Evropská sonda Hera zatím prochází závěrečnou fází předstartovních zkoušek, ale cíl, ke kterému se vydá, víří představivost vědců už nyní. Speciální vydání časopisu Nature Communications obsahuje studie věnované planetce Didymos a jejímu měsíčku Dimorphos, které jsou založeny na zhruba pět a půl minuty trvajícím záznamu, který z dostatečné blízkosti pořídila americká sonda DART než narazila do druhého jmenovaného objektu. Výzkumníci využili také snímky pořízené po nárazu z italského CubeSatu LICIACube.

26. září roku 2022 zhruba půltunová americká sonda DART záměrně narazila do balvany poseté planetky Dimorphos vzájemnou rychlostí 6,1 km/s. Historicky první experiment, při kterém lidstvo v praxi vyzkoušelo metodu odklonu planetky kinetickým impaktem, byl až překvapivě účinný.

Oběžná doba měsíčku Dimorphos kolem planetky Didymos byla zkrácena o více než půl hodiny, což bylo u horní hranice očekávání. Vědci si stále nejsou jisti, proč k nárazu a následujícím událostem došlo tak, jak k němu došlo, a proto se věnují studiu všech dostupných údajů, aby mohli lépe pochopit proces samotného kinetického impaktu a jeho význam pro planetární obranu, ale v širším významu také pro porozumění základní povaze planetek.

Snímky z kamery DRACO na sondě DART i fotky z CubeSatu LICIACube představují jeden z nejvýznamnějších zdrojů dat. To však bude platit jen do chvíle, než na scénu přijde evropská sonda Hera. Ta má startovat letos na podzim a k Didymosu dorazí koncem roku 2026, aby zde zahájila podrobný průzkum zblízka. Zaplní tak zbývající mezery v informacích a poskytne komplexní pohled na následky nárazu sondy DART. „Množství znalostí, které jsme získali z pár minut záznamu od DARTu a LICIACube, bylo nakonec mimořádné,“ přiznává Patrick Michel, ředitel výzkumu na Observatoire de la Côte d’Azur a dodává: „Tyto snímky se zatím podílely na více než 80 publikovaných vědeckých článcích!“

Články zveřejněné ve zmíněném vydání časopisu Nature Communications vznikly díky spolupráci Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) v Marylandu (tam vyvinuli sondu DART a také vedli její misi) a několika evropských výzkumných center včetně italského Národního institutu pro astrofyziku INAF, či francouzského Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace, ISAE-Supaero, který spadá pod univerzitu v Toulouse. Během velmi pečlivých analýz a rozborů snímků z DART a LICIACube mapuje pět článků klíčové povrchové charakteristiky obou těles. Vědci dospěli k různým zajímavým zjištěním o povaze a pravděpodobném původu dvojice planetek.

Jeden článek, vedený experty z APL, využívá tyto datové vstupy k modelování věku a původu těchto těles. Větší Didymos má podle nich povrchový věk 40 – 130× starší než menší Dimorphos. Stáří prvního jmenovaného objektu se odhaduje na 12,5 milionu let, což odpovídá průměrné době života blízkozemních objektů. Stáří druhého je pak odhadováno na méně než 300 000 let (což je zhruba stejné jako doba existence Homo sapiens na Zemi). To by naznačovalo, že ke vzniku měsíčku Dimorphos došlo v geologicky nedávné minulosti. Existuje ale i možnost, že v historii došlo na povrchu k nějaké události, která mohla vymazat vytvořené krátery, čímž by se „resetovaly hodiny“ používané k určení stáří objektů.

Porovnávání topografie a rozmístění balvanů na obou planetkách naznačuje, že Dimorphos mohl být vytvořen z Didymosu, který byl odstředivou silou vyvržen do okolního prostoru. Didymos je mimochodem nejrychleji rotující planetkou, jakou zatím lidská technika navštívila. Mapování ukazuje, že zatímco Didymos má ve vyšších šířkách mnoho balvanů, tak okolo rovníku je jeho povrch hladší. Právě odsud mohlo dojít k vyvržení materiálu. Maurizio Pajola z INAFu a jeho kolegové vytvořili vědecký článek porovnávající tvary a velikosti různých balvanů a také vzory jejich prostorového rozložení na površích obou planetek. Experti dokázali určit, že fyzikální vlastnosti Dimorphosu naznačují, že tento objekt vznikal postupně – pravděpodobně z materiálu, který poskytla mateřská planetka Didymos, což je ve shodě s předešlým článkem.

Alice Lucchetti, také z INAF, společně s kolegy zjistili, že tepelné namáhání (postupné oslabování a praskání materiálu způsobené teplem) může rozbíjet balvany na povrchu Dimorphosu, čímž se rychleji vytváří velmi jemný povrchový prach a mění se fyzikální vlastnosti planetek jako Didymos, než se dosud předpokládalo. Dva studenti letecko-kosmického strojírenství (Jeanne Bigot and Pauline Lombardo) z  ISAE-SUPAERO vedli studii, na kterou dohlížela výzkumnice Naomi Murdoch a její kolegové. Podařilo se jim vyhledat stopy, které zanechaly balvany přesouvané gravitací směrem k rovníku. Určili přitom, že únosnost Didymosu, tedy schopnost povrchu udržet aplikovanou zátěž, je asi 1000× nižší, než hodnota naměřená u suchého pozemského písku, nebo lunárního regolitu. To je důležité pro pochopení celé problematiky a předvídání reakce povrchu na vnější vlivy – třeba pokus o přistání sondy na planetce.

Tak nízká úroveň pevnosti povrchu byla dříve pozorována také u dvou dalších blízkozemních planetek navštívených kosmickými sondami – řeč je o planetkách Bennu a Ryugu a americké sondě OSIRIS-REx a japonské Hayabusa-2. Vyvstává proto otázka, zda je slabá pevnost povrchu běžnou charakteristikou malých planetek. Nakonec by bylo třeba, aby s nimi interagovaly i další mise, které by určily, zda mají skutečně různé mechanické vlastnosti, nebo zda je spojuje společná slabina. Zodpovězení této otázky má silné důsledky pro celý obor planetární obrany. Colas Robin a Alexia Duchene, dva postgraduální studenti z ISAE-SUPAERO za dohledu Naomi Murloch a dalšími kolegy, podrobně analyzovali tvary povrchů balvanů na Dimorphosu a porovnávali je s dalšími planetkami připomínajícími hromádku štěrku, které už navštívily kosmické sondy – ať už Itokawa, Bennu, či Ryugu. Výzkumníci zjistili, že balvany sdílejí podobné rysy, což naznačuje, že všechny tyto planetky vznikly a vyvíjely se podobným způsobem. Tým také poznamenal, že „protáhlý tvar balvanů u místa dopadu sondy DART naznačuje, že zřejmě vznikly během impaktů.“

Naomi Murdoch, členka týmů kolem misí DART a Hera vysvětluje: „Výzkum v oboru planetární obrany silně spoléhá na pochopení fyzikální podstaty planetek. V těchto pěti článcích jsme využili snímky z mise DART a zkombinovali je s různými postupy, abychom získali důležité informace o povrchovém materiálu a pevnosti těchto planetek. Posílili jsme tak naše schopnosti chránit Zemi před potenciálními hrozbami a současně jsme zlehka odkryli historii a vývoj Didymosu a Dimorphosu.“ Až Hera koncem roku 2026 k této dvojplanetce dorazí, bude provádět průzkum místa dopadu sondy DART zblízka a kromě toho bude sbírat údaje i o Didymosu. Sonda v systému obou planetek uvolní i dva CubeSaty o velikosti krabice od bot, které obstarají doplňková měření včetně historicky prvního radarového průzkumu vnitřní stavby planetky. Hera díky tomu umožní zlepšit analýzy prováděné v publikovaných článcích.

Patrick Michel doplňuje: „Hera plně zdokumentuje všechny požadované charakteristiky binárního systému i výsledek dopadu DARTu. Hera a DART tak společně poskytnou první plně zdokumentovaný test vychýlení planetky. To má zásadní význam pro ověření numerických modelů dopadu v reálném měřítku planetky a jejich aplikaci na další scénáře, ale také pro posouzení účinnosti techniky kinetického impaktoru.“ Mise Hera je podporována mezinárodními pracovními skupinami vědců. Sonda samotná zatím dokončuje svou testovací kampaň v nizozemském středisku ESTEC a chystá se na přesun na mys Canaveral, ke kterému dojde začátkem září. Z Floridy pak hned další měsíc odstartuje na Falconu 9 od SpaceX.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/19660129-7-eng-GB/Hera_glides_past_Didymos_to_Dimorphos.png
https://www.esa.int/…/24726150-1-eng-GB/Didymos_and_Dimorphos_seen_by_DART.png
https://www.esa.int/…/24958203-1-eng-GB/How_DART_impacted_Dimorphos.jpg
https://www.esa.int/…/26261251-1-eng-GB/Proposed_origin_of_Didymos_surface_features.png
https://www.esa.int/…/26261157-1-eng-GB/Mass-shedding_of_Didymos.gif
https://www.esa.int/…/26261204-1-eng-GB/Geological_features_on_Dimorphos_surface.png
https://www.esa.int/…/25470208-3-eng-GB/Hera_approaches_Dimorphos.png
https://www.esa.int/…/25189622-1-eng-GB/Hera_inside_the_LEAF_acoustic_chamber.jpg