Når NASAs DART-romfartøy knuser asteroiden Dimorphos 26. september, vil den ha et stille vitne: En italiensk cubesat kalt LICIACube vil se det banebrytende eksperimentet i sanntid for ivrige forskere på jorden.
LICIACubeeller Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids, er en 31-pund (14 kilo) mikrosatellitt som har kjørt seg på DART (Dobbel Asteroid Redirection Test) til Didymos-Dimorphos binære asteroidesystem. DART distribuerte cubesat på søndag (11. september) kl. 19:14 EDT (2314 GMT) for å gi LICIACube 15 dager til å innta en sikker posisjon for å observere DARTs kollisjon med Dimorphos. Nedslaget er et første i sitt slag eksperiment designet for å endre banen til en romstein i en avgjørende test av en planetarisk forsvar konsept som en dag kan redde livet til millioner av mennesker på jorden.
“LICIACube vil bli frigjort fra dispenseren på et av DARTs eksterne paneler, og vil bli guidet (bremsing og rotering) for å starte sin autonome reise mot Dimorphos,” Elena Mazzotta Epifani, en astronom ved Italias nasjonale institutt for astrofysikk (INAF) og en medetterforsker på LICIAcube-oppdraget, fortalte Space.com i en e-post. “Cubesat vil peke kameraene sine mot asteroidesystemet, men også mot DART, og vil sannsynligvis ta noen bilder av det.”
I slekt: NASAs DART asteroide-impact-oppdrag forklart i bilder
Det eneste førstehåndsvitnet
LICIACube, utstyrt med to optiske kameraer, vil følge DART mot Dimorphos og til slutt sette seg inn for å se dramaet fra en trygg avstand på 600 miles (1000 kilometer) når romfartøyet på 1345 pund (610 kg) treffer steinen 26. september, Mazzotta Epifani la til. “DART-effekten vil være [seen] som en økning av mållysstyrken ved å sammenligne bilder av Dimorphos tatt før og etter sammenstøtet,” skrev hun.
På tidspunktet for sammenstøtet vil Dimorphos og Didymos være omtrent 11 millioner km fra jorden, ifølge NASA (åpnes i ny fane). Selv om jordbaserte astronomer ikke vil være i stand til å se nedslaget, vil de observere systemet nøye i de påfølgende ukene for å finne ut om den 12-timers banen til den 560 fot brede (170 meter) Dimorphos rundt den 2600 fot brede (800 m) Didymos vil ha fått fart som forventet. De vil gjøre det ved å måle intervallene mellom periodene med kort dimming som finner sted når de to asteroider formørke hverandre.
Men selv om slike observasjoner kan være nok til å bekrefte at eksperimentet fungerte, ville de ikke gi noen detaljer om virkningene av DARTs innvirkning på asteroiden. Og så, rett etter at DART smasher inn i Dimorphos, vil LICIACube bevege seg nærmere for å inspisere scenen.
“LICIACube vil … utføre en ‘rask forbiflyvning’ rundt 3 minutter etter DART-kollisjon på en minimumsavstand på omtrent 55 km [34 miles] fra Dimorphos’ overflate ved sin nærmeste tilnærming,” skrev Mazzotta Epifani. “Bildeopptaket av de to kameraene ombord vil være nesten kontinuerlig i rundt 10 minutter og vil bli viet til mål- og ikke-støtsidene, så vel som til plym produsert av DART-effekten.”
LICIAcube vil da sende bildene til Jordmen Mazzotta Epifani advarte om at det kan ta uker å få ned alle dataene.
Vi vet ingenting om Dimorphos
Å forstå virkningene av DARTs innvirkning på Dimorphos i dybden er avgjørende siden et lignende system en dag kan være nødvendig for å avlede en stein på kollisjonskurs med Jorden. En asteroide på størrelse med Dimorphos kan forårsake ødeleggelse over hele kontinentet, mens virkningen av en på størrelse med den større Didymos kan merkes over hele verden.
Men det er en hake: Selv om astronomer i stor detalj kjenner banene til de fleste av de 26 115 for tiden kjente jordnære asteroidene (hvorav 2000 er klassifisert som “potensielt farlige” på grunn av deres størrelse og nærmeste tilnærming til jorden), vet de overraskende lite om disse steinene. Spesielt forstår ikke forskere tettheten til materialet bergartene er laget av og kan bare gjette hvordan overflaten kan oppføre seg ved støt.
Teamet bak NASAs OSIRIS-REx-oppdragsom havnet i nærheten av jorden asteroide Bennu i oktober 2020, opplevde fallgruvene til disse ukjente. Asteroidens uventet myke overflate svelget nesten romfartøyet, touchdownen genererte det OSIRIS-REx hovedetterforsker Dante Lauretta beskrev som “en stor mur av rusk” som lett kunne ha ødelagt romfartøyet.
Lauretta, en planetarisk forsker ved University of Arizona, fortalte Space.com da hendelsen ble annonsert, antydet det at et avbøyningsforsøk kan være vanskeligere enn antatt, siden asteroider med myk overflate bare kunne absorbere nedslaget.
Teamet bak DART vet like lite om Dimorphos som OSIRIS-REx-teamet visste om Bennu før romfartøyet ankom asteroiden. Bildene tatt av DART selv før nedslaget og deretter av LICIACube, vil være de første detaljerte visningene av Dimorphos-astronomer noensinne vil se.
“Vi kjenner de generelle overflateegenskapene til de større Didymos, takket være bakkebaserte spektroskopiske og fotometriske målinger, men vi vet nesten ingenting om Dimorphos, som er for liten til å produsere en effekt som er løst fra den som kommer fra hovedkroppen.” Mazzotta Epifani skrev. “Vi *antar* fra teoretiske modeller for dannelse av binære asteroider at Dimorphos er veldig lik Didymos, men vi vet praktisk talt ingenting om graden av kohesjon av overflatematerialer, størrelsesfordelingen av overflateavfall, og så videre.”
Forskere tror Dimorphos er en såkalt “ruble haug-asteroide” som Bennu: et sammensurium av steinblokker og skitt som tidligere brøt av fra hovedasteroiden Didymos og nå bare holdes sammen av kraften til gravitasjon. Siden asteroiden er ganske liten, er denne kraften ganske svak. Av denne grunn forstår ikke astronomer hvilken innvirkning DART vil ha, hvor mye materie den vil kaste opp i verdensrommet og hvor stort krater den kan etterlate seg.
Lærdom for fremtiden
“Sammen vil DART og LICIACube for første gang og med høy detalj analysere de fysiske egenskapene til en binær jordnær asteroide, slik at vi kan undersøke dens natur og ha hint om dens dannelse og utvikling,” skrev Mazzotta Epifani. “LICIACube vil få flere bilder av utstøtingsflommen produsert av selve støtet, av DART-støtet [crater] størrelse, så vel som den ikke-påvirkende halvkulen for å hjelpe oss å studere størrelsen og morfologien til krateret og effektene på overflateegenskapene i omgivelsene.”
Den gode nyheten er at jo mer informasjon forskere samler inn, jo bedre vil de være i stand til å forutsi effekten av mulige fremtidige intervensjoner på lignende asteroider.
Den italienske romfartsorganisasjonen, som fører tilsyn med LICIACube-oppdraget, evaluerer for tiden planene om å utvide oppdraget til å utføre andre studier av det binære asteroidesystemet Didymos-Dimorphos, skrev Mazzotta Epifani, og la til at enhver beslutning om å forlenge oppdraget utover den umiddelbare ettervirkningen vil først lages etter 26. september.
Italias første romfart
For italienerne, som har en spirende romindustri som har bidratt til noen av de mest profilerte europeiske romprosjektene (inkludert den europeiske Columbus-modulen til den internasjonale romstasjonen), er LICIAcube det første romfartsoppdraget landet vil operere på Dens eget. LICIAcube ble utviklet og bygget på mindre enn tre og et halvt år og ligner på ArgoMoon, en av cubesats på tur til månen på NASA Artemis 1 oppdragsom fortsatt er venter på avgang etter at en drivstofflekkasje stoppet et oppskytingsforsøk 3. september.
“LICIACube er ikke bare det første oppdraget i deep space som Italia vil operere, det er også det første fullt utformede, realiserte og administrerte i Italia, inkludert datamottak og -administrasjon,” skrev Mazzotta Epifani.
Med LICIAcube gikk Italia inn for å fylle gapet skapt av forsinkelser i budsjettgodkjenningen i European Space Agency (ESA) HERA oppdraget mye større romfartøy, som opprinnelig var ment å ankomme Didymos-Dimorphos-duoen før DART-nedslaget for å inspisere systemet og deretter observere krasjet og studere ettervirkningene i detalj. ESA planlegger fortsatt å lansere HERAmen romfartøyet vil ikke nå Didymos før 2027.
Følg Tereza Pultarova på Twitter @TerezaPultarova. Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.