DART ミッション: 惑星防衛システムは成功しました

これまでに宇宙で実施された最も重要な実験の1つの結果が、ネイチャー誌に発表されたばかりだ。NASAのDARTミッションは、ディモルフォスと呼ばれる直径160メートルの小惑星、カタログに登録されている直径760メートルの衛星の方向転換に成功した。ディディモス。この衝撃は2022年9月27日午前0時14分（中央ヨーロッパ時間）に発生し、重要な瞬間となった。

その影響は非常に大きく、積極的な惑星防衛の新時代を切り開きます。これは、これらの天体を研究する複数のミッションのおかげで、ここ数十年で、地球に近い小惑星が軌道に応じてさまざまなグループに分類されているという理解が深まりました。そして、ほとんど意図せずに、この分野は、ここ数十年間の宇宙への投資が私たちの未来を示す科学的なマイルストーンをもたらしていることを実証しています。

小惑星が地球に衝突する可能性はゼロではない

数百メートルの小惑星との衝突の可能性は低いですが、ゼロではありませんが、SF小説や映画の世界に追いやられているようです。この潜在的な危険は、私たち自身による地球資源の無制限な使用に関連する他の多くの危険と同様に、私たちの存在を脅かしています。

NASAとジョンズ・ホプキンス大学が主導する科学コミュニティは、小惑星に関する知識の増大を利用して、これらの天体の1つに対する動的衝撃法の有効性をテストするために行動を起こすことを決定した。

この技術は、爆薬を使用せずに神風探査機の運動モーメントを小惑星に伝達することを目的としています。私たちは、それが単なる応用物理学の実験であり、ビリヤード台で行うのと同様のものであるとアプリオリに考えるかもしれません。しかし、これ以上真実からかけ離れたものはありません。

DART は 6.14 km/s の速度でディモルフォスに到達しました。超高速で小惑星に衝突すると、衝突の一部は弾性的に伝わりますが、クレーターが掘削されると、発射体の反対方向への物質の放出によって追加の運動量が生成されます。

この「反動」成分は小惑星に供給される運動量に関与し、小惑星をその軌道からそらすことに非常に効率的に貢献します。実際、衝突後に放出された物質は複数の粒子のフィラメントを生成し、地上や宇宙からも望遠鏡で追跡することができました。

DART ミッションのキネティック インパクターによって達成されたマイルストーン

現在明らかになっている結果に関する良いニュースは、DART ミッションがディモルフォス小惑星の向きを変えることで優れた効率を示したことです。ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所のアンドリュー・F・チェン氏が率いるこの論文では、反動を引き起こし、運動インパクターの効果を高めるのに有利に働く非弾性成分に関連する、いわゆるベータ因子を定量化している。

実際、たわみの非弾性成分に伴う運動モーメント伝達の乗算係数が 3.6 に達したため、実験は予想をはるかに上回りました。

これは、粒子放出による反動のタイミングへの寄与が、DART ミッションによる衝突推力をはるかに超えていたことを意味します。このパラメータは非常に重要であり、画像で明らかになった破片の山である小惑星のこれらの特徴を定量化するのに最も重要です。

迂回の結果、目標はディディモスの周りのディモルフォスの公転周期を1分強短縮することでした。しかし、ノーザン・アリゾナ大学のクリスティーナ・A・トーマス氏が率いる記事で詳しく述べられているように、時間は33分短縮された。それは、その軌道周期を定量化するために行われた観測について説明します。これは、利用可能な最大の望遠鏡を使用した連星系の測光観測に基づいています。

アリゾナ州ツーソンにある惑星科学研究所のジャンヤン・リー氏が主導した別の研究では、衝突掘削後に発射された粒子が住み着いたフィラメントの進化と、太陽光からの放射線の圧力を受けて数か月にわたって進化したものを研究した。この結果は、衝突後に放出された物質に何が起こるかを理解するのに非常に重要です。そして彼らが彼らの周りに留まる時間。

このような結果は、地球との衝突コースにある小惑星に対して行動を起こすための惑星防衛を効率的に開発できることを促進します。同じくジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所のテリック・デイリー氏が率いるこの記事では、DARTのようなロボット自律探査機がディモルフォスに影響を与える科学的マイルストーンの大きさについて説明しています。この小惑星の性質と衝突場所についての発見だけでなく、詳細に説明されています。

それでも、小惑星の方向を変えることができるかどうかの鍵は、真の危険をもたらすすべての天体の早期発見に投資を続けることだろう。それは簡単な作業ではありませんが、CCD デジタル カメラ技術の革命のおかげで、毎年何百もの発見が可能です。そして、同様に重要なことは、すでに知られている人々の動きを追跡し、特定することです。

地球近傍空間で知られている小惑星 31,361 個と彗星 119 個

現在、NASAが当初奨励していた監視プログラムによると、地球付近の宇宙には約31,361個の小惑星と119個の彗星が存在することがわかっている。そして、ある時点で、将来地球と衝突する可能性のある経路上でその1体が特定される可能性があるという。実際、これはすでに6回発生していますが、例外として、私たちの惑星に頻繁に衝突し、隕石の落下を引き起こす直径数メートルの小惑星で発生しました。

現在、二形体と同等またはそれ以上の潜在的に危険な小惑星が 10,400 個以上知られています。私たちは、未発見のまま残っている、類似しているが小さい天体をかなりの割合で追加する必要があります。

私たちが直面している主な脅威は長さ約 150 メートルの小惑星ですが、その約 60% はまだわかっていません。また、 2015 TB145などの特定の絶滅彗星、直径 650 メートルの岩石天体も含まれます。

この頭蓋骨の形をした物体は、2015 年 10 月 31 日の通過のわずか 3 週間前に、月からわずかに離れたところで発見されて以来、私たちに警戒を呼びかけていました。これは、反射率が非常に低く、実質的に木星の軌道にまで及ぶ非常に偏心した軌道をたどるためです。このような天体は、従来の小惑星よりもはるかに高いエネルギーで地球に衝突することができるため、私たちが直面している問題の多様性と複雑さを例示しています。

これらの天体を発見してカタログ化するあらゆる努力により、衝突の頻度をより正確に定量化できるようになり、ツングースカのような出来事が数世紀ごとに発生することが示唆されるため、大惨事になる可能性はありません。彼らはまた、幸いなことに、キロメートルサイズの小惑星による衝突が数千万年ごとに起こることを示唆している。いずれにせよ、ジェット推進研究所 (JPL) の小天体研究センター (CNEOS) のセントリー プログラム カタログでは、カタログ化された地球に近い小惑星の中に、数段階のリスクの原因となるものがないことが保証されています。何世紀にもわたって。したがって、小惑星が地球に比較的接近して遭遇するたびに私たちが慣れ親しんでいる壊滅的なニュースにはまったく根拠がありません。

影響によって特徴づけられた過去の豊かな役割

遠い昔、地球は小惑星との無数の衝突を経て誕生し、最終段階では火星そのものの寸法である本物の惑星の胚さえ生まれました。数十億年というより大きな時間スケールで話すと、小惑星や彗星の衝突が地球の歴史において重要な役割を果たしてきたことが科学的証拠によって示されています。特に水の輸送と生命そのものの進化に関してです。

現在、惑星間の物質の流れは無視できません。毎年約 10 万トンが地球に到達し、そのほとんどは地表には到達しませんが、蒸発して大気の一部になります。

おそらく、宇宙から引き起こされる大変動を正しく解釈するという課題のため、人口の大部分は人類に迫り来るこの危険を過小評価し続けています。それにもかかわらず、直径 50 メートル未満にもかかわらず、シベリアのタイガ 2,200 平方キロメートルを破壊した 1908 年のツングースカ衝突を認識すると、私たちは再考する必要があります。

そのような状況において、学習を継続したいという健全な欲求とともに、DART のミッションは私たちに道を示してくれます。宇宙探査と人類が直面する問題への断固たるアプローチ。特に科学技術力を活用することが私たちの生き残りの鍵となります。