا زمین را از خطر برخورد آن‌ها نجات دهد.

دارت دقیقا چه می‌کند؟

ناسا ماموریت آزمایش انجراف مسیر سیارک دوقلو یا دارت را برای آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز (APL) اجرا می‌کند. این پروژه با حمایت مرکزهای مختلف ناسا یعنی آزمایشگاه پیشرانه جت (JPL)، مرکز پرواز فضایی گودارد (GSFC)، مرکز فضایی جانسون (JSC)، مرکز تحقیقات گلن (GRC) و مرکز تحقیقات لانگلی (LaRC) انجام خواهد شد.

دارت در واقع آزمایشی از تکنولوژی‌های دفاع محور سیاره‌ای است که از برخورد سیارک‌های خطرناک به زمین جلوگیری می‌کنند. دارت اولین این آزمایشات خواهد بود که از تکنیک برخوردی استفاده می‌کند تا مسیر سیارکی نزدیک زمین را منحرف کند.

این پروژه آزمایشی در مرحله سوم خود قرار دارد که APL تحت نظر برنامه کاوش منظومه شمسی ناسا در مرکز پرواز فضایی مارشال مدیریت می‌شود. این پروژه در واقع برای اداره دفاع سیاره‌ای ناسا و بخش علوم سیاره‌ای اداره ماموریت‌های علمی در مرکز فرماندهی ناسا در واشنگتون دی‌سی اجرا می‌شود.

هدف اصلی ماموریت دارت، سیارکی است که قمری در اطراف آن در حال گردش است. به همین دلیل این سیستم را یک سیارک دوتایی می‌ماند که نام سیارک اصلی دیدیموس و قمر آن را دیمورفوس گذاشته‌اند. سیارک دیدیموس ۷۸۰ متر عرض دارد در حالی که قمر آن تنها ۱۶۰ متر است. این مقیاس، اندازه معمولی سیارکی است که می‌تواند زمین و حیات روی آن را تهدید کند و خطرات جبران ناپذیری ایجاد کند.

محققان با تلسکوپ‌های روی زمین موقعیت و مشخصات این دوتایی دیدیموس را با دقت بالایی رصد می‌کنند تا بتوانند تقریبا همه جوانب را قبل از رسیدن دارت به این جرم بررسی کنند و تحت نظر داشته باشند.

فضاپیمای دارت با سرعت تقریبی ۶.۶ کیلومتر بر ثانیه به قمر دیدیموس برخورد می‌کند و این کار را با نرم‌افزار ناوبری خودکار و دوربین کمکی خود یعنی دراکو (DRACO) انجام می‌دهد. این برخورد، سرعت قمر را تا یک درصد در مدار خود به دور دیدیموس تغییر می‌دهد. با این حال این تغییر به قدری زیاد است که دوره گردشی قمر را در تنها چند دقیقه کاملا تغییر می‌دهد و حتی می‌توان این تغییر را با تلسکوپ‌ها رصد و اندازه‌گیری کرد.

وقتی دارت در فضا قرار بگیرد، آرایه خورشیدی رزا (ROSA) را باز می‌کند تا بتواند انرژی مورد نیاز خود را با خورشید تامین کند و به ماموریت خود ادامه دهد. این پروژه شامل تجهیزات آزمایشی دیگری مثل NEXT-C است. NEXT-C سیستم پیشرانه الکتریکی خورشیدی نسل جدیدی است که طبق سیستم پیشرانه فضاپیمای داون (Dawn) توسعه یافته که می‌تواند تکنولوژی موتورهای یونی نسل جدید در این ماموریت استفاده کند.

از مزیت‌های این سیستم می‌توان به زمان‌بندی انعطاف‌پذیر و قابل تغییر آن اشاره کرد که می‌تواند در هر لحظه پا به پای ماموریت همراه باشد. اگر این سیستم از این ماموریت سربلند بیرون آید، ناسا از آن در ماموریت‌های آینده خود استفاده خواهد کرد.

فرصت پرتاب دارت از روز سوم آذرماه امسال آغاز و به همراه راکت محبوب ناسا یعنی فالکون ۹ از کالیفرنیا به فضا پرتاب می‌شود. دارت پس از جدا شدن از راکت، به سمت قمر دیدیموس حرکت می‌کند و در اوایل مهرماه سال آینده به آن برخورد می‌کند. در آن دوره زمانی، دیدیموس تنها ۱۱ میلیون کیلومتر از زمین فاصله خواهد داشت و می‌توان با تلسکوپ‌های قدرتمند زمینی آن را مشاهده و تکانه این سیارک دوتایی را اندازه‌گیری کرد.

تکنیک برخوردی ناسا

تکنیک برخوردی که ناسا اخیرا درباره آن صحبت می‌کند در واقع ارسال یک یا چند فضاپیمای بزرگ است تا با سرعت بالایی به اجرام نزدیک زمین برخورد کنند و زمین را از خطر این اجرام نجات دهد. این کار، سیارک‌ها را در مسیر متفاوتی قرار می‌دهد و از مسیر گردششان به دور زمین خارج می‌کند.

با این حال، این اولین باری نیست که ناسا چنین پروژه‌ای را انجام می‌دهد. در سال ۱۳۸۴ ماموریت «Deep Impact» را به سمت سیارکی فرستاد، اما باید گفت که این ماموریت قدیمی در مقیاس بسیار کوچک‌تری از ماموریت دارت انجام شده بود.

فضاپیماهای برخوردی طبق رصد‌ها آماده و هماهنگی‌ها از قبل انجام شده باشد، انجمن ملی علوم حدود یک یا دو سال نیاز دارد تا سیارک‌های کوچکتر را از مسیرشان منحرف کند. اما اگر برای مثال فردا صبح متوجه شویم که سیارکی در خطر برخورد به زمین قرار دارد، شاید چیزی حدود ۲۰ سال نیاز باشد تا فضاپیمایی طراحی و به سمت سیارک ارسال شود و آن را از مسیر زمین خارج کند.

با این حال،‌باید در نظر داشته باشیم که ممکن است برای سیارک‌های بزرگتر – با عرض صدها کیلومتر - ده‌ها سال زمان نیاز باشد تا بتوان آن را از مسیرش خارج کرد. چنین سیارک‌های بزرگی خطرات فاجعه‌باری ایجاد می‌کنند که به هیچ وجه قابل جبران نیست.

اگر زمان کافی وجود داشته باشد، ناسا می‌تواند ماموریت‌هایی را برای مطالعه چنین سیارک‌هایی طراحی کند و اطلاعات بسیار ارزشمندی از آن را به زمین بفرستد. در این صورت حتی احتمال اینکه بتوان سیارک مورد مطالعه را با موفقیت از مسیرش خارج کرد بسیار بالاتر است. اما باید گفت که در مقابل سیارک‌های عظیم و غول‌پیکر فعلا راه حلی وجود ندارد و این فضاپیماهای برخوردی کاربردی نخواهند داشت.

نگاه نزدیکتر به دیدیموس و دیمورفوس

حدود بیست سال پیش، سیستمی دوتایی رصد شد که در نزدیکی زمین قرار داشت و قمری در اطراف سیارک بزرگتر در گردش بود. دیدیموس در زبان یونانی به معنی دوقلو است و دقیقا این سیستم دوتایی را توصیف می‌کند.

در آن زمان، قمر این سیستم دیدیموس ب نام‌گذاری شده بود و بعدها، یکی از دانشمندان ماموریت دارت پیشنهاد داد تا نام آن به دیمورفوس تغییر پیدا کند. دیمورفوس در زبان یونانی به معنی « دو فرم» است که توصیفی از شرایط این جرم آسمانی است. دیمورفوس اولین جرمی است که بشریت مدار گردش آن را تغییر می‌دهد و «فرم» آن را دستکاری می‌کند.

همانطور که گفتیم، دارت به دیمورفوس برخورد می‌کند تا مدارش را تغییر دهد و این برخورد با دوربین LICIACube ثبت می‌شود و اطلاعات آن را به زمین ارسال می‌کند. دارت این دوربین را با یک ماهواره کوچک یا کیوب‌ست به همراه خود می‌برد و در زمانی نزدیک به برخورد آن را رها می‌کند تا تمام مراحل را ثبت کند.

چندین سال بعد از برخورد، آژانس فضایی اروپا ماموریتی به نام «هرا» (Hera) به سمت دیموس و دیمورفوس می‌فرستد تا تغییرات مداری آن‌ها را به طور دقیق بررسی کند. در آینده، تیم ماموریت دارت با تیم هرا تحت مشارکتی بین‌المللی به نام ارزیابی برخورد و انحراف سیارکی یا به اختصار آیدا (Astroid Impact & Deflection Assessment – AIDA) همکاری خواهند کرد.