การเดินทางของยานอวกาศหนึ่งครั้งเพื่อทดสอบการป้องกันดาวเคราะห์ของโลก

ยานพาหนะ DART เปิดตัวบนจรวด Falcon 9 ในเดือนพฤศจิกายน 2021 ด้วยแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ DART มีขนาดประมาณรถโรงเรียน มวลรวมของมันจะอยู่ที่ประมาณ 1,260 ปอนด์ (570 กิโลกรัม) เมื่อมันกระทบกับ Dimorphos

ยานอวกาศนี้มี Roll-Out Solar Arrays สองชุดที่เรียกว่า ROSA ปีกที่ยืดหยุ่นได้นั้นเบากว่าแผงโซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิม แม้ว่าแต่ละปีกจะมีความยาว 27.9 ฟุต (8.5 เมตร) เซลล์แสงอาทิตย์และหัวสะท้อนแสงภายในอาร์เรย์ช่วยให้ DART มีพลังงานมากกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาตรฐานบนยานอวกาศอื่นถึงสามเท่า อาร์เรย์ที่หมุนได้เหล่านี้ได้รับการทดสอบและติดตั้งนอกสถานีอวกาศนานาชาติ แต่ DART นับเป็นครั้งแรกที่ NASA จะใช้อาร์เรย์เหล่านี้บนยานอวกาศของดาวเคราะห์

อีกสิ่งแรกบน DART คือ Evolutionary Xenon Thruster—ระบบขับเคลื่อนเชิงพาณิชย์หรือ NEXT-C การทดสอบเทคโนโลยีนี้ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงบน DART จะช่วยให้นักวิจัยประเมินว่าเทคโนโลยีนี้ทำงานอย่างไรเพื่อรวมเข้ากับภารกิจห้วงอวกาศในอนาคต ระบบที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ไดรฟ์ไอออนที่ทิ้งระเบิดก๊าซซีนอนด้วยอะตอมที่มีประจุไฟฟ้า

ยานอวกาศจะนำทางตัวเองโดยใช้ระบบนำทางตามเวลาจริงแบบเคลื่อนที่อัตโนมัติขนาดเล็กหรือระบบ SMART Nav ระบบนี้ประสานกับดวงตาของ DART, Didymos Reconnaissance และ Asteroid Camera for Optical navigation หรือ DRACO เพื่อให้ยานอวกาศสามารถระบุระบบดาวเคราะห์น้อยคู่และแยกแยะว่าวัตถุอวกาศใดที่มันควรจะกระทบ

ยิ่งไปกว่านั้น DRACO จะทำหน้าที่เป็นกล้องความละเอียดสูงที่สามารถวัดขนาดและรูปร่างของเป้าหมายเพื่อกำหนดว่ามันจะกระทบกับดวงจันทร์ของดาวเคราะห์น้อยที่ใด ในขณะจับภาพที่สวยงามของดาวเคราะห์น้อยทั้งสองที่จะไหลลงสู่พื้นโลก ในอัตราหนึ่งภาพต่อวินาที

ทำหน้าที่เป็นช่างวิดีโอของ DART คือ Light Italian CubeSat ของหน่วยงานอวกาศอิตาลีสำหรับการถ่ายภาพดาวเคราะห์น้อยหรือ LICIACube CubeSat ขนาดกระเป๋าเอกสารนี้นั่งกับ DART สู่อวกาศและแยกออกจากยานอวกาศเมื่อวันที่ 11 กันยายน

บน CubeSat มีกล้องสองตัวที่เรียกว่า LUKE (LICIACube Unit Key Explorer) และ LEIA (LICIACube Explorer Imaging for Asteroid) พวกเขาจะรวบรวมภาพและช่วยแนะนำ LICIACube ในการเดินทางร่วมกัน ดาวเทียมดวงน้อยเดินทางตามหลัง DART เพื่อบันทึกสิ่งที่เกิดขึ้น

นักดาราศาสตร์ค้นพบ Didymos เมื่อสองทศวรรษที่แล้ว ในภาษากรีกหมายถึง “แฝด” ซึ่งหมายถึงการที่ดาวเคราะห์น้อยสร้างระบบเลขฐานสองที่มีดาวเคราะห์น้อยหรือดวงจันทร์ที่เล็กกว่า

Didymos กว้างประมาณ 2,560 ฟุต (780 เมตร) ในขณะเดียวกัน Dimorphos มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 525 ฟุต (160 เมตร) และชื่อของมันหมายถึง “สองรูปแบบ”

Dimorphos ได้รับเลือกสำหรับภารกิจนี้เนื่องจากขนาดของมันเทียบได้กับดาวเคราะห์น้อยที่อาจเป็นอันตรายต่อโลก ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเท่ากับ Dimorphos อาจทำให้เกิด “ความหายนะในระดับภูมิภาค” หากมันกระทบโลก

ประมาณสี่ชั่วโมงก่อนเหตุการณ์กระทบในวันที่ 26 กันยายน ยานอวกาศจะกลายเป็นอิสระ ในเวลานั้น DART จะกำหนดเป้าหมายไปที่ Didymos จริง ๆ เพราะยังไม่สามารถเห็น Dimorphos ตัวเล็ก ๆ ได้ ยานอวกาศจะยังคงอยู่ห่างจากดาวเคราะห์น้อย 56,000 ไมล์ (90,000 กิโลเมตร)

ประมาณ 50 นาทีก่อนเกิดผลกระทบ Dimorphos จะปรากฎให้เห็น และ DART จะปรับเปลี่ยนมุมมองเล็กน้อยเพื่อโฟกัสที่ดวงจันทร์ดวงน้อย Dimorphos จะค่อยๆ เปลี่ยนจากการเป็นจุดแสงเล็กๆ และขยายใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ภายในเฟรมของกล้องของ DRACO

นักวิทยาศาสตร์จะสามารถเห็นดวงจันทร์เล็ตได้เป็นครั้งแรก โดยกำหนดรูปร่างและโครงสร้างของมัน และลักษณะของหินหรือความเรียบของดวงจันทร์ แต่ละภาพจะเปิดเผยรายละเอียดมากขึ้นเมื่อ DART เข้าใกล้

ระบบ SMART Nav จะนำทาง DART จนกระทั่งประมาณสองนาทีก่อนการชน

ยานอวกาศจะเร่งความเร็วมากกว่า 13,421 ไมล์ต่อชั่วโมง (21,600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) เมื่อชนกับ Dimorphos ซึ่งทำให้ภารกิจ DART สิ้นสุดลงอย่างมีประสิทธิภาพ

ยานอวกาศมีขนาดเล็กกว่า Dimorphos ประมาณ 100 เท่า ดังนั้นจึงไม่ทำลายดาวเคราะห์น้อยหรือเป่าให้เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แต่ DART จะพยายามเปลี่ยนความเร็วและเส้นทางของดาวเคราะห์น้อยในอวกาศ ทีมภารกิจได้เปรียบเทียบผลกระทบของยานอวกาศบนดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กกับรถกอล์ฟที่ชนเข้ากับปิรามิดที่ยิ่งใหญ่แห่งหนึ่ง – มันจะกระแทกด้วยพลังงานมากพอที่จะทิ้งปล่องภูเขาไฟ

สามนาทีหลังจากการชน LICIACube จะบินโดย Dimorphos เพื่อจับภาพและวิดีโอของเมฆดีดออกขณะที่พ่นออกจากดาวเคราะห์น้อยและอาจสอดแนมหลุมอุกกาบาต ดาวเทียมขนาดเล็กจะมองเห็นซีกโลกตรงข้ามของ Dimorphos ซึ่ง DART จะไม่ได้เห็นก่อนที่มันจะหายไป CubeSat จะหันกล้องไปที่ Dimorphos ขณะที่มันบินผ่าน

วิดีโอนี้แม้ว่าจะไม่สามารถใช้งานได้ในทันที แต่จะถูกสตรีมกลับมายัง Earth ในอีกไม่กี่สัปดาห์และหลายเดือนหลังจากการชนกัน

ผลกระทบทางจลนศาสตร์นี้เป็นเพียงวิธีหนึ่งในการเปลี่ยนเส้นทางดาวเคราะห์น้อยที่อาจก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อโลก แต่เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป็น

การกระแทกอย่างรวดเร็วจะเปลี่ยนความเร็วของ Dimorphos เท่านั้นเมื่อโคจรรอบ Didymos 1% ซึ่งฟังดูไม่มากนัก แต่จะเปลี่ยนระยะเวลาการโคจรของดวงจันทร์

การเขยิบจะทำให้ Dimorphos ขยับเล็กน้อยและทำให้ Didymos มีแรงโน้มถ่วงมากขึ้น ดังนั้นการชนกันจะไม่เปลี่ยนเส้นทางของระบบเลขฐานสองรอบโลกหรือเพิ่มโอกาสที่จะกลายเป็นภัยคุกคามต่อโลกของเรา

Dimorphos เสร็จสิ้นการโคจรรอบ Didymos ทุกๆ 11 ชั่วโมง 55 นาที หลังจากการปะทะ อาจมีการเปลี่ยนแปลงระหว่าง 73 วินาทีถึง 10 นาที การสังเกตติดตามผลจะเป็นตัวกำหนดว่าการเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นมากน้อยเพียงใด