NASA의 DART Kinetic Impactor 소행성 디플렉터가 목표물에 도달하도록 보장

Bill Steigerwald NASA Goddard Space Flight Center 2021년 December 12일 Leave a Comment 0 37

소행성이 지구에 충돌할 확률은 적지만, 약 500피트(약 150미터)의 비교적 작은 소행성조차도 ) 건너편은 충돌 지점 주변에 광범위한 손상을 일으킬 만큼 충분한 에너지를 전달합니다. 캘리포니아 Vandenberg Space Force Base의 Space Launch Complex 4 East에서 Falcon 9 로켓이 디모르포스와 거의 정면으로 충돌하여 작은 소행성 위성이 디디모스를 도는 데 걸리는 시간을 몇 분 단축합니다. 메릴랜드주 로렐에 있는 응용 물리학 연구소(Applied Physics Laboratory, APL)에서 NASA의 행성 방위 조정 사무소(Planetary Defense Coordination Office)를 운영하고 있으며 여러 NASA 센터의 지원을 받고 있습니다.

DART 우주선의 그림. 제공: NASA

Sc 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 과학자들과 엔지니어들은 임무의 비행 경로를 확인하고 그 영향이 Dimorphos의 궤도를 어떻게 바꿀지 예측하는 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하고 있습니다. 팀은 또한 망원경 관찰을 통해 충돌 중에 방출된 먼지와 휘발성 물질(쉽게 기화되는 물질)의 양과 구성을 결정할 것입니다.

“우리는 임무의 궤적 계산을 독립적으로 확인하고, “라고 Goddard의 역학 검증 및 검증 책임자이자 DART 비행 역학 지원 책임자인 Brent Barbee는 말했습니다. Goddard는 자체 개발한 EMTG(Evolutionary Mission Trajectory Generator)를 사용하여 미션 개발의 다양한 단계에서 DART 미션 궤적의 독립적인 검증 및 검증을 제공하고 미스 추력 및 기타 우발 상황에 적응하는 미션의 능력을 평가했습니다.

“DART에 대한 독립적인 궤적 최적화 연구를 지원하기 위해 EMTG도 사용했습니다. 이 연구는 목표, 능력 및 한계를 감안할 때 우주선의 최상의 비행 경로를 평가했습니다.”라고 DART 궤적 최적화 팀의 일원인 Goddard and Heliospace Corporation의 Bruno Sarli가 말했습니다.

Goddard 과학자들은 또한 그 영향이 궤도를 어떻게 바꿀지 계산하는 데 도움을 주고 있습니다. Dimorphos는 임무의 조사 팀이 Didymos 시스템의 궤도 및 회전 운동을 모델링하기 위해 개발한 특수 이진(이중) 소행성 역학 시뮬레이션 코드를 사용합니다. Goddard 그룹은 DART 임무를 위한 도구 버전을 선별하여 기능을 추가했습니다. Barbee는 “우리의 시뮬레이션 결과는 DART의 영향이 원격 관찰을 통해 감지할 수 있는 방식으로 시스템의 역학을 어떻게 변화시킬 것인지를 보여줍니다.”라고 Barbee가 말했습니다.

DART의 충격은 이상적이지 않은 충격 환경에서도 임무 요구 사항을 충족할 것입니다.”라고 DART의 역학 시뮬레이션 개발, 모델링 및 분석을 수행하는 Goddard의 Joshua Lyzhoft가 덧붙입니다. “또한 DART의 영향이 임무의 중요한 목표인 Dimorphos의 추진력을 얼마나 변화시켰는지 확인하는 데 도움이 되도록 관측을 사용하여 임무 중 시뮬레이션을 업데이트할 것입니다.”

이중 소행성 팀에 따르면 역학 알고리즘과 코드는 매우 복잡하고 계산 집약적입니다. Barbee는 “Goddard가 코드에 추가한 중요한 기능 중 하나는 병렬 분산 컴퓨팅을 사용하여 코드를 실행하여 시뮬레이션이 합리적인 시간 내에 완료되도록 하는 기능입니다.”라고 말했습니다. “시스템이 충돌 후 관찰되면 이러한 충돌 효과가 처음으로 관찰되고 이러한 관찰을 처음으로 비교하여 이중 소행성에 대한 역학 시뮬레이션을 보정하는 데 사용할 것입니다.”

우주선은 Didymos 시스템이 지구에서 약 680만 마일(1,100만 킬로미터) 이내에 있는 2022년 9월 말에 Didymos의 위성을 가로막고, 지상 기반 망원경과 행성 레이더로 관측할 수 있는 운동량의 변화를 측정할 수 있습니다. 달에.

Goddard 과학자들은 임무의 과학적 반환에 추가하기 위해 추가 관찰을 수행할 것입니다. “우리는 Atacama Large Millimeter Array(

ALMA

Atacama 대형 밀리미터/서브밀리미터 어레이(ALMA)는 세계에서 가장 큰 지상 기반 시설로 밀리미터/서브밀리미터 영역에서 관측할 수 있습니다. ALMA는 66개의 고정밀 접시 안테나로 구성됩니다. 가로 12미터 또는 가로 7미터이며 유럽, 미국, 일본 및 칠레 공화국 간의 국제 파트너십입니다.

“>ALMA) 및 기타 라디오(밀리미터 /submillimeter) 시설”이라고 DART 지원 관찰 작업 그룹의 일원이자 ALMA 프로그램의 공동 조사관인 Goddard의 Stefanie Milam이 말했습니다. “또한

James Webb와 함께 관찰이 있을 것입니다. 우주 망원경

제임스 웹 우주 망원경 Cope(JWST 또는 Webb)는 허블 우주 망원경의 발견을 보완하고 확장할 궤도를 도는 적외선 관측소입니다. 더 긴 파장의 빛을 다루며 감도가 크게 향상되어 오늘날 별과 행성계가 형성되고 있는 먼지 구름 내부를 볼 수 있을 뿐만 아니라 시간을 거슬러 올라가 초기 우주에서 형성된 최초의 은하를 관찰할 수 있습니다.

> 충돌 중 및 충돌 후 디디모스의 제임스 웹 우주 망원경

은 이벤트 중에 방출되는 먼지도 모니터링합니다.” Milam은 또한 Webb Guaranteed Time Observations 팀(PI: Thomas/NAU)을 지원합니다.

“Webb(근적외선 파장) 및 ALMA(밀리미터 미만 파장)의 먼지 및 휘발성 관측이 도움이 될 것입니다. ALMA 프로그램의 수석 연구원이자 DART 지원 관찰 작업 그룹의 일원이기도 한 Goddard의 Nathan Roth는 다음과 같이 말했습니다. “각 파장에서 소행성의 밝기를 기반으로 우리는 분출물에 있는 먼지 입자의 크기 분포를 이해할 수 있을 것입니다. Webb의 고해상도 이미징을 통해 우리는 제트 또는 기타 구조를 이해할 수 있을 것입니다. ALMA의 분자 분광법(분자에서 방출되는 빛의 분석)을 사용하여 디모르포스 표면 아래에 존재하는 미량의 얼음과 충돌로 인해 생성된 기체상 분자의 함량을 측정할 수 있습니다.”

임무 및 파트너에 대한 추가 정보:

이진 소행성 시뮬레이션 역학 코드는 DART의 Dynamics에서 공동으로 개발했습니다. 메릴랜드 대학, College Park의 Derek Richardson 교수가 이끄는 워킹 그룹. 핵심 코드는 원래 Dynamics Working Group의 구성원이기도 한 콜로라도 대학의 Alex B. Davis와 Daniel J. Scheeres가 개발했습니다. DART의 Observations Working Group은 Northern Arizona 대학의 Cristina Thomas 교수가 의장을 맡고 있습니다.

Johns Hopkins APL은 NASA의 Planetary Missions Program Office의 프로젝트로 NASA의 Planetary Defense Coordination Office의 DART 임무를 관리합니다. . NASA는 남부 캘리포니아의 제트 추진 연구소, 메릴랜드주 그린벨트의 고다드 우주 비행 센터, 휴스턴의 존슨 우주 센터, 클리블랜드의 글렌 연구 센터, 버지니아주 햄프턴의 랭글리 연구 센터를 비롯한 여러 센터에서 임무를 지원합니다. 발사는 플로리다에 있는 NASA의 케네디 우주 센터에 기반을 둔 NASA의 발사 서비스 프로그램에 의해 관리됩니다. SpaceX는 DART 임무를 위한 발사 서비스 제공업체입니다.