Dragan KOSOVAC

1. januar 2022.

Stara kineska poslovica kaže da put od hiljadu milja počinje samo jednim korakom. Istraživanje kosmosa je put koji se meri milijardama svetlosnih godina, ali svaka misija je korak dalje ka novim otkrićima, tehnologijama i mogućnostima za brže napredovanje na tom ogromnom putovanju. Sem toga, zbog ograničenih sredstava, razvojni timovi u svemirskim agencijama širom sveta neprestano nastoje da u gotovo svakoj misiji testiraju nove ideje, hardver ili konstruktorska rešenja. S vremena na vreme, pojave se i misije čiji je primarni cilj upravo testiranje novorazvijenih sistema i tehnologija, a kada su zanimljive kao što je DART (Double Asteroid Redirection Test, engl. testiranje promene pravca dvostrukog asteroida), ne čudi da su oči javnosti uprte u njen tok i ishod. Na stranama ovog časopisa više puta smo pisali o asteroidima, bilo da se radi o njihovom proučavanju (SK 11/2018) ili zaštiti od slučaja da neki od njih udari Zemlju u vidu meteora (SK 4/2013). Pored toga što je test-platforma za više inovativnih sistema, sonda DART je zanimljiva i zbog načina na koji će obaviti svoj konačni cilj - planski će se sudariti sa asteroidom.

Preusmeravanje

Otkako je čovečanstvo postalo svesno koliku opasnost po naš opstanak predstavljaju veliki asteroidi čija putanja bi mogla da se ukrsti sa Zemljinom, radi se na razvoju sistema za njihovo blagovremeno otkrivanje, kao i metoda za promenu smera njihovog kretanja. Zapravo, svaka svemirska agencija ima neki oblik programa odbrane planete od asteroida i na tom planu blisko sarađuju. U Sunčevom sistemu trenutno nam je poznato više od 600 hiljada asteroida. Oni čije orbite dolaze u relativnu blizinu Zemljinoj, klasifikovani su kao NEO (Near-Earth Object, engl. objekat blizu Zemlje) i njih ima oko 20 hiljada, a iz te grupe 800 asteroida se smatra potencijalno opasnim i njih astronomi neprestano prate. Ipak, otkrivanje i praćenje samo je jedan deo posla, jer kada se bude ukazala potreba, moramo nešto da uradimo da bismo sprečili udar asteroida u Zemlju (ili razornu eksploziju prilikom sagorevanja u atmosferi).

Dok detonacija nuklearne bombe u ili na asteroidu deluje spektakularno u filmovima, najbolje rešenje za obračun sa opasnim asteroidom je mnogo jednostavnije, ali i dalje veoma efikasno. Naime, asteroid koji preti sudarom sa Zemljom ne moramo da uništimo, već je dovoljno da mu minimalno izmenimo putanju kako bi promašio našu planetu. Trenutno se za najbolji (i svakako najmanje komplikovan) način za promenu putanje asteroida smatra takozvani „kinetički impaktor”, odnosno, ciljani udarac nekim objektom koji će preneti svoju kinetičku energiju na asteroid.

AIDA

Pokrenut 2013. godine, projekat AIDA(Asteroid Impact and Deflection Assessment, engl. udarac u asteroid i procena skretanja) započeo je kao saradnja svemirskih agencija ESA i NASA u okviru kog će biti obavljene dve nezavisne, ali povezane misije. Prema originalnom planu, prva je ESA trebalo da lansira izviđačku sondu AIM(Asteroid Investigation Mission, engl. misija za istraživanje asteroida) i postavi je u orbitu binarnog asteroida 65803 Didymos. Ovaj asteroid nosi epitet binarnog (ili dvostrukog), jer sam „glavni” Didymos, prečnika od oko 780 metara, u svojoj orbiti ima manji „mesec”, asteroid Dimorphos, čiji prečnik je 160 metara. Ovaj binarni asteroid izabran je kao meta misije iz dva glavna razloga. Prvi je njegova pozicija: dovoljno je daleko od Zemlje da bilo koja promena njegove putanje ne može da ima opasne posledice, ali i dovoljno blizu da udarac može da se zada precizno. Drugi je sama činjenica da se radi o binarnom sistemu, pa će gravitaciono polje Didymosa nastaviti da kontroliše Dimorphos čak i nakon udarca.

Na osnovu detaljnih podataka koje bi prikupio AIM, NASA bi zadala udarac u Dimorphos sondom DART, nakon čega bi AIM nastavio sa praćenjem rezultata udarca. Nažalost, zbog nemogućnosti Nemačke da plati svoj deo misije, ESA je 2016. godine otkazala AIM i zamenila ga manjom misijom, Hera. Tek 2027. godine Hera će do Didymosa dovesti dva CubeSata koji će da iz neposredne blizine i tokom dužeg perioda osmatrati rezultate udara sonde DART (postoji mogućnost da se u paketu nađe i treća sonda, SCI, iz japanske agencije JAXA).Ipak, kako se ne bi čekalo čak pet godina na podatke, Italijanska svemirska agencija (ASI) obaviće „uviđaj” tri dana nakon što DART obavi misiju pomoću sonde LICIACube(Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids, engl. laki italijanski CubeSat za snimanje asteroida).

DART

Sonda DART lansirana je 24. novembra 2021. godine pomoću rakete Falcon 9 Block 5, kompanije SpaceX i trenutno se kreće ka asteroidu 65803 Didymos, gde će 26. septembra 2022. godine udariti u njegov satelit Dimorphos. Jedna od zanimljivosti konstrukcije ove sonde, veličine frižidera i teške preko 600 kilograma, jeste upadljivo odsustvo napredne naučne opreme, već se sve svodi na tri navigaciona uređaja: senzor za određivanje pozicije Sunca, kamera za praćenje zvezda i kamera DRACO(Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical navigation, engl. kamera za optičku navigaciju i izviđanje asteroida Didymos) koja, efektivno, služi za „nišanjenje”, kako bi DART precizno udario u Dimorphos. Didymosov satelit trenutno kruži oko njega i potpuno ga obiđe na svakih 11,92 sata. Ukoliko sve pođe po planu, nakon što DART udari u Dimorphos (brzinom od oko 6,6 kilometara u sekundi), ovaj orbitalni period biće skraćen za 10 minuta. Ta promena u kretanju Dimorohosa od samo 0,4 milimetra u sekundi biće dovoljna da se zajednička putanja binarnog asteroida promeni. Deset dana pre udarca sonde u asteroid, DART će otpustiti sondu LICIACube, koju trenutno nosi sa sobom. Tokom samog udarca, dve kamere koje nosi LICIACube snimaće iz daljine ceo proces, a tri dana nakon udarca, napraviće detaljne snimke Dimorphosa iz neposredne blizine. LICIACube je CubeSat od 6U, što znači da se sastoji od šest jednolitarskih segmenata (svaki ima dimenzije 10×10×10 centimetara). Posmatranje ponašanja asteroida neposredno nakon udarca značajno je za praćenje drugog fenomena koji utiče na kretanje asteroida - izbacivanje čestica sa njegove površine.

Tehnologije

Dok su naučni deo misije DART i sudar sonde sa asteroidom već prilično interesantni, za brojne buduće misije zanimljivija je sama konstrukcija sonde, jer obuhvata više inovativnih sistema koji nisu korišćeni ranije.

Na prvom mestu je jonski potisnik NEXT (NASA Evolutionary Xenon Thruster, engl. NASA evolutivni ksenonski potisnik), koji je tri puta jači od elektrostatičkih jonskih potisnika NSTAR (NASA Solar Technology Application Readiness, engl. NASA spremnost za primenu solarne tehnologije), korišćenih na sondama Dawn i Deep Space 1. Specifična oznaka NEXT-C ukazuje na to da je ovaj potisnik dostigao komercijalni stadijum razvoja, tako da NASA može da ga isporučuje drugim zainteresovanim agencijama ili čak kompanijama. Glavna namena ovog tipa potisnika biće pokretanje sondi u okviru programa Discovery, New Frontiers i Mars Exploration, kao i svih drugih misija kojima bude dodeljen status visokog značaja.

Da bi se obezbedilo oko 3,5 kilovata struje neophodne za rad potisnika tako velike snage, DART ima solarne panele čija površina iznosi 22 kvadratna metra, ali to nisu obični ili tradicionalni solarni paneli. U pitanju je prva praktična primena dizajna ROSA (Roll Out Solar Array, engl. solarni panel koji se odmotava), koji je testiran pre četiri godine na Međunarodnoj svemirskoj stanici, ali u prisustvu kosmonauta. DART je prva misija u kojoj će odmotavanje panela biti obavljeno bez mogućnosti kontrole i intervencije čoveka. Odmotavanje nije jedina novost ovih panela. Naime, ovo je prvi praktični test tehnologije koja koristi naziv Transformational Solar Array (engl. transformišući solarni panel). U pitanju su specijalni segmenti u kojima su visokoefikasne solarne ćelije u čijoj neposrednoj blizini su pokretni reflektivni elementi, laka ogledala koja usmeravaju više svetlosti na same ćelije. Pošto su ogledala mnogo lakša od samih solarnih ćelija, finalni rezultat je smanjenje mase kompletne sonde.

Dodatna novost koju DART nosi sa sobom je oslonac njegovog komunikacionog sistema. U pitanju je novi tip antene sa visokim pojačanjem, SRLSA (Spiral Radial Line Slot Array, engl. antena sa spiralno, radijalno postavljenim linijskim prorezima). Kao većina novih tehnologija koje se testiraju tokom ove misije, tako je i ova antena lakša, manja i troši manje energije od ranije korišćenih rešenja, bez gubitaka u performansama.

• • •

Taman kad smo vas zainteresovali za ovu misiju, moramo da vam saopštimo da se naoružate strpljenjem, jer će se sam udarac sonde u asteroid odigrati tek krajem septembra 2022. godine, a drugi deo programa AIDA, ESA misija Hera, biće lansiran 2024. godine, da bi sonde stigle do Didymosa tek tri godine kasnije. Ipak, sam podatak da je DART uspešno udario u Dimorphos potvrdiće da su svi novi sistemi integrisani u sondu uspešno funkcionisali i da mogu da se koriste i dalje usavršavaju tokom budućih misija.

Na kraju, treba imati u vidu da se ovakva testiranja ne obavljaju bez potrebe. Svemirske agencije neprestano prate asteroid 99942 Apophis, prečnika 370 metara. Otkriven 2004. godine, ovaj asteroid je duže od decenije predstavljao najveću pretnju Zemlji. Srećom, najnovija merenja isključuju mogućnost sudara u toku sledećih 100 godina, a do tada bi evolucija sistema razvijenih u misijama kao što je DART trebalo da pretvori skretanje asteroida u rutinski posao. Uostalom, nikad se ne zna kada će neko da odluči da asteroide pune vrednih minerala spušta na Mesec radi lakog rudarenja.