Skúšobná misia na záchranu Zeme Don Quijote, ktorú objednala Európska vesmírna agentúra, je naplánovaná na testovanie potenciálu skutočnej misie na smrť alebo smrť, ktorá by odvrátila asteroid spôsobujúci hromadné vyhynutie z kolízneho kurzu so Zemou.
V súčasnosti je „koncepčná“ misia Don Quijote na zmierňovanie dopadov blízkych pozemských asteroidov - modelovaná na navrhovanom lete do AT4 alebo 1989 ML, pričom obe sú asteroidy v blízkosti Zeme, hoci ani jedno z nich nepredstavuje zjavné riziko kolízie. Nasledujúce štúdie však navrhli, že vhodnejšími cieľmi môžu byť Amor 2003 SM84 alebo dokonca 99942 Apophis. Koniec koncov, 99942 Apophis predstavuje marginálne (1 z 250 000) riziko dopadu Zeme v roku 2036.
Bez ohľadu na cieľ sa navrhuje dvojité spustenie dvoch kozmických lodí - Impactor s názvom Hidalgo (titul, ktorý Cervantes dal pôvodnému don Quijote) a Orbiter s názvom Sancho (ktorý bol Donovým verným spoločníkom).
Zatiaľ čo úloha Impactora je samozrejmá, Orbiter zohráva pri interpretácii dopadu kľúčovú úlohu - myšlienka spočíva v zhromažďovaní údajov o impulzoch nárazu a zmenách trajektórie, ktoré by potom informovali o budúcich misiách, v ktorých môže byť skutočne ohrozený osud Zeme. ,
Rozsah prenosu hybnosti z impaktora na asteroid závisí od hmotnosti impaktora (niečo vyše 500 kilogramov) a jeho rýchlosti (asi 10 kilometrov za sekundu), ako aj od zloženia a hustoty asteroidu. Najväčšia zmena hybnosti sa dosiahne, ak náraz vyhodí ejectu, ktorý dosiahne únikovú rýchlosť. Ak namiesto toho Impactor práve zakopáva sám v asteroide, nedosiahne sa toho veľa, pretože jeho hmotnosť bude podstatne menšia ako ktorýkoľvek asteroid indukujúci hromadné vyhynutie. Napríklad objekt, ktorý vytvoril kráter Chicxulub a vymazal dinosaurov (áno, v poriadku - okrem vtákov) sa považuje za rádovo 10 kilometrov v priemere.
Takže pred dopadom, aby pomohol budúcemu zacieleniu a požadovaným výpočtom rýchlosti nárazu, urobí Orbiter podrobnú analýzu celkovej hmotnosti cieľového asteroidu a jeho hustoty a granularity v blízkosti povrchu. Potom, po náraze, Orbiter vyhodnotí rýchlosť a distribúciu vyhadzovania kolízie pomocou svojej nárazovej kamery.
Presné meranie stupňa vychýlenia dosiahnutého nárazom však predstavuje pre misiu značnú výzvu. Budeme potrebovať omnoho lepšie údaje o hmotnosti a rýchlosti cieľového asteroidu, ako môžeme zistiť zo Zeme. Orbiter teda urobí sériu preletov a potom prejde na obežnú dráhu okolo asteroidu, aby vyhodnotil, do akej miery je asteroid ovplyvnený blízkosťou kozmickej lode.
Presné určenie vzdialenosti orbitera od asteroidu sa dosiahne jeho laserovým výškomerom, zatiaľ čo experiment rádiologickej vedy presne určí polohu orbitra (a teda polohu asteroidu) vzhľadom na Zem.
Potom, čo bol Orbiter ustanovený ako referenčný bod, bude sa posudzovať účinok kolízie Impactor. Významným mätúcim faktorom je však Yarkovský jav - účinok slnečného zahrievania asteroidu, ktorý vyvoláva emisiu tepelných fotónov, a teda generuje malé množstvo ťahu. Yarkovsky efekt prirodzene tlačí obežnú dráhu asteroidu smerom von, ak má rotáciu prograde (v smere svojej obežnej dráhy) - alebo dovnútra, ak má rotáciu retrográdu. Preto bude Orbiter potrebovať aj termálny infračervený spektrometer na oddelenie Yarkovského efektu od účinku nárazu.
A samozrejme, vzhľadom na dôležitosť Orbitra ako referenčného bodu, musí sa zmerať aj vplyv slnečného žiarenia. V skutočnosti sa tiež musíme zaoberať tým, že sa tento efekt zmení, keď lesklé povrchy vysoko odrážajúcich nových kozmických lodí stratia svoj lesk. Vysoko reflexné povrchy budú takmer okamžite vyžarovať žiarenie pri energetických hladinách (t. J. Vysokej hybnosti), ktoré sú takmer rovnaké ako dopadajúce žiarenie. Nízke povrchy albedo však môžu uvoľňovať iba tepelné žiarenie s nižšou energiou (t. J. Nižšou hybnosťou) - a to pomalšie.
Inak povedané, zrkadlový povrch vytvára omnoho lepšiu slnečnú plachtu ako čierny povrch.
Stručne povedané, misia na zmiernenie dopadu Don Quijote bude vyžadovať Impactor s zameriavacou kamerou - a Orbiter s Impact Observation Camera, Laser Altimeter, Radio Science Experiment a Thermal Infračervený Spectrometer - a mali by ste nezabudnúť zmerať vplyv tlaku slnečného žiarenia na kozmickú loď na začiatku misie, keď je lesklý - a neskôr, keď nie je.
Ďalšie čítanie: Wolters et al Požiadavky na meranie pre demonštračnú misiu na zmiernenie dopadu asteroidu blízkej Zemi.
