Planowana przez Europejską Agencję Kosmiczną próba ratowania Ziemi Don Quijote ma przetestować potencjał prawdziwej misji życia lub śmierci, aby odbić asteroidę powodującą masowe wyginięcie od kursu zderzenia z Ziemią.
Obecnie na etapie „koncepcji” misja łagodzenia wpływu asteroidy Don Quijote w pobliżu Ziemi została modelowana na podstawie proponowanego lotu do 2002 AT4 lub ML ML z 1989 r., Oba są asteroidami w pobliżu Ziemi, ale żadne z nich nie stanowi oczywistego ryzyka kolizji. Jednak kolejne badania sugerują, że Amor 2003 SM84 lub nawet 99942 Apophis mogą być bardziej odpowiednimi celami. W końcu 99942 Apophis ma marginalne (1 na 250 000) ryzyko uderzenia Ziemi w 2036 r.
Bez względu na cel, proponowane jest podwójne wystrzelenie dwóch statków kosmicznych - Impaktora o nazwie Hidalgo (tytuł Cervantesa nadał pierwotnemu Don Kichotowi) i Orbitera o imieniu Sancho (który był wiernym towarzyszem Dona).
Podczas gdy rola Impaktora jest oczywista, Orbiter odgrywa kluczową rolę w interpretacji wpływu - ideą jest zbieranie pędu uderzenia i danych o zmianie trajektorii, które mogłyby następnie informować o przyszłych misjach, w których los Ziemi może być naprawdę zagrożony .
Zakres transferu pędu z impaktora do asteroidy zależy od masy impaktora (nieco ponad 500 kilogramów) i jego prędkości (około 10 kilometrów na sekundę), a także od składu i gęstości asteroidy. Największa zmiana pędu zostanie osiągnięta, jeśli uderzenie wyrzuci wyrzut, który osiągnie prędkość ucieczki. Jeśli zamiast tego impaktor zakopuje się w asteroidzie, nie osiągnie się tak wiele, ponieważ jego masa będzie znacznie mniejsza niż jakiejkolwiek asteroidy powodującej wyginięcie masy. Na przykład obiekt, który utworzył krater Chicxulub i zniszczył dinozaury (tak, w porządku - z wyjątkiem ptaków) uważa się, że miała średnicę około 10 kilometrów.
Tak więc przed uderzeniem, aby wspomóc celowanie w przyszłości i wymagane obliczenia prędkości uderzenia, Orbiter dokona szczegółowej analizy całkowitej masy docelowej asteroidy oraz jej gęstości i ziarnistości blisko powierzchni. Następnie, po zderzeniu, Orbiter oceni prędkość i rozkład wyrzutu kolizji za pomocą kamery uderzeniowej.
Jednak dokładny pomiar stopnia ugięcia uzyskanego przez uderzenie stanowi poważne wyzwanie dla misji. Będziemy potrzebować znacznie lepszych danych na temat masy i prędkości docelowej asteroidy, niż możemy ustalić z Ziemi. Orbiter wykona serię przelotów, a następnie przejdzie na orbitę wokół asteroidy, aby ocenić, jak bardzo na planetę wpływa jej bliskość.
Dokładne określenie odległości orbity od asteroidy zostanie osiągnięte za pomocą wysokościomierza laserowego, a eksperyment radiowy precyzyjnie określi pozycję orbity (a tym samym pozycję asteroidy) względem Ziemi.
Po ustaleniu Orbitera jako punktu odniesienia, zostanie oceniony wpływ zderzenia Impaktora. Jednak istotnym czynnikiem zakłócającym jest efekt Yarkovsky'ego - efekt słonecznego nagrzewania asteroidy, który indukuje emisję fotonów termicznych, a zatem generuje niewielką siłę ciągu. Efekt Jarkowskiego w naturalny sposób wypycha orbitę asteroidy na zewnątrz, jeśli ma obrót postępujący (w kierunku jej orbity) - lub do wewnątrz, jeśli ma obrót wsteczny. Stąd Orbiter będzie potrzebował również spektrometru termicznej podczerwieni, aby oddzielić efekt Jarkowskiego od efektu uderzenia.
I oczywiście, biorąc pod uwagę znaczenie Orbitera jako punktu odniesienia, należy również zmierzyć wpływ promieniowania słonecznego na niego. Rzeczywiście, będziemy musieli również uwzględnić fakt, że efekt ten zmieni się, gdy wysoce błyszczące powierzchnie błyszczącego nowego statku kosmicznego tracą połysk. Powierzchnie silnie odbijające emitują promieniowanie, niemal natychmiast, przy poziomach energii (tj. Dużym pędzie) prawie równoważnych promieniowaniu padającemu. Jednak powierzchnie o niskiej albedo mogą emitować promieniowanie cieplne o niższej energii (tj. O mniejszym pędzie) - i będzie to robić wolniej.
Innymi słowy, powierzchnia lustra tworzy znacznie lepszy żagiel słoneczny niż czarna powierzchnia.
Krótko mówiąc, misja ograniczania wpływu Don Quijote będzie wymagała impaktora z kamerą celującą - i orbitera z kamerą obserwacyjną uderzenia, wysokościomierza laserowego, eksperymentu radiowego i spektrometru termicznego w podczerwieni - i należy pamiętać, aby zmierzyć wpływ ciśnienia promieniowania słonecznego na statek kosmiczny na początku misji, kiedy jest błyszczący - i później, gdy nie jest.
Dalsza lektura: Wolters i in. Wymagania pomiarowe dla misji demonstracyjnej w zakresie łagodzenia wpływu asteroidy na Ziemię.
