NASAによる惑星防衛のための小惑星偏向試験は予想以上に成功

いつか、私たちは潜在的に危険な小惑星の脅威に直面する可能性があり、科学者らは、小惑星が地球に衝突するコースに設定された場合、人類は小惑星をそらす能力が必要になるかもしれないと述べています。

小惑星の大きさはさまざまであり、そのため、強力なソニックブームを伴う輝かしい火の玉として空を横切る小さな物体から、地球規模の荒廃や大量絶滅を引き起こすほど大きな宇宙の巨大な岩石まで、衝突の影響は大きく異なる可能性があります。

2022年、NASAの二重小惑星リダイレクションテスト（DART）探査機は、連星小惑星系に到達するまで10か月の旅の後、より大きな小惑星ディディモスを周回する小さな衛星ディモルフォスに故意に激突した。

地球から約1100万キロメートル離れたこの地域へのミッションは成功し、科学者らは探査機からの衝突によりディディモスの周りを回るディモルフォスの軌道が約32分短縮されたことを発見した。

そして 新しい研究 Science Advances に掲載された論文では、衝突によって太陽の周りのペアの軌道がわずかに変化したという追加の影響が報告されています。

この研究の筆頭著者であり、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の惑星防衛科学者であるラヒル・マカディア氏は、この発見は地球を守る上での大きな前進であると述べた。

「小惑星を爆破する必要はない」と彼は言う。 「かなり前に少しだけ押してあげれば、脅威となる小惑星を地球から追い出すことができる可能性があります。」

なぜ科学者は 2 つの小惑星系を標的にしたのか

小惑星には単独で存在するものもありますが、多くは小さな伴衛星を持ち、連星系または三重系を形成するものもあります。 2 つ以上の岩体が周回している場所 空間でお互いに。

メリーランド大学の天文学名誉教授デレク・リチャードソン氏は、DARTチームが意図的に連星系をターゲットにしたのは、「少し大きな男の周りを回る小さな男の軌道の変化を測定するのがずっと簡単だからだ」と語る。

この星系では、ディモルフォスはおよそ 12 時間ごとにディディモスの周りを周回しますが、完全なペアが太陽を一周するには 2 年以上かかります、と彼は言います。この短い周期により、科学者は、太陽の周りを回る太陽系のはるかに長い太陽中心軌道よりもはるかに早く軌道変化を検出することができました。

この実験は、惑星防衛の小規模なデモンストレーションとしても機能した。太陽の周りを回る小惑星が地球と衝突する可能性がある場合、同じアプローチを使って小惑星を攻撃することができるだろう。

「私たちの課題は、『太陽系の小型バージョンを攻撃してみよう』ということでした」とリチャードソン氏は語った。

マカディア氏は、テスト中、その衝撃で「ディモルフォスの表面に幸せそうに座っていた岩、小石、さらには岩などの大量の物質」が即座に吹き飛ばされたと述べた。

ディディモスの周りのディモルフォスの軌道の変化はすぐに検出されましたが、太陽の周りのシステムの軌道の変化を測定するには、2022年10月から2025年3月までに収集された長期データが必要でした。

衝突の影響を追跡するために、科学者らはレーダー測定（非常に正確で、数百万キロメートル離れた場所であっても小惑星の位置を10～15メートル以内に特定できる）と恒星掩蔽を組み合わせた。これにより、小惑星が星の前を通過することで極めて正確な位置測定が可能になる。

これらの方法を使用すると、マカディア氏は、宇宙船の衝突によって小惑星系の軌道が毎秒11.7ミクロン（人間の髪の毛の幅の約10分の1）遅くなったと述べ、これは年間約360メートルに達するという。

「太陽中心軌道の変化が観測されたのはこれが初めてだ」と彼は言う。

この画期的な進歩は地球の安全にとって何を意味するのか

リチャードソン氏は、地球を脅かす既知の物体は存在しないが、この技術は、地球を脅かす物体が現れた場合に介入する能力があることを証明したと語る。

小惑星が衝突した場合、最初に地球の表面の約70パーセントを覆う海洋に衝突する可能性が高いと同氏は言う。

しかし、この技術は広大な陸地を保護するためにも役立ちます。

過去 1 世紀にわたって、2 つの大きな衝突がロシアを襲いました。1908 年のツングースカ衝突事故と 2013 年のチェリャビンスク隕石は大気中で爆発し、地上の人々に損害や負傷を引き起こしました。

リチャードソン氏によると、ロシアは地球上で最大の陸地であるため、最初に攻撃を受けることが多く、カナダはそれに僅差でつけられているという。

「それは基本的にダーツボードのようなもので、カナダはダーツボードのかなりの部分を占めています」と彼は言いました。

マカディア氏によると、DART ミッションは、将来の小惑星偏向の取り組みを計画するための重要なデータ ポイントも提供します。

宇宙船がディモルフォスに衝突したとき、その衝突により岩石の破片の雲が宇宙空間に吹き飛ばされ、小惑星の形が変形しました。

逃げた物質はそれ自体の勢いを持っており、ディモルフォスにさらなる推進力を与えた、と彼は言う。これは運動量増大因子として知られる。研究では、これにより宇宙船だけで届けられる「総推進力が効果的に2倍になった」ことが判明した。

これらの発見は、単一小惑星をターゲットにするか連星系をターゲットにするかにかかわらず、将来の動的衝突ミッションの計画に適用でき、小惑星がどの程度押し込まれるかを予測する信頼できる方法を提供します。

「必要に応じて小惑星を太陽から、そして地球から遠ざける方法を私たちは知っているので、今夜はゆっくり休むべきです」とマカディア氏は語った。