Løbet om at besøge asteroiden, der gør det nærmeste af jorden

Rumbureauer fra USA, Europa og Japan planlægger alle at besøge Asteroid Apophis, når det gør en ekstremt tæt flyby i 2029 for at lære at aflede andre som det kan lide det

På fire år, den 13. april 2029 for at være nøjagtig, vil en stor asteroide ved navn Apophis flyve ved jorden kun 32.000 kilometer over overfladen. Apophis, ligesom den nyligt identificerede asteroide kendt som 2024 YR4, blev engang antaget at være på et crashkursus med vores planet. Efter sin sandsynlighed for at ramme os blev sænket til nul, og nogle formodede suk af lettelse, begyndte astronomer at planlægge den dag, det ville gøre sin usædvanligt tætte flyby.

Når det sker, en flåde af rumfartøj – med missioner af NASA, Det Europæiske Rumbureau (ESA) og Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) – vil jage det ned.

”Denne form for tilgang til et organ af Apophis’s størrelse forekommer kun en gang hvert par tusinde år,” siger Patrick Michel ved Côte d’Azur University i Frankrig, medlem af ESAs Apophis-jagtprojekt. “Dette er ekstraordinært.”

For at møde dette øjeblik samlet astronomer og planetariske forsvarsforskere fra hele verden sig på University of Tokyo fra 7. til 11. april for et meget usædvanligt værksted. Hvert rumfartsagentur delte sine missionens mål, mens de sørgede for, at de ville koordinere med hinanden for at få mest muligt ud af denne mulighed.

Selvom flere rumfartøjer effektivt vil køre for at komme til Apophis først, ”ingen vinder eller mister”, siger Michel. Hvis det historiske team-up går efter planen, vil alle have en bedre forståelse af, hvordan man forsvarer planeten mod morder-asteroider.

Kort efter, at Apophis blev opdaget i 2004, forårsagede det lidt af en frygt. I henhold til de tidlige orbitalberegninger stod denne 450 meter lange asteroide-stor nok til at forårsage skade i en kontinental skala-en chance på 2,7 procent for at påvirke Jorden i 2029. Men opfølgningsobservationer udelukkede denne ulykkelige mulighed. I stedet vil det sikkert gå forbi Jorden.

Imidlertid vil det komme ekstremt tæt på planeten, der passerer under højden af ​​geostationære satellitter. Vejret tillader det, folk i Europa og Afrika vil være i stand til at se det med det blotte øje som en hurtigt bevægende glimt. ”Det (vil være) aftenskumrende himmel, når Apophis er lyseste,” siger Richard Binzel ved Massachusetts Institute of Technology.

Der er tusinder af asteroider, ligesom Apophis i næsten jordforbindelser, der endnu ikke er opdaget. Hvis det konstateres, at det er på vej mod vores vej, ville enhver mission, der forsøger at aflede eller ødelægge det, drage fordel af at vide, hvordan deres struktur er. Er det stive genstande, der kan absorbere virkningen af ​​et RAM-lignende rumfartøj, eller murbrokker bunker tilbøjelige til kaotisk fragmentering?

Apophis går ikke bare passivt forbi planeten. Det vil sandsynligvis skifte til en lidt anden bane, mens dens overfladgeologi og interiørstruktur vil blive forstyrret. ”Der kommer seismisk ryster på Apophis,” siger Dani Dellagiustina ved University of Arizona. Disse asteroide jordskælv vil antyde sin geologiske sammensætning.

Gennem det tætte møde vil et væld af jordbaserede observationer, inklusive radarobservationer, give os et præcist mål for asteroidens størrelse, form og bane. Men planetariske forsvarere har mere ambitiøse forhåbninger: De ønsker at sende flere rumfartøjer efter Apophis for at få det bedst mulige før, under og efter jorden flyby.

Den første af flåden er efterfølgeren til NASAs Osiris-Rex-mission. Dette rumfartøj ekstraherede stykker sten fra asteroiden Bennu i 2020, før han vendte tilbage til Jorden i 2023 for at droppe en kapsel indeholdende dem. Denne mission var primært videnskabelig; Disse stjålne skår studeres for at forstå oprindelsen af ​​både planeter og selve livet. Men Osiris-Rex hjalp også anti-strandoid forskningsindsats: det studerede asteroiden geologi og hjalp os bedre med at forstå, hvordan dette blev påvirket af sollys, som meget forsigtigt men markant ændrer en asteroids bane.

Osiris-Rex er siden blevet genanvendt til planetarisk forsvar. Mens rumfartøjet var på vej tilbage fra Bennu, indså dets operatører, at de kunne pilotere det på en sådan måde, at det også kunne møde med Apophis. Det kan ikke længere samle prøver med sin udvidelige arm, men den kunne undersøge asteroiden med sin pakke kameraer og sensorer.

Så 20 minutter efter, at prøvekapslen blev spredt mod Jorden, fyrede rumfartøjet sine thrustere og sendte den på en kredsløbsbane rundt om solsystemet for at indhente Apophis i 2029. Missionen, der nu er navngivet Osiris-Iapophis Explorer eller spids, tager en gamble: det var ikke designet til at få så tæt på solen som det har været. Heldigvis holder dets instrumenter op til den brændende varme. “Alt vises ‘gå’ for Apophis,” siger Dellagiustina, den vigtigste efterforsker for Osiris-Apex.

Osiris-Apex vil begynde at observere Apophis den 2. april 2029 fra 5 millioner kilometer væk og lukke kløften til kun 50.000 kilometer i løbet af det 13. april Earth-møde. Det ankommer endelig sammen med Apophis den 5. juni og flyver i formation med det til 2030 og kortlægger dens overflade. I september 2030 nærmer det sig Apophis, før de skyder dens thrustere mod det. Kendt som rumfartøjets thrusterundersøgelse af regolit eller omrøring, manøvre, er dette designet til at udsætte den uberørte geologi lige under asteroiden.

Osiris-Apex’s mission slutter i december 2030. Hvad sker der da? ”Vi er temmelig interesseret i at prøve nogle dristige ting,” siger Dellagiustina. De kan fremkalde Apophis med Osiris-Apxs udvidelige arm eller endda prøve at lande på overfladen. ”Vi ville meget gerne gøre noget vanvittigt, men lige nu håber vi bare på at komme igennem vores nominelle missionsplan.”

ESAs bidrag til flåden er den hurtige Apophis -mission for rumsikkerhed eller Ramses, rumfartøj. I modsætning til Osiris-Apex er dette et igangværende arbejde. Det foreløbige designarbejde er allerede finansieret, men venter på en kritisk Go-or-No-Go-beslutning på en ESA-samling i slutningen af ​​2025. Men der var betydelig optimisme i Tokyo, at Ramses ville være grønbelyst.

Paolo Martino i ESA, missionens projektleder, siger Ramses vil møde med Apophis i februar 2029 og flyver sammen med den i mindst seks måneder. Ud over at overvåge det med kameraer vil Ramses indsætte to miniature -satellitter kaldet Cubesats. Man vil bruge jordindtrængende radar til at undersøge det indre af Apophis, mens en anden kan lande et seismometer på asteroiden, siger Michel.

”Vi kan tage flere risici med terninger, mens moderrummet forbliver i en sikker position,” siger Michel.

At slå Osiris-Apex og Ramses til stansen-hvis det lanceres i 2028, som planlagt-vil være Jaxas Destiny+ Mission. Selvom dets primære mål er en anden asteroide ved navn Phaethon, som den vil nå i 2030, vil det gøre en flyby af Apophis i begyndelsen af ​​2029, hvor de tager fotografier for at hjælpe den indkommende Ramses og Apex -rumfartøjer, siger Tomoko Arai ved Chiba Institute of Technology i Japan, den vigtigste efterforsker af Destiny+.

Hvis man antager, at både Ramses og Destiny+ gør det fra lanceringspuden, skal den tredelte Apophis Squadron sikre, at den undgår et utilsigtet ødelæggelsesderby. ”En koordineringsopgave er at undgå kollision mellem rumfartøjer,” siger Michael Küppers, en ESA -planetforsker.

Men hvis de lykkes, vil NASA, ESA og Jaxa se Apophis transformere, når det kæmper med Jordens tyngdekraft – afslører vigtige hemmeligheder for planetariske forsvarere i processen.

”Vi har brugt år i betragtning af, hvad der sker med et objekt, når det gør en så tæt tilgang til en planet,” siger Cristina Thomas ved det nordlige Arizona University. ”Vi har endelig mulighed for at se.”