ESA ir JAXA misija „Ramses“ ruošiasi unikaliu atstumu pasitikti asteroidą Apophis. 2029 metų balandžio 13 dieną astronomų bendruomenės ir visos planetos laukia precedentų neturintis astronominis įvykis, visas gravitacinis egzaminas.
Asteroido Apophis praskriejimo šalia Žemės schema
Vidutiniškai 375 metrų skersmens asteroidas (99942) Apophis praskros kosminę erdvę mažiau nei 32 000 kilometrų atstumu nuo Žemės paviršiaus. Tai reiškia, kad šis dangaus kūnas trumpam atsidurs arčiau mūsų nei geostacionarioje orbitoje veikiantys telekomunikacijų palydovai. Didžiojoje Europos, Afrikos ir Azijos dalyje jis bus matomas naktiniame danguje plika akimi.
Tikėtinas Apophis asteroido vaizdas
Kai 2004 metais šis objektas buvo atrastas, pirminiai orbitos skaičiavimai rodė nedidelę, tačiau realią susidūrimo su Žeme tikimybę 2029, 2036 arba 2068 metais. Dėl potencialiai katastrofiškų pasekmių asteroidas buvo pavadintas senovės egiptiečių chaoso ir tamsos dievo vardu. Nors vėlesni, tikslesni stebėjimai visiškai paneigė susidūrimo scenarijų bent jau artimiausiam šimtmečiui, šis artimas praskridimas atveria neįkainojamą mokslinę laboratoriją. Europos kosmoso agentūra (ESA), bendradarbiaudama su Japonijos aerokosminių tyrimų agentūra (JAXA), rengia skubią misiją „Ramses“ (Rapid Apophis Mission for SpacE Safety), kurios tikslas — ištirti asteroidą iš arti prieš pat jo susitikimą su Žemės gravitaciniu lauku ir po jo.
Misijos chronologija ir skrydžio profilis
Dėl itin riboto laiko iki 2029 metų įvykio, „Ramses“ zondas bus konstruojamas panaudojant jau patvirtintą ir išbandytą „Hera“ erdvėlaivio platformą. Tai leis minimizuoti projektavimo rizikas ir gamybos terminus.
Zondo paleidimo langas numatytas 2028 metų balandžio 24 d. – gegužės 11 d. Po dešimties mėnesių tiesioginio tarpplanetinio skrydžio, aparatas susitiks su Apophis 2029 metų kovo 1 dieną — likus pusantro mėnesio iki asteroido artimiausio taško su Žeme.
„Ramses“ lydės asteroidą viso praskridimo metu. Mokslininkai tikisi tiesiogiai stebėti, kaip Žemės gravitacinės potvyninės jėgos veikia dinaminę asteroido būseną, sukelia paviršiaus nuošliaužas ar net deformuoja patį kūną. Stebėjimų strategija susideda iš dviejų etapų:
Globalus kartografavimas naudojant paties asteroido sukimąsi aplink savo ašį, bus sudarytas viso paviršiaus žemėlapis, kurio skiriamoji geba sieks 10 cm, o atskiri regionai bus fiksuojami net 1,5 cm tikslumu.
Didelės laiko skiriamosios gebos stebėjimai, kai pačio praskridimo pro Žemę metu, zondas užims saugią 5 km poziciją virš asteroido ir fiksuos pokyčius 1 minutės periodiškumu (viena nuotrauka per minutę), registruodamas momentinius dinaminius procesus.
Moksliniai prietaisai
Siekiant visapusiškai charakterizuoti Apophis geologiją, struktūrą ir aplinką, erdvėlaivyje bus sumontuoti penki specializuoti moksliniai prietaisai, sukurti tarptautinių mokslo institutų.
Būsimos „Ramses“ moksliniai prietaisai: CHANCES, Hamlet, PALT-H, TIRI ir RPS
CHANCES (spalvota didelės skiriamosios gebos siauro kampo kamerų sistema) yra modifikuota „Comet-I CoCa“ vaizdo sistema, sukurta Berno universiteto (Šveicarija) ir LAM (Prancūzija). Šis daugiaspektrinis prietaisas veiks ~400–~1700 nm diapazone. Būtent jis užtikrins maksimalią 1,5 cm skiriamąją gebą, o tai leis vienareikšmiškai nustatyti asteroido klasę bei fiksuoti pokyčius jam praskriejant per Žemės gravitacinį lauką.
Hamlet (Hiper spektrinis vaizdo įrašymo prietaisas) sukurtas remiantis „Hera“ misijos „Hyperscout-H“ technologija (Cosine Research ir INAF IAP, Italija). Prietaisas veiks 45 skirtingose matomojo ir artimojo infraraudonųjų spindulių spektro juostose. Pagrindinė jo užduotis – silikatinių mineralų (olivino, ortopirokseno ir klinopirokseno) identifikavimas bei tikslus geležies (Fe), magnio (Mg) ir kalcio (Ca) kiekių nustatymas asteroido uolienose.
PALT-H (planetinis aukščio matuoklis) yra lazerinis altimetras (LIDAR), modifikuotas pagal „Hera“ projektą. Jis atliks dvejopą funkciją: tarnaus kaip navigacijos jutiklis (GNC — Guidance, Navigation, and Control) ir kaip mokslinis prietaisas. PALT naudoja 1,535 $\mu$m bangos ilgio lazerį, kurio spindulio pėdsako skersmuo yra 10 metrų esant 10 kilometrų atstumui (1 mrad). Atstumo matavimo tikslumas siekia 0,5 metro. Šie duomenys leis sukurti itin tikslų trimatį Apophis formos modelį, išmatuoti jo tūrį, o kartu su dinaminiu sekimu — ir objekto masę.
TIRI (terminis infraraudonųjų spindulių vaizduoklis) prietaisas, suprojektuotas ISAS/JAXA, pagamintas Japonijos bendrovė MEC, fiksuos asteroido šiluminę spinduliuotę. Taip siekiama tiksliai įvertinti medžiagos šiluminę inerciją (kaip greitai paviršius įkaista ir atvėsta) bei nustatyti smulkiagrūdžio regolito ir stambesnių uolienų pasiskirstymą paviršiuje.
RPS (Ramses plazmos spektrometras) – Vokietijos kosmoso agentūros (DLR) indėlis į misiją. RPS leis pirmą kartą istorijoje atlikti tiesioginius asteroido plazminės aplinkos matavimus in situ (vietoje). Mokslininkai tirs saulės vėjo plazmos srautų sąveiką su asteroido paviršiumi, kosminės erozijos procesus bei kosminės plazmos fiziką kinetiniu masteliu.
Planetinės gynybos pamokos
„Ramses“ misija nėra tik akademinis eksperimentas. Tai fundamentalus žingsnis vystant planetinės gynybos strategijas. Suprasdami vidinę tokio dydžio asteroidų struktūrą, jų mechaninį tvirtumą ir reakciją į išorines jėgas (planetos gravitaciją), inžinieriai įgis realių duomenų, kaip ateityje efektyviai nukreipti potencialiai pavojingus kosminius kūnus. Jei iškiltų reali susidūrimo grėsmė.