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NASA의 DART 우주선의 장거리 항법 카메라는 충격 직전의 소행성 디모르포스의 시야를 포착했습니다. 크레디트 : NASA / JHUAPL
330 백만 달러의 NASA 임무는 월요일 밤 지구에서 거의 7 백만 마일 떨어진 우주 암석과의 표적 충돌로 행성 간 다트 게임을 완료했으며, 과학자들이 위협적인 소행성으로부터 우리 고향 행성을 보호하기 위해 미래에 사용할 수있는 기술을 테스트했습니다.
과학자들은 월요일 밤에 그 결과에 기뻐하며 하늘의 위협으로부터 지구를 보호 할 수있는 인류의 능력의 전환점으로 예고했습니다. 그러나 NASA의 이중 소행성 리디렉션 테스트 (DART)의 영향을 정확하게 측정하는 데 최대 두 달이 걸릴 것입니다 우주선이 목표 소행성을 궤도에서 떨어 뜨 렸습니다.
"축하합니다! 소년, DART 팀, 당신은 정말로이 일을 아주 잘했습니다. ... 나는 그것이 언젠가 들어오는 소행성으로부터 우리 자신의 행성을 보호하는 방법을 가르쳐 줄 것이라고 믿는다"고 NASA 관리자 빌 넬슨 (Bill Nelson)은 말했다. "이 국제 팀에 감사드립니다. 우리는 행성 방어가 세계적인 노력이며, 지구를 구할 수 있다는 것을 보여주고 있습니다. "
DART 우주선은 1,300 파운드 또는 600 킬로그램 미만의 질량을 가진 자동 판매기의 크기였으며 약 14,700mph (초당 6.6 킬로미터)의 속도로 소행성 Dimorphos에 부딪 쳤습니다. 충돌로 우주선이 파괴되었고 디디모스라는 이름의 더 큰 반 마일 측면 동반자를 공전하는 스포츠 경기장 크기의 소행성 인 Dimorphos의 표면에 분화구가 남을 것으로 예상되었습니다.
이진 쌍이라고 불리는 두 소행성은 서로 약 0.6 마일 (1 킬로미터) 떨어진 곳에 있습니다. 과학자들은 지구상의 망원경을 사용하여 디디모스 주변의 디모르포스의 움직임을 추적하고, DART 충격에 의해 부여된 운동 에너지가 궤도를 얼마나 변화시켰는지를 측정할 것이다.
"이제 과학이 시작될 때입니다."라고 NASA의 행성 과학 부문 책임자 인 Lori Glaze는 말합니다. "이제 우리가 영향을 미쳤으니, 이제 우리는 우리가 얼마나 효과적이었는지 실제로 보게 될 것입니다. 우리는 Didymos-Dimorphos 시스템에서 모든 지상 기반 망원경을 훈련 할 것이며, 궤도가 이전과 비교하여 현재 어떻게 생겼는지 결정하는 데 도움이되는 측정을 할 것입니다. "
"우리는 위험하고 위험한 소행성 충격과 같은 것으로부터 우리 자신을 보호 할 수있는 능력을 잠재적으로 가지고있는 인류의 새로운 시대를 시작하고 있습니다."라고 Glaze는 말했습니다. "정말 놀라운 일이지. 우리는 전에 그런 능력을 가진 적이 없습니다. "
다트는 월요일 오후 7시 14분 EDT(2314 GMT)에서 디모르포스를 강타해 지난해 11월 캘리포니아에서 온 스페이스X 팔콘 9호 로켓을 발사한 이후 10개월간의 비행을 완료했다.
"우리가 말할 수있는 한, 우리의 첫 번째 행성 방어 시험이 성공했다고 생각합니다."라고 NASA를위한 우주선을 만들고 운영 한 메릴랜드의 존스 홉킨스 대학 응용 물리학 연구소의 DART의 임무 시스템 엔지니어 인 Elena Adams는 말했다. "그래서, 그래, 나는 지구인들이 더 잘 자야한다고 생각한다. 확실히 나는 할 것이다!"
DART의 SMART Nav 네비게이션 시스템의 안내 엔지니어 인 Mark Jensenius는 우주선이 소행성의 햇볕이 잘 드는 부분의 중심에서 17 미터 또는 56 피트 이내로 안내했다고 말했다. "이 임무는 우리의 기대치의 한가운데에 있었고, 우리는 조정이 필요하지 않았습니다."라고 그는 말했다.
NASA에 따르면 디모르포스와 디디모스는 지구에 단기적인 위협이 되지 않는다고 한다. 지상 기반 망원경을 사용하는 과학자들은 DART 우주선의 충돌이 디디모스 주변의 디모르포스 과정을 어떻게 바꿔 놓았는지 측정하여 미래의 운동 충격기가 지구를 강타하는 경로에서 소행성을 어떻게 밀어 낼 수 있는지에 대한 모델을 검증합니다.
과학자들은 디모르포스에서 나온 약 2백만 파운드의 암석과 먼지가 소행성의 추정 총 질량의 약 0.02%에 해당하는 우주로 던져질 것으로 예상했다.
디디모스와 디모르포스는 공식적으로 지구 근처의 소행성으로 분류되지만, 과학자들은 이 쌍으로부터 단기적인 위협은 없다고 말한다. DART가 소행성을 탐험하기 전에는 우주 임무가 없었지만 망원경을 통해 소행성을 관찰 한 과학자들은 소행성이 각각 직경이 약 반 마일 (780 미터)과 525 피트 (160 미터)라고 말합니다.
전문가들은 Dimorphos의 크기 인 약 25,000 개의 지구 근처의 소행성이 있어야한다고 추정합니다. 지구에 영향을 미치는 그 크기의 소행성은 대도시 지역을 쓸어 버리고 대량 사상자를 일으킬 수 있습니다.
NASA는 설문 조사에서 비슷한 크기의 지구 근처 소행성의 약 40 %가 발견되었다고 말합니다. 과학자들은 지구 근처의 더 큰 1 킬로미터 급 (0.6 마일) 소행성의 인구의 95 % 이상을 발견했으며, 이는 지구에 부딪 칠 경우 전 세계적인 피해를 줄 수 있습니다. 이 비율은 작은 소행성의 경우 훨씬 낮지 만 더 제한된 위험을 제기합니다.
DART 임무는 NASA의 행성 방위 조정 사무소 (Planetary Defense Coordination Office)의 첫 번째 프로젝트로, 잠재적으로 위험한 소행성으로부터 지구를 탐지, 추적 및 잠재적으로 방어하는 데 도움을주기 위해 2016 년에 설립되었습니다.
NASA는 2020년대 후반에 두 번째 행성 방어 임무인 적외선 망원경을 발사하고 DART에 후속 조치를 취해 탐지되지 않은 위험한 지구 근지구 소행성의 대부분을 찾을 계획이다.
"우리는 앞으로 100 년 이내에 지구를 위협하는 단일 물체를 알지 못합니다."라고 NASA의 과학 임무 책임자 인 Thomas Zurbuchen은 말했습니다. "그러나 나는 또한 당신이 충분히 오래 기다리면 물체가있을 것이라고 보장 할 것입니다."
"오, 지금 DART 임무에 대한 당신의 작업은 지구와의 충돌 과정에서 소행성을 발견하면 우리가 할 수있는 일의 한 가지 가능성입니다."라고 NASA의 행성 방어 장교 인 린들리 존슨 (Lindley Johnson)은 작년에 임무가 시작되기 전에 말했다. "그래서 우리는 우주선을 고속으로 소행성으로 밀어 넣어 경로에서 약간의 속도를 면도하고, 미래로 바뀌는이 운동 충격기 기술을 테스트하고 있습니다."
작은 속도 조정은 소행성의 위치에 큰 변화를 가져올 수 있습니다 년 또는 수십 년 미래에, 충분한 경고와 함께, 상대적으로 컴팩트 한 우주선이 충격으로부터 지구를 보호하는 데 필요한 모든 것이 될 수 있음을 의미합니다.
존슨은 "우리의 목표는 이 물체들을 시간에서 멀리 그리고 지구로부터 멀리 떨어진 곳에서 발견하고, 수년 전에 궤도에서 이러한 변화를 시행할 수 있게 하는 것이므로, 그것들을 바꾸는 데 전혀 시간이 걸리지 않는다"고 존슨은 말했다.
존슨은 "이 데모는 미래에 사용할 수있는 방법의 도구 상자에 도구를 추가하기 시작할 것이며, 우리가 직면 할 수있는 상황이 상당히 다를 수 있기 때문에 몇 가지가 필요합니다."라고 Johnson은 말했습니다. "
가장 효과적인 편향 방법은 잠재적으로 위협적인 소행성의 크기와 궤도 및 지구에 부딪힐 수있는 시기에 달려 있습니다.
"연구 된 다른 것들 중 일부는 우리가 중력 트랙터라고 부르는 것입니다.이 트랙터는 우주선과 역을 소행성과 유지하고 자연의 줄다리기 로프, 중력, 우주선과 소행성 사이의 상호 매력을 사용하여 소행성을 충격을주는 궤적에서 천천히 잡아 당겨 더 양성으로 만듭니다. "존슨이 말했다. " 물론 이와 같은 기술은 구현하는 데 시간이 오래 걸리므로 구현할 수 있으려면 더 많은 경고 시간이 필요합니다. "
다른 옵션으로는 이온 빔 편향이 있는데, 이온 엔진이 입자를 소행성으로 발사하여 점차적으로 코스에서 밀어 낼 수 있습니다. 그리고 소행성 근처에서 폭발을 일으킬 수있는 더 많은 보라색 핵 옵션이 있습니다.
운동 충격 기술은 월요일에 시험에 투입되었다. DART 임무는 군사 등급의 미사일 방어 유도 기술을 융합하여 우주선이 소행성 목표물에 집착 할 수 있도록 도왔습니다. 그리고 과학자들은 제임스 웹(James Webb) 우주 망원경을 포함한 지상 기반 망원경과 우주 기반 천문대(우주 관측소)를 사용하여 다트가 희미한 소행성에 부딪쳤다는 징후가 있는지 하늘을 관찰한 다음, 충돌이 디모르포스의 궤적을 어떻게 바꿔놓았는지 측정할 준비가 되어 있었다.
과학자들은 그 충격으로 인해 동반자 디디모스 주변의 디모르포스의 속도가 약 1% 변할 것으로 예측했는데, 이는 한 궤도를 완성하는 데 걸리는 시간을 11시간 55분에서 약 11시간 45분으로 단축시킬 것으로 예측했다. 그러나 DART 실험의 나머지 목표는 이러한 추정치를 확인하는 것이며, 과학자들이 궤도 변화를 정확하게 측정하는 데 몇 주에서 두 달이 걸릴 수 있습니다.
DART 우주선은 월요일 밤까지 내비게이션 카메라의 이미지를 초당 한 프레임의 속도로 거의 실시간으로 다운 링크했습니다.
예술가의 DART 우주선에 대한 개념, 우주선을 따라 LICIACube를 타고 소행성 Didymos와 Dimorphos에 접근합니다. 크레디트 : NASA
우주선의 디디모스 정찰 및 광학 네비게이션용 소행성 카메라, 또는 DRACO, 이미징 시스템은 충격 직전에 디디모스와 디모르포스 소행성의 사진을 찍어 소행성의 위치에 대한 정보를 수집하여 다트가 디모르포스의 중심에 있는 조준점을 향해 나아갈 수 있도록 도왔다.
월요일 접근법의 마지막 단계는 빠르게 진행되었습니다. DART의 온보드 컴퓨터는 미사일 유도 시스템에서 파생된 정교한 온보드 내비게이션 알고리즘(Small-body Maneuvering Autonomous Real Time Navigation) 또는 SMART Nav(SMART Nav)를 사용하여 충격 네 시간 전쯤에 제어되었습니다.
다트를 디모르포스 쪽으로 인도하는 데 필요한 보정은 임무 통제가 명령하기에는 너무 빠르며, 소행성의 위치에서 지구까지 약 6.8 백만 마일 (11 백만 킬로미터)의 거리인 38 초의 통신 지연이있었습니다.
열두 명의 히드라진 연료 스러스터가 다트를 조종하여 마지막 충돌 코스를 밟았습니다.
DART는 DRACO 카메라에서 라이브 비디오를 지구로 다시 스트리밍했습니다. 고속 접근과 디모르포스의 크기가 작기 때문에, 표적 소행성은 충격 전 마지막 90분 동안 DRACO의 뷰 파인더에서만 드러났다. 디모르포스보다 다소 큰 디디모스는 이미 다트의 DRACO 카메라에 의해 해결되었다.
임팩트 약 50분 전, SMART Nav가 운전대를 잡으면서 DART의 내비게이션 시스템은 디디모스에서 디모르포스로 목표를 조정하기 시작했습니다. 약 20분이 소요된 DART는 "정밀 잠금" 모드로 전환했는데, 내비게이션 시스템은 디모르포스를 목표로 디디모스를 무시했습니다. 디디모스는 충격 전 마지막 몇 분 동안 DRACO 카메라의 시야를 빠져나갔다.
우주선은 충격 두 분 반 전에 모든 추진기를 차단하여 DART가 나머지 여정 동안 해안을 항해 할 수있게했습니다.
DART의 데이터 처리 시스템은 사진을 캡처하고 처리 한 다음 약 2 초 만에 지구로 다운 링크하여 지구에서받은 최종 이미지가 충격 직전에 촬영되도록 설계되었습니다. 우주선과 지상의 처리 시간과 DART에서 지구로 돌아가는 38 초의 가벼운 이동 시간과 함께 지상에서받은 이미지는 실시간보다 약 45 초의 지연으로 표시되었습니다.
월요일의 접근 방식에 들어서면서 과학자들은 2003 년에 지상 기반 망원경으로 발견 된 Dimorphos의 모양에 대해 거의 알지 못했습니다. 쌍 중 더 큰 소행성 인 Didymos는 1996 년에 발견되었으며 과학자들은 레이더 관측 덕분에 그 모양에 대한 기본 지식을 가지고있었습니다.
소행성은 DART의 카메라 뷰에서 빛의 포인트로 시작되었지만 Dimorphos를 치기 전에 바위와 표면 특징을 드러내는 이미지로 프레임을 빠르게 채웠습니다.
DART 우주선은 9 월 11 일에 LICIACube라는 우주선을 따라 작은 타는 것을 발표했습니다. 스토웨이 우주선은 이탈리아 우주국에 의해 제공되었으며, 작은 서류 가방의 크기 정도입니다. 그것은 DART 뒤에서 몇 분 뒤에 날아 갔고 약 34 마일 (55 킬로미터)의 범위에서 Dimorphos를 지나 항해하기 전에 충격의 이미지를 얻을 것으로 예상되었습니다.
LICIACube의 이미지는 생방송으로 내려 오지 않았습니다. 그들은 DART의 영향 이후 며칠 동안 천천히 지구로 다시 연결될 것입니다.
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