이중 소행성 재방향성 시험

Double Asteroid Redirection Test
이 기사는 임팩터 임무에 관한 것입니다.지구 궤도선에 대해서는 DART(위성)를 참조하십시오.
이중 소행성 재방향성 시험
디모르포스를 타격하는 DART 우주선의 도표
이름들다트
임무유형행성 방어 임무
교환입니다.나사 / APL
COSPARID2021-110A
SATCAT no.49497
웹사이트
임무지속시간
10개월1일
우주선 특성
우주선
  • DART 임팩터
  • LICIA 큐브위성
제조자응용물리학연구소
존스 홉킨스 대학의
발사질량
  • DART : 610kg (1,340lb)[1]
  • LICIA 큐브: 14kg (31lb)
치수
  • DART: 1.8 x 1.9 x 2.6m (5ft 11in x 6ft 3in x 8ft 6in)
  • ROSA: 8.5 x 2.4 m (27.9 x 7.9 ft) (각각)
힘6.6 kW
미션시작
출시일자2021년 11월 24일 06:21:02 UTC[1]
로켓Falcon 9 Block 5, B1063.3
발사장반덴버그, SLC-4E
청부업자스페이스 엑스
디모르포스 임팩터
영향일자2022년 9월 26일 23:14 UTC[2][3]
디디모스 계의 플라이바이
우주선 부품LICIA 큐브(DART에서 배포)
근접접근법2022년 9월 26일 ~ 23:17 UTC
거리56.7 km (35.2 mi)
악기
광학 항법용 디디모스 정찰 및 소행성 카메라(DRACO)

DART 미션 패치

이중 소행성 재연결 테스트(DART)는 지구 근접 물체(NEO)에 대한 행성 방어 방법을 테스트하기 위한 NASA의 우주 임무입니다.[4][5]그것은 우주선의 충격이 소행성에 정면으로 부딪힐 때 추진력의 전달을 통해 얼마나 많이 소행성을 비껴가는지를 평가하기 위해 고안된 것입니다.[6]선택된 대상 소행성인 디모르포스는 소행성 디디모스의 소행성으로, 두 소행성 모두 지구에 충돌 위협이 되지 않습니다.2021년 11월 24일 발사된 DART 우주선은 2022년 9월 26일 23:14 UTC에서 지구로부터 약 1,100만 킬로미터(680만 마일) 떨어진 곳에서 디모르포스와 성공적으로 충돌했습니다.이 충돌로 디모르포스의 궤도는 32분 단축되었는데, 이는 미리 정의된 성공 임계값인 73초를 크게 초과하는 것입니다.[7][8][9]DART가 Dimorphos를 비껴가는데 성공한 것은 분출된 잔해의 반동과 관련된 운동량 전달 때문인데, 충격 자체에 의해 발생한 것보다 훨씬 더 컸습니다.[10]

DART는 나사와 존스 홉킨스 응용 물리학 연구소의 공동 프로젝트였습니다.이 프로젝트는 NASA의 행성 방어 조정 사무소를 통해 자금을 지원받았으며, NASA의 행성 임무 프로그램 사무소는 마샬 스페이스 플라이트 센터에 있으며, 몇몇 NASA 실험실과 사무실이 기술 지원을 제공했습니다.이탈리아 우주국은 충돌 사건을 촬영한 큐브위성인 LICICube에 기여했으며, 유럽 우주국(ESA), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등과 같은 다른 국제적 파트너들도 관련 또는 후속 프로젝트에 기여하고 있습니다.[11]

미션이력

NASA와 유럽 우주국(ESA)은 소행성의 편향 전략을 시험하는 임무에 대한 개별적인 계획으로 시작했지만, 2015년까지 그들은 시너지 효과를 낼 수 있는 두 개의 분리된 우주선 발사를 포함하는 아이다(Asteroid Impact and Deventation Assessment)라는 공동 작업을 시작했습니다.[12][13][14]이 제안에 따라 2020년 12월에 유럽 소행성 충돌 임무(AIM)가, 2021년 7월에 DART가 시작되었을 것입니다.AIM은 더 큰 소행성의 궤도를 돌면서 그것의 구성 성분과 달의 구성 성분을 연구했을 것입니다.DART는 2022년 9월 26일 지구에 근접하는 동안 소행성의 달에 운동적으로 충격을 줄 것입니다.[13]

그러나 AIM 궤도선은 취소되었고, 헤라로 대체되었으며, 헤라는 DART 충돌 이후 4년 후에 이 소행성을 관측하기 시작할 계획입니다.따라서 지상 기반 망원경과 레이더에서 DART 충격에 대한 실시간 모니터링을 얻어야 했습니다.[15][14]

2017년 6월, NASA는 컨셉 개발에서 예비 설계 단계로 이동하는 [16]것을 승인했고, 2018년 8월에 임무의 최종 설계와 조립 단계의 시작을 승인했습니다.[17]2019년 4월 11일, NASA는 스페이스X 팰컨 9이 DART 발사에 사용될 것이라고 발표했습니다.[18]

작은 태양계 천체에 대한 위성 충돌은 NASA의 372 kg (820 lb) 딥 임팩트 우주 탐사선의 임팩터 우주선에 의해 이미 한 번 실행되었으며 완전히 다른 목적으로 실행되었습니다(혜성의 구조와 구성 분석).이에 따라 딥 임팩트는 19기가줄의 에너지(TNT 4.8톤과 맞먹는)를 방출하고 [19]폭 150미터(490피트)까지 분화구를 발굴했습니다.[20]

묘사

우주선

DART 우주선은 610 kg (1,340 lb)[21]의 질량을 가진 임팩터로, 과학적 페이로드를 수용하지 않고 오직 항법을 위한 센서만 있었습니다.이 우주선은 2022년 디모르포스와 충돌할 때까지 3억 3천만 달러의 비용이 들었습니다.[22]

카메라

드라코 카메라

DART의 네비게이션 센서에는 태양 센서, SMART Nav 소프트웨어(Small-body Factiving Autonomous Real Time Navigation)라고 불리는 별 추적기,[23] 그리고 광학 네비게이션을 위한 20cm (7.9인치) 구경 카메라인 Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for Optical Navigation (DRACO)이 포함되었습니다.DRACO는 New Horizons 우주선에 탑재된 장거리 정찰 이미저(LORRI)를 기반으로 했으며, 소행성의 중심에 있는 달에 충격을 주기 위해 자율항법을 지원했습니다.DRACO의 광학 부품은 0.29°의 시야와 2.6208 m(f/12.60)의 초점 거리를 가진 리치-크레티엔 망원경이었습니다.충돌 직전 촬영된 영상의 공간 해상도는 픽셀당 20cm 안팎이었습니다.이 기구의 질량은 8.66kg(19.1lb)이었습니다.[24]

카메라에 사용된 검출기는 CMOS 이미지 센서로 2,560 × 2,160이며, 검출기는 0.4 ~ 1 마이크론(가시광선 및 근적외선) 범위의 파장을 기록합니다.LORRI에서 맞춤형 전하 결합 장치 대신 상용 기성 CMOS 검출기를 사용하였습니다. DRACO의 검출기 성능은 LORRI와 DRACO의 설계를 분리한 10년 동안 센서 기술의 개선으로 인해 LORRI의 성능을 충족시키거나 초과하였습니다.[25]미사일 방지 기술의 후예인 소프트웨어가 탑재된 온보드 컴퓨터에 입력된 DRACO 이미지는 DART가 자체적으로 충돌 상황을 안내하는 데 도움이 되었습니다.[26]

태양열 배열

우주선의 태양열 어레이는 2017년 6월 탐사 52의 일환으로 국제 우주 정거장([27]ISS)에서 테스트된 ROSA(롤 아웃 솔라 어레이) 디자인을 사용했습니다.

ROSA를 구조물로 사용하여 DART 태양광 어레이의 작은 부분을 변환 태양광 어레이 기술을 시연하도록 구성하였는데, 이 기술은 매우 고효율의 SolAero Inverted Metamorphic(IMM) 태양 전지와 반사형 집광기가 현재의 다른 태양광 어레이 기술보다 3배 더 많은 전력을 제공합니다.[28]

안테나

DART 우주선은 새로운 유형의 고이득 통신 안테나인 나선 방사선 슬롯 어레이(RLSA)를 사용한 최초의 우주선이었습니다.원형편파 안테나는 7.2 GHz 및 8.4 GHz의 X-밴드 NASA Deep Space Network (NASA DSN) 주파수에서 동작하였으며, 하향링크에서는 29.8 dBi, 상향링크에서는 23.6 dBi의 이득을 얻었습니다.평면적이고 컴팩트한 형태로 제작된 안테나는 주어진 요구사항을 초과하였으며, TRL-6 설계라는 환경을 통해 테스트되었습니다.[29]

NASA의 진화된 제논 추진기 (NEXT)

이온 추진기

DART는 태양 전기 추진의 한 종류인 NEXT 격자 이온 추진기를 시연했습니다.[15][30]그것은 NASA2 Evolutionary Xenon Truster–Commercial(NEXT-C) 엔진에 동력을 공급하는 데 필요한 ~3.5 kW의 전력을 생산하기 위해 22 m(240 sq ft)의 태양열 어레이로 구동되었습니다.[31]이온 추진기의 초기 테스트에서 우주선 구조에 예상보다 높은 전류(100A)를 유도하는 리셋 모드가 밝혀졌습니다.이온 추진기가 없어도 임무를 완수할 수 있기 때문에 이온 추진기를 더 사용하지 않기로 결정했습니다. 110 파운드의 히드라진이 탑재된 기존 추진기를 사용하는 것입니다.[32]그러나 만일의 사태에 대처하기 위해 필요하다면 이온 추진기를 사용할 수 있었고, DART가 목표를 달성하지 못했더라면 이온 시스템은 2년 후 DART를 Dimorphos로 반환할 수 있었을 것입니다.[33]

2차 우주선

DART 우주선의 동반 위성인 LICIA 큐브샛
주요 기사 : LICIA 큐브

이탈리아 우주국(ASI)은 충돌 15일 전인 2022년 9월 11일 DART로 업혀 분리된 작은 큐브위성인 LICI 큐브(Light Italian CubeSat for Imaging of Astodeles)라는 2차 우주선을 제공했습니다.그것은 소행성을 지나면서 충돌과 분출물의 이미지를 얻었습니다.[34][35]LICI 큐브는 지구와 직접 통신을 하여 다이모르포스가 지나간 후 분출물의 이미지를 다시 보냈습니다.[36][37]LICIA 큐브에는 LUKE와 LEIA라고 불리는 두 개의 광학 카메라가 장착되어 있습니다.[38]

디모르포스와 디디모스에 미치는 영향

우주선은 소행성의 움직임과 반대 방향으로 디모르포스를 강타했습니다.충돌 후, 디모르포스의 순간적인 궤도 속도는 약간 떨어졌으며, 이는 디모르포스 주위의 궤도 반경을 감소시켰습니다.디디모스의 궤도 또한 수정되었지만, 디모르포스의 훨씬 낮은 질량에 대한 질량의 비율에 반비례했습니다.실제 속도 변화와 궤도 이동은 무엇보다도 지표면의 지형과 조성에 따라 달라졌습니다.충격 배출물의 반동 운동량의 기여는 예측하기 어려운 "모멘텀 강화" 효과를 발생시킵니다.[39]충돌 전, 충돌 분화구에서 얼마나 많은 물질이 얼마나 빨리 분출되느냐에 따라 DART에 의해 소행성의 가장 큰 부분으로 전달되는 운동량은 사고 운동량의 최대 3-5배로 추정되었습니다.그 효과의 정확한 측정을 얻는 것이 그 임무의 주요 목표 중 하나였고, 소행성에 대한 미래의 영향 모형을 다듬는 데 도움이 될 것입니다.[40]

DART 충격은 Dimorphos의 표면/표면 물질을 발굴하여 분화구의 형성 및/또는 일부 크기의 재형성(즉, 상당한 질량 손실 없이 형상 변화)을 초래했습니다.분출물 중 일부는 결국 디디모스의 표면에 부딪힐지도 모릅니다.만약 표면에 전달되는 운동 에너지가 충분히 높다면, 디디모스의 거의 회전 분해 스핀 속도를 고려할 때, 디디모스에서도 재형성이 일어날 수 있습니다.충돌로 인한 궤도 주기 변화뿐만 아니라, 두 물체의 모양을 바꾸는 것은 그들의 상호 중력장을 변화시켜, 모양을 바꾸는 궤도 주기 변화를 초래했을 것입니다.만약 설명되지 않는다면, 이것은 나중에 운동 편향 기술의 효과에 대한 잘못된 해석으로 이어질 수 있습니다.[41]

충격에 대한 관측 결과

DART의 충격을 관측하는 망원경들
SOAR 망원경은 소행성 디모르포스 표면에서 분출된 거대한 먼지와 파편들을 보여줍니다.

DART의 동반 우주 망원경인 LICIACube,[42][36] Hubble 우주 망원경과 James Webb 우주 망원경, 그리고 지구에 있는 ATLAS 관측소는 모두 DART 충돌에서 분출 기둥을 감지했습니다.[43][44]9월 26일, SOAR는 가시적인 충돌 자국의 길이가 10,000km가 넘는 것을 관측했습니다.[45]LICIACube에서 발표한 데이터를 이용하여 1주일 이내에 쌍성 궤도 주기의 변화에 대한 초기 추정치가 예상되었습니다.[46]DART의 임무 과학은 지구를 기반으로 디모르포스의 궤도를 이후 며칠에서 몇 달 동안 관찰하는 것에 달려 있습니다.디모르포스는 너무 작고 너무 가까워서 거의 모든 관측자들이 직접 볼 수 없었지만, 디모르포스의 궤도 기하학적 구조는 각각의 궤도에서 디디모스를 한 번씩 통과한 후 반 바퀴 뒤를 지나갑니다.따라서 디디모스 계를 탐지할 수 있는 모든 관측자는 두 물체가 교차함에 따라 계가 희미해지고 다시 밝아지는 것을 볼 수 있습니다.이 충돌은 디디모스와 지구 사이의 거리가 최소가 되는 순간에 계획되어 많은 망원경들이 많은 장소에서 관측을 할 수 있게 되었습니다.이 소행성은 2023년까지 밤하늘에서 거의 반대쪽에 있을 것이고 관측 가능성이 소행성은 2023년까지 밤하늘에서 높게 보일 것입니다.[47]디모르포스-디디모스 쌍의 측광법을 통해 두 천체의 상호 일식을 관찰하는 광학 망원경에 의해 디모르포스 궤도의 변화가 감지되었습니다.레이더 관측 외에도 이 충돌로 디모르포스의 궤도 주기가 32분 단축된 것으로 확인됐습니다.[48]짧아진 쌍성 궤도 주기를 바탕으로 궤도를 따라 디모르포스의 속도 성분의 순간적인 감소가 결정되었는데, 이는 충돌 자체에서보다 탈출하는 충돌 분출물에서 디모르포스로 훨씬 더 많은 운동량이 전달되었음을 나타냅니다.이러한 방법으로 DART 운동 충격은 Dimorphos를 편향시키는데 매우 효과적이었습니다.[10]

후속 미션

유럽우주국(European Space Agency)은 공동 프로젝트로 2024년[34][49][50] 디디모스로 발사되어 2026년([51][52]DART의 충돌 후 5년)에 도착할 우주선 헤라(Hera)를 개발하여 정밀 정찰 및 평가를 수행하고 있습니다.[50]헤라는 두 개의 큐브위성, 밀라니와 쥬벤타스를 운반할 것입니다.[50]

AIDA 미션 아키텍처

호스트 우주선 2차 우주선 언급
다트 LICIA 큐브[53]
헤라 유벤투스[54][55]
밀라니[58]
  • 이탈리아/체코/핀란드 컨소시엄 기준
  • 6U 큐브위성항법장치
  • VIS/Near-IR 분광기, 휘발성 분석기
  • Didymos와 Dimorphos의 표면조성과 시스템 주변의 먼지환경을 특성화 할 것입니다.
  • 기술실증실험 실시
SCI

미션프로파일

표적 소행성

광도곡선과 레이더 자료를 이용한 디디모스와 위성 디모르포스의 충돌 전 형상 모델

이 임무의 목표는 디모르포스 65803 디디모스 시스템으로, 한 소행성은 더 작은 소행성에 의해 궤도를 돈다.주 소행성 (디디모스 A)의 지름은 약 780 m (2,560 ft)입니다; 소행성 달 디모르포스 (디모스 B)의 지름은 주 소행성으로부터 약 1 km (0.62 m) 떨어진 궤도에서 지름이 약 160 m (520 ft)입니다.[15]디디모스 계의 질량은 5,280억 킬로그램으로 추정되며, 디모르포스는 이 중 48억 킬로그램으로 구성되어 있습니다.[21]쌍성 소행성계를 선택하는 것은 디모르포스가 지구 망원경으로 볼 수 있는 빛의 감소를 일으키는 동반자 앞을 지날 때 관찰함으로써 디모르포스의 속도 변화를 측정할 수 있기 때문에 유리합니다.디모르포스는 적절한 크기 때문에 선택되기도 했습니다. 지구와 충돌하는 과정에서 비껴가고 싶은 소행성의 크기 범위 안에 있습니다.또한, 쌍성계는 2022년에 약 1,100만 km (700만 mi)로 지구에 비교적 가까웠습니다.[61]디디모스 시스템은 지구를 가로지르는 소행성이 아니며, 편향 실험으로 인해 충돌 위험이 발생할 가능성도 없습니다.[62]2022년 10월 4일, 디디모스는 1,060만 km (660만 mi)의 지구에 접근했습니다.[63]

비행 전 준비

DART는 2021년 11월 16일 Falcon 9 페이로드 페어링에 캡슐화됩니다.

2021년 10월 20일, 캘리포니아의 반덴버그 우주군 기지(VSFB)에서 연료 공급을 시작하면서 DART의 발사 준비가 시작되었습니다.[64]우주선은 2021년 10월 초 국토 횡단을 마치고 반덴버그에 도착했습니다.DART 팀 구성원들은 우주선의 메커니즘과 전기 시스템을 테스트하고 마지막 부품을 다층 단열 담요로 감싸고 발사장과 APL의 미션 운영 센터에서 발사 순서를 연습하며 비행을 준비했습니다.DART는 2021년 10월 26일 VSFB에 있는 스페이스X 페이로드 처리 시설로 향했습니다.이틀 후, 연구팀은 우주선의 기동과 자세 제어를 위해 대략 50 kg (110 lb)의 히드라진 추진제를 DART의 연료 탱크에 채울 청신호를 받았습니다.또한 DART는 NEXT-Cion 엔진을 위해 약 60kg(130lb)의 크세논을 운반했습니다.엔지니어들은 2021년 10월 초 우주선이 APL을 떠나기 전에 크세논을 실었습니다.[65]

2021년 11월 10일, 엔지니어들은 우주선을 스페이스X 팰컨 9 발사체 위에 올려놓은 어댑터와 결합시켰습니다.11월 16일과 17일 이틀에 걸쳐 스페이스X의 기술자들이 우주선 주위에 페어링의 두 절반을 설치한 후, 페이로드 페어링이 없는 팰컨 9 로켓은 정지화를 위해 굴러갔고, 이후 다시 가공 시설로 돌아왔습니다.반덴버그 우주군 기지의 SpaceX 페이로드 처리 시설 안에서 그리고 지상 팀들은 그 주 후반에 성공적인 비행 준비도 검토를 마쳤고 그 후 로켓에 장착되었습니다.[66]

발사 하루 전, 발사체는 격납고에서 나와 반덴버그 우주 발사 4단지(SLC-4E)의 발사대로 굴러 떨어졌습니다. 거기서 DART가 디디모스 시스템으로 향하는 여정을 시작하기 위해 날아올랐고 우주선을 우주로 발사시켰습니다.[65]

시작하다

DART와 함께 Falcon 9을 발사합니다.
2단계 DART 분리

DART 우주선은 2021년 11월 24일 06:21:02 UTC에 발사되었습니다.

초기 계획에 따르면 DART는 달을 피하기 위해 설계된 고도가 높고 이심률이 높은 지구 궤도에 배치될 것이라고 합니다.그러한 시나리오에서, DART는 낮은 추진력, 높은 효율의 NEXT 이온 엔진을 사용하여 높은 지구 궤도에서 약간 기울어진 지구 근처 태양 궤도로 천천히 탈출하여 목표물과의 충돌 궤도로 이동할 것입니다.하지만 DART가 Falcon 9 전용 임무로 발사되었기 때문에, Falcon 9의 두 번째 단계와 함께 탑재물은 두 번째 엔진 시동 또는 탈출 연소를 위해 재점화될 때 지구 탈출 궤도에 직접 배치되었고 태양 중심 궤도에 배치되었습니다.따라서, 비록 DART가 최초의 전기 추진기와 많은 제논 연료를 가지고 있지만, Falcon 9는 우주선이 디디모스의 위성 Dimorphos를 향해 날아갈 때 간단한 화학 추진기로 몇 개의 궤도 수정 연소만을 수행하도록 내버려 두면서 거의 모든 작업을 수행했습니다.[67]

트랜짓

DART의 궤도 애니메이션
다트· 65803 디디모스· 지구· 태양.· 2001CB21· 오르페우스 3361

충돌 전 통과 단계는 약 9개월 동안 지속되었습니다.DART 우주선은 행성 간 여행 중 2022년 3월 지름 578미터의 지구 근접 소행성(138971) 2001 CB21을 멀리 비행했습니다.[68]DART는 2022년 3월 2일 가장 근접한 접근 방식으로 2001년21 CB로부터 0.117 AU (1750만 km; 1090만 mi)를 통과했습니다.[69]

DART의 DRACO 카메라는 조리개 문을 열고 2021년 12월 7일 지구에서 300만 km(200만 mi) 떨어진 곳에서 처음으로 일부 별들의 빛 사진을 찍었습니다.[70]DRACO의 첫 번째 빛 이미지에 있는 별들은 카메라가 다른 대상을 이미지화하는 데 사용되기 전에 카메라의 포인팅을 위한 보정으로 사용되었습니다.[70]2021년 12월 10일, DRACO는 추가 광학 및 광도 보정을 위해 개방형 성단 메시에 38을 이미지화했습니다.[70]

2022년 5월 27일, DART는 DRACO로 밝은 별 베가를 관측하여 카메라의 광학계를 산란광으로 관측했습니다.[71]2022년 7월 1일과 8월 2일, DART의 DRACO 이미저는 디모르포스 충돌에 대비하기 위한 SMART Nav 추적 시스템의 성능 테스트로 목성과 달 유로파가 행성 뒤에서 떠오르는 것을 관측했습니다.[72]

영향의 경과

디디모스 주위의 다트 애니메이션 - 디모르포스에 미치는 영향
다트· 디디모스· 디모르포스

충돌 두 달 전인 2022년 7월 27일, DRACO 카메라는 약 3,200만 km 떨어진 곳에서 디디모스 시스템을 감지하고 궤도를 다듬기 시작했습니다.LICI 큐브 나노위성은 충돌 15일 전인 2022년 9월 11일에 발사되었습니다.[73]충돌 4시간 전, 약 90,000km(56,000마일) 떨어진 곳에서 DART는 SMART Nav 유도 시스템의 통제 하에 완전한 자율 주행을 시작했습니다.충돌 3시간 전, DART는 목표물 근처에 있는 물체의 인벤토리를 수행했습니다.충돌 90분 전, DART가 Dimorphos로부터 38,000 km (24,000 mi) 떨어져 있을 때, 최종 궤도가 수립되었습니다.[74]DART가 24,000 km (15,000 mi) 떨어져 있을 때 Dimorphos는 DRACO 카메라를 통해 식별이 가능해졌습니다(1.4 픽셀). DRACO 카메라는 계속해서 소행성 표면의 이미지를 캡처하고 실시간으로 전송했습니다.[75]

DRACO는 Dimorphos 표면을 자세히 볼 수 있는 유일한 악기였습니다.DART의 추진기의 사용은 우주선과 태양 전지판 전체에 진동을 일으켜 흐릿한 이미지를 만들었습니다.선명한 이미지를 보장하기 위해 충돌 4분 전에 마지막 궤적 보정을 실행하고 그 후에 추진기를 비활성화했습니다.[75]

DART의 최종 영향까지 5.5분의 시간 경과를 집계

충돌 2초 전에 전송된 마지막 전체 이미지의 공간 해상도는 픽셀당 약 3cm입니다.충돌은 2022년 9월 26일 UTC 기준 23시 14분에 일어났습니다.[3]

500 kg (1,100 lb)[76]의 DART 우주선이 6.6 km/s(4.1 mi/s)[77]에서 정면으로 충격을 받은 것은 TNT 약 3톤에 해당하는 약 11기가줄의 에너지를 제공했을 가능성이 높으며,[78] 재료 공극률과 같은 수많은 요인에 따라 Dimorphos의 궤도 속도를 1.75 cm/s에서 2.54 cm/s 사이로 감소시킬 것으로 예상되었습니다.[79]디모르포스의 궤도 속도의 감소는 디모르포스를 디디모스에 더 가까이 접근시켜 달이 더 큰 중력 가속도를 경험하게 하고, 따라서 더 짧은 궤도 주기를 경험하게 합니다.[13][62][80]정면 충돌로 인한 궤도 주기 감소는 지상 기반 디모르포스 관측을 용이하게 하는 역할을 합니다.소행성의 뒤를 쫓는 쪽에 충돌하면 궤도 주기가 12시간으로 늘어나고 지구의 낮과 밤의 주기와 일치하게 되어 지상에 있는 어떤 망원경도 밤에 디모르포스의 모든 궤도상을 관측하는 것을 제한하게 됩니다.[47]

SAAO의 1m Lesedi 망원경에서 Mookodi 기구를 사용하여 본 DART 충격 및 그에 따른 플룸

DART가 디모르포스에 충돌했을 때 측정된 운동량 증가율(베타라고 불림)은 3.6이었는데, 이는 소행성이 우주선을 흡수하고 분출물을 전혀 생성하지 않았을 때보다 충격이 약 3.6배 더 큰 운동량을 전달했다는 것을 의미합니다. 이는 분출물이 우주선보다 소행성을 움직이는데 더 큰 기여를 했다는 것을 나타냅니다.이는 동일한 편향에 대해 임팩터가 작거나 리드 시간이 짧다는 것을 의미합니다.베타의 값은 다양한 요소, 성분, 밀도, 공극률 등에 따라 달라집니다.목표는 이러한 결과와 모델링을 사용하여 베타의 표면을 관찰하고 아마도 그것의 벌크 밀도를 측정함으로써 다른 소행성에 어떤 베타가 될 수 있는지 추론하는 것입니다.과학자들은 DART의 충격으로 우주로 1,000,000 kg (2,200,000 lb) 이상의 먼지투성이 분출물이 이동한 것으로 추정하고 있습니다. 이는 6대 또는 7대의 레일카를 채울 수 있는 양입니다.DART 충격에 의해 생성된 Dimorphos의 분출물 꼬리는 최소 30,000 km (19,000 mi)의 길이이며, 질량은 최소 1,000 t (980 long ton; 1,100 short ton), 그리고 아마도 그보다 10배까지 클 것입니다.[81][82]

DART 우주선이 소행성 디모르포스에 충돌한 지점의 발자국

Dimorphos 중심부에 대한 DART 충격은 이전에 11.92시간이었던 궤도 주기를 33±1분 단축시켰습니다.이 큰 변화는 소행성에서 발굴되어 충돌에 의해 우주로 분출된 물질의 반동이 DART 우주선 자체의 그것 이상으로 소행성에 상당한 운동량 변화를 기여했음을 나타냅니다.연구원들은 이 충돌이 초당 약 2.7 밀리미터의 궤도를 따라 디모르포스의 속도를 순간적으로 둔화시켰다는 것을 발견했는데, 이는 다시 분출물로부터의 반동이 우주선에 의해 소행성에 직접적으로 전달되는 운동량 변화를 증폭시키는 데 주요한 역할을 했다는 것을 보여줍니다.그 운동량 변화는 Dimorphos의 질량에 따라 2.2배에서 4.9배로 증폭되었으며, 이는 분출물 생성으로 인해 전달된 운동량 변화가 DART 우주선의 운동량 변화만을 크게 초과했음을 나타냅니다.[83]궤도의 변화는 작았지만, 그 변화는 속도에 있으며 수년에 걸쳐 위치의 큰 변화로 누적될 것입니다.[84]가상적인 지구를 위협하는 신체의 경우, 그러한 작은 변화라도 충분히 일찍 적용된다면 충격을 완화하거나 방지하기에 충분할 수 있습니다.지구의 지름이 약 13,000 킬로미터이기 때문에, 그 절반(6,500 킬로미터)만큼의 작은 움직임으로도 가상의 소행성 충돌을 피할 수 있습니다.2cm/s의 속도 변화는 약 10년 안에 그 거리까지 누적됩니다.

DART는 소행성에 충돌함으로써 디모르포스를 활동적인 소행성으로 만들었습니다.과학자들은 일부 활동적인 소행성들이 충돌 사건의 결과라고 제안했지만, 아무도 소행성의 활성화를 관찰한 적이 없었습니다.DART 임무는 정확하게 알려져 있고 주의 깊게 관찰된 충돌 조건 하에서 Dimorphos를 작동시켜 처음으로 활성 소행성의 형성에 대한 상세한 연구를 가능하게 했습니다.[83][85]관측 결과 디모르포스는 충돌로 인해 약 100만 킬로그램의 질량을 잃은 것으로 나타났습니다.[22]

영향에 대한 작업 순서

날짜.
(충격전)		 거리
디모르포스[86] 		원시이미지[a] 이벤트[2][88]
2022년7월27일
(T-60일)		 38,000,000 km (24,000,000 mi)
DRACO 카메라가 디디모스 시스템을 감지합니다.
2022년9월11일
UTC 23:14
(T-15일)		 8,000,000 km (5,000,000 mi) 소행성에 충돌하지 않도록 기동하는 LICIA 큐브의 분출입니다.[73]
2022년9월26일
19:14 UTC
(T-4시간)		 89,000 km (55,000 mi) 터미널 단계—SMART Nav로 자율항법을 시작합니다. Dimorpos가 아직 보이지 않기 때문에 DRACO는 Didymos를 잠급니다.[3]
UTC 22:14
(T-60분)		 22,000 km (14,000 mi)
DRACO 카메라가 Dimorphos를 감지합니다.
UTC 22:54
(T-20분)		 7,500 km (4,700 mi) SMART Nav가 Dimorphos에 정밀 잠금을 걸면 DART가 Dimorphos를 향해 돌진하기 시작합니다.[3]
UTC 23:10
(T-4분)		 1,500 km (930 mi)
최종 코스 수정 시작
UTC 23:11
(T-2분 30초)		 920 km (570 mi)
Didymos(왼쪽 아래)와 Dimorphos가 모두 프레임에 있는 마지막 이미지를 촬영합니다.
23:12 UTC
(T-2분)		 740 km (460 mi) 최종과정수정종료
UTC 23:14
(T-20초)		 130km (81mi) 촬영된 사진은 예상되는 공간 해상도에 도달합니다.
UTC 23:14
(T-11초)		 68km (42mi)
DART의 모든 Dimorphos를 보여주는 마지막 이미지
UTC 23:14
(T-3초)		 18 km (11 mi)
UTC 23:14
(T-2초)		 12 km (7.5 mi)
Dimorphos의 최종 완전한 이미지 전송.픽셀당 약 3cm(가로 약 30m)의 해상도.
UTC 23:14
(T-1초)		 6 km (3.7 mi)
충돌 전에 DART가 촬영한 마지막 부분 이미지는 우주선과 모든 송신 하드웨어의 파괴로 인해 이미지 전송이 중단되었습니다.픽셀당 해상도는 이미지 및 타이밍 분석을 통해 나중에 결정됩니다.
UTC 23:14
(T-0) 		0 km (0 mi) 충격 Dimorphos (추계 충격속도 6km/초)[89]
23:17 UTC
(T+2분 45초)[47] 		56.7 km (35.2 mi) LICIA 큐브가 Dimorphos에 가장 근접하게 접근합니다.

갤러리

  • LICIA 큐브의 분리와 함께 출시부터 임팩트까지 DART 미션 애니메이션 영상

  • Size of DART and the two Didymos asteroids

    DART와 두 개의 디디모스 소행성의 크기

  • This chart offers insight into data the DART team used to determine the orbit of Dimorphos after impact.

    이 차트는 DART 팀이 충돌 후 디모르포스의 궤도를 결정하는 데 사용한 데이터에 대한 통찰력을 제공합니다.

  • Aftermath of DART Collision with Dimorphos captured by SOAR Telescope

    SOAR 망원경으로 포착된 디모르포스와의 다트 충돌의 여파

참고 항목

메모들

  1. ^ DART의 원본 DRACO 이미지는 현실에서 거울로 뒤집힌 것입니다.일련의 작업에 표시된 영상은 보정되지 않았으며 DRACO 디텍터에 나타나는 대로 Didymos 및 Dimorphos가 표시됩니다.[87]

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