Hera är på väg mot asteroiden Didymos för att förstå effekten av nedslaget och kursändringen.

 

Bild wikipedia. Didymos (nederst till vänster) och Dimorphos (överst till höger) fotograferade av rymdsonden DART.

Sonden Hera är på en två år lång resa till det binära asteroidsystemet Didymos där sonden ska analysera resultaten av mänsklighetens första asteroidavböjningsexperiment.

DART-farkosten sköts upp den 24 november 2021 och kolliderade framgångsrikt med Dimorphos den 26 september 2022 klockan 23:14 UTC,  cirka 11 miljoner kilometer ; 0,074 astronomiska enheter; 29 månavstånd) från jorden. Kollisionen förkortade Dimorphos omloppsbana med 32 minuter, vilket var betydligt mer än den fördefinierade framgångströskeln på 73 sekunder.

 DART:s framgång med att avleda Dimorphos berodde på den rörelsemängdsöverföring som var förknippad med rekylen från det utkastade skräpet, vilket var betydligt större än det som orsakades av själva nedslaget. Därmed visade experimentet att vi kan ha en chans att avleda en asteroid som är på väg mot Jorden.

Den senaste djuprymdsmanövern var noggrant uträknad för att ställa in Hera för en gravitationsassistans i mars 2025 som kommer att förkorta restiden till Didymos. "Vi är mycket lyckligt lottade att Mars är på rätt plats för att kunna förkorta Heras restid", beskriver Pablo Muñoz från ESOC:s uppdragsanalysteam vilka planerade Heras resa.

Detta gör det möjligt för oss att designa en bana som använder Mars gravitation för att accelerera Heras fart mot Didymos vilket ger betydande bränslebesparingar för uppdraget och gör det möjligt för Hera att anlända till asteroiderna månader tidigare än vad som annars skulle varit möjligt.

Hera kommer också att använda förbiflygningen av Mars för forskning. ESA-teamet har designat en bana som kommer få farkosten att fara förbi Mars måne Deimos på ett avstånd av 300 km innan den passerar själva Mars vilket ger en sällsynt chans att studera denna marsmåne.

Hera kommer sedan att genomföra en andra djuprymdsmanöver i februari 2026 innan en sekvens av rendezvous-manövrar från oktober till december 2026 tar den i närheten av asteroiderna.

Vid Didymos kommer Hera att påbörja sitt uppdrag med att svara på frågor som: Hur och varför bildas binära asteroidsystem? När NASA:s DART-uppdrag träffade Didymos måne Dimorphos 2022, lämnade den då efter sig en krater eller omformade den hela asteroiden? Vad är Dimorphos inre struktur?

Viktig fråga  att få svar på är varför uppdraget med att ändra  Didymos bana fick större effekt än man räknat ut det skulle få. Kan det ha betydelse vad en asteroid består av i fför att förstå hur en effekt av ett nedslag ska ge på en kursändring eller inte? Kanske räcker det inte att räkna ut kurs och storlek på en asteroid på väg mot oss  för att ändra dess kurs utan man bör även veta vad den är uppbyggd av för att inte överraskas av effekten av en sammanstötning.

Asteroiden Didymos snurrar så snabbt att materia slungas ut från den.

 

Didymos är en asteroid i ett binärt system och klassificeras som en potentiellt farlig asteroid  Apollo-gruppen (jordnära asteroider).  Asteroiden upptäcktes 1996 och har en måne med diametern 160 meter kallad Dimorphos, upptäckt 2003.

Didymos måne, Dimorphos var målet för DART-uppdraget  som innebar att testa om det gick att med en kollision ändra kurs på en asteroid som riskerade träffa jorden. Uppdraget blev lyckat det visade sig fungera.

Ett team av planetforskare vid Universidad de Alicante i Spanien har nyligen upptäckt att asteroiden Didymos snurrar så snabbt att spillror  av den kastas ur den nära dess ekvator. I en artikel publicerad i tidskriften Icarus beskriver forskarna sin studie av asteroidens snurrande och förklarar varför detta kan påverka hur andra rymdobjekt i framtiden bör studeras.

Enligt  tidigare teori har föreslagits att Didymos måne Dimorphos kom till på grund av att skräp  kastades ut från den mycket större asteroiden Didymos. När bitar av material då knoppades av samlades de i närheten och samlades så småningom samman genom gravitation och resultatet blev månen Dimorphos som sedan dess kretsat runt Didymos. Teorin antydde möjligheten att material fortfarande kastas ut från Didymos.

Hittills har forskargruppen kunnat mäta Didymos storlek och massa och har bestämt åtminstone en del av dess sammansättning. De vet också att dess rotationshastighet är så snabb att det kan förklara asteroidens toppliknande form. Gruppen har för studien matat in allt som är känt om asteroiden i en datormodell. Modellen visade att den snurrar tillräckligt snabbt för att kasta ut material från dess ekvator.

När material numera kastas ut tror forskarna att det finns fyra scenarier som kan inträffa; materialet kan helt enkelt falla tillbaka ner på asteroiden, det kan försvinna ut i rymden, fastna i omloppsbana runt asteroiden eller landa på dess måne Dimorphos. De tror att det första alternativet är troligast. 

Men kommer inte att veta säkert förrän förrän Europeiska rymdorganisationens Hera-uppdrag (kommer fram under 2024) då en sond kommer att skickas till Dimorphos och Didymos för att studera dessa och att skicka tillbaka data.

För min del anser jag att båda objekten har bildats samtidigt en gång alternativt har månen Dimorphos fångats in vid en närkontakt av Didymos.

Bild vikipedia Didymos (nere till vänster) och Dimorphos (uppe till höger) fotograferade av rymdsonden DART.

Hubbleteleskopets film då Dart träffade månen Dimorphos visar på överraskande händelseförlopp

 

Dimorphos är en asteroidmåne som kretsar runt asteroiden 65803 Didymos i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. DART var en rymdsond som den 26 september 2022 enligt plan kraschade in i asteroidmånen Dimorphos . Detta gjordes för att bedöma den framtida potentialen att avleda en asteroids bana på eventuell kollisionskurs med Jorden. Uppdraget blev lyckat, månen ändrade sin bana.

NASA: s rymdteleskop Hubble tog en serie bilder av händelsen.

DART-experimentet gav också nya insikter om planetkollisioner som kan ha varit vanliga i det tidiga solsystemet.

En film togs av Hubble (se länk)  av efterdyningarna av DART: s kollision vilken visar överraskande och anmärkningsvärda skeenden timme för timme när damm och bitar av skräp kastades ut i rymden efter kraschen. DART kraschade ner på asteroiden i en hastighet av över 2000km/h och över 1 000 ton damm och sten åkte  iväg ut i rymden från asteroidmånen.

Hubble-filmen erbjuder ovärderliga nya ledtrådar till hur skräpet spreds i ett komplext mönster dagarna efter händelsen. Mängden damm mm var mycket större än vad som kunde registreras av LICIACube cubesat, som flög förbi den binära asteroiden minuter efter DART: s nedslag."

DART-nedslaget gjordes i ett binärt asteroidsystem (asteroid, asteroidmåne). Vi har aldrig sett ett objekt kollidera med en asteroid i ett binärt asteroidsystem tidigare i realtid. Jag tycker det är fantastiskt. Det händer mycket grejer här. Det kommer att ta lite tid att räkna ut hur och vad som sker, sa  Jian-Yang Li vid Planetary Science Institute i Tucson, Arizona. Studien av efterdyningarna leddes av Li tillsammans med 63 andra DART-teammedlemmar och studien publicerades den 1 mars i tidskriften Nature.

Filmen se länk ovan visar tre överlappande stadier av nedslagets efterdyningar: bildandet av en kon sker, en spiralvirvel av skräp som fångas upp längs asteroidens bana  ses och svansen av skräp som svepte bakom asteroidmånen genom solljusets tryck ses.

Hubble-filmen börjar 1,3 timme före kraschen. Både Didymos och Dimorphos finns inom den centrala ljuspunkt som ses. Ett ljus som  inte Hubbleteleskopet kan särskilja till de två asteroiderna som två ljus. De tunna, raka spikarna som skjuter ut från mitten (och ses i senare bilder) är sken från Hubbles optik. Den första ögonblicksbilden kom 2 timmar efter händelsen till jorden (ljuset tar tid att komma tillbaks till jorden på grund av avståndet) . Här ses skräp ut från asteroiden med en hastighet av ca 6 km/h (tillräckligt snabbt för att undkomma asteroidens gravitationskraft, så det inte faller tillbaka ner på asteroiden). Utkasten ses som en  ihålig kon med långa trådar.

Cirka 17 timmar efter kollisionen förändrades skräpmönstret. Den dynamiska interaktionen inom det binära systemet började förvränga konformen på skräpet. De mest framträdande strukturerna blev då roterande former liknande hjul med ekrar. Det här är verkligen unikt för just den här händelsen", säger Li. "När jag först såg dessa bilder kunde jag inte tro på dessa mönster. Jag tänkte att bilden kanske var utsmetad eller något."

Hubble fångar sedan skräpet som därefter sveps tillbaka in i en kometliknande svansform av solljusets tryck på de små dammpartiklarna. Svansen sträcker sig ut i ett skräptåg där de lättaste partiklarna färdas snabbast och längst bort från asteroiden. Mysteriet förvärras senare när Hubble registrerar att svansen är uppdelad till två under några dagar.

En mängd andra teleskop på jorden och i rymden där  bland annat NASA: s James Webb Space Telescope och rymdsonden Lucy  observerade  DARTs påverkan då den kraschat på asteroidmånen.  Resultatet efter kraschen blev positivt. Månen ändrade sin bana något och har nu en något förändrad bana runt går nu vidare runt Didymos.

Bild vikipedia på Dimorphos

NASA: s asteroidkrossande DART-farkost ska krascha ner på Didymos måne Dimorphos under september 2022.

Sex nätter av observationer med två kraftfulla teleskop bekräftade att omloppsbanan för asteroid Didymos med dess måne Dimorphos är perfekt anpassad för att NASA: s asteroidkrossande DART-rymdfarkost ska anlända dit som beräknat i slutet av september.

Observationerna som genomfördes i början av juli av Lowell Discovery Telescope i Arizona och Magellan Telescope i Chile bekräftade de tidigare omloppsberäkningarna från 2021. Nya uppgifter kommer när rymdfarkosten Double Asteroid Redirection Test (DART) enligt plan  kraschar ner i den mindre asteroiden kallad Dimorphos (månen till asteroiden Didymos).  Syftet med kraschen är att testa en potentiell teknik för att avleda en eventuell framtida asteroid kurs som hotar jorden något som däremot inte Didymos och Dimorphos gör för närvarande (förhoppningsvis ändras inte detta heller efter kraschen på Dimorphos).  Asteroiderna tillhör gruppen apollo-asteroider innebärande jordnära asteroider som korsar jordens bana regelbundet.

Didymos och dess måne Dimorphos kommer att ha sitt närmaste läge till jorden på flera år i slutet av september och passerar då på ett avstånd av cirka,8 miljoner kilometer från oss. Den 26 september, kommer DART-farkosten att krascha ner i den 170 meter stora Dimorphos i ett försök att ändra dess omloppsbana runt den 780 m stora Didymos. Experimentet är det första försöket någonsin att ändra en asteroids omloppsbana och kan bana väg för ett framtida planetförsvarssystem om en asteroid skulle hota jorden.

Forskare behöver de detaljerade omloppsparametrarna för de två rymdstenarna, inte bara för att på ett tillförlitligt sätt styra DART till sitt mål. Efter nedslaget kommer astronomer över hela världen nämligen att mäta asteroidernas banor för att se om och hur mycket Dimorphos bana förändrades efter kollisionen. Ändringen kan vara ganska liten och därför krävs extremt noggranna mätningar av den ursprungliga konfigurationen för stt upptäcka skillnaden efter kraschen.

"Före-och-efter-karaktären av detta experiment kräver stor kunskap om ett asteroidsystem innan vi gör något åt det", säger Nick Moskovitz, astronom vid Lowell Observatory i Arizona och medledare för observationskampanjen i juli, i ett uttalande. " Vi vill inte i sista minuten upptäcka: 'Åh, här är något vi inte hade tänkt på eller fenomen som vi inte hade övervägt.' Vi vill vara säkra på att alla förändringar vi ser helt och hållet beror på  DARTs nedslag."

Bortsett från de uppenbara krafterna, såsom gravitationskraften hos större kroppar, kan asteroidbanor påverkas av mer subtila fenomen, såsom effekter av solstrålning, säger forskarna i uttalandet.

Dimorphos bana runt Didymos förväntas efter kraschen förkortas med flera minuter. Genom att mäta förändringen med maximal precision kommer astronomer att även kunna få viktig information om Dimorphos struktur och egenskaperna hos materialet den består av.

Bild vikipedia Formmodell av Didymos och dess satellit (måne) Dimorphos, baserad på fotometrisk ljuskurva och radardata.