ARM будет использовать возможности в разработке, в том числе новый космический корабль Orion и ракету Space Launch System (SLS), а также мощный солнечный электрический движитель. Все они являются критически важными компонентами исследования дальнего космоса и необходимы для достижения цели НАСА по отправке людей на Марс в 2030-х годах. Эта миссия представляет собой беспрецедентный технологический подвиг, поднимающий планку для исследований и открытий человека, помогая защитить нашу родную планету и приближая нас к миссии человека с одним из этих интригующих объектов.
НАСА оценивает две концепции для роботизированного захвата и перенаправления массы астероида на стабильную орбиту вокруг Луны. В первой предложенной концепции НАСА захватит и перенаправит весь очень маленький астероид. В альтернативной концепции НАСА извлекло бы большую, похожую на валун массу с более крупного астероида и вернуло бы ее на ту же лунную орбиту. В обоих случаях астронавты на борту космического корабля Орион затем изучают перенаправленную массу астероида в окрестностях Луны и возвращают образцы.
Очень немногие известные околоземные объекты являются кандидатами ARM. Большинство известных астероидов слишком велики, чтобы их можно было полностью захватить, и их орбиты не подходят для космического корабля, чтобы перенаправить их на орбиту вокруг Луны. Некоторые из них настолько далеки, когда их обнаруживают, что их размер и состав трудно различить даже в наши самые мощные телескопы.
Третьи могут быть потенциальными целями, но они переходят от недавно обнаруженных к тому, что находится за пределами досягаемости наших телескопов, так быстро, что не хватает времени для их адекватного наблюдения.Для небольших астероидов, которые действительно близко подходят к Земле, программа НАСА по объектам, сближающимся с Землей, разработала систему быстрого реагирования, главная цель которой — мобилизация средств наблюдения за ОСЗ при первом появлении астероида, который может быть квалифицирован как потенциальный кандидат для миссии ARM.«Есть и другие элементы, но если бы размер был единственным фактором, мы бы искали астероид размером менее 40 футов (12 метров) в поперечнике», — сказал Пол Чодас, старший научный сотрудник Управления программы по объектам, сближающимся с Землей. в Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. «Существуют сотни миллионов объектов такого размера, но они маленькие и не отражают много солнечного света, поэтому их трудно обнаружить. Лучшее время открывать их — это когда они самые яркие, когда они близки к Земле ».
Астероиды открываются небольшими специальными группами астрономов с помощью оптических телескопов, которые многократно сканируют небо в поисках звездоподобных объектов, которые слегка меняют свое местоположение в течение часа или около того. Обследования астероидов обнаруживают сотни таких движущихся объектов за одну ночь, но только часть из них окажется новыми открытиями.
Координаты обнаруженных движущихся объектов передаются в Центр малых планет в Кембридже, штат Массачусетс, который либо идентифицирует каждый как ранее известный объект, либо присваивает ему новое обозначение. Наблюдения сопоставляются и затем публикуются в электронном виде вместе с оценкой орбиты объекта и его собственной яркости.
Автоматические системы в офисе программы NASA по объектам, сближающимся с Землей в JPL, принимают данные Центра малых планет, вычисляют уточненные оценки орбиты и яркости и обновляют свою онлайн-базу данных по малым телам. Был установлен новый процесс проверки для миссии по перенаправлению астероидов, который регулярно проверяет базу данных малых тел в поисках потенциальных новых кандидатов для миссии ARM.
«Если астероид выглядит так, как будто он может соответствовать критериям размера и орбиты, наша автоматизированная система отправляет нам электронное письмо с темой« Новый кандидат ARM », — сказал Чодас. — Когда это происходит, а это случалось несколько десятков раз Поскольку мы внедрили систему в марте 2013 года, я знаю, что у нас будет напряженный день ».Помните, что все должно происходить быстро, потому что эти маленькие ОСЗ видны даже в самые мощные телескопы в течение короткого периода в несколько дней во время пролета над Землей. Получив такое электронное письмо, Чодас связывается с учеными, координирующими радиолокационные наблюдения на станции NASA Deep Space Network в Голдстоуне, Калифорния, и в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, чтобы проверить их доступность. Это массивные радарные телескопы (ширина тарелки Голдстоуна составляет 230 футов или 70 метров, а ширина тарелки Аресибо колоссальная 1000 футов или 305 метров в ширину).
Они обладают способностью отражать мощные микроволны от ближайших астероидов, предоставлять информацию о размере и вращении, а иногда даже генерировать подробные изображения поверхности астероида. Если эти радарные телескопы смогут увидеть астероид и отследить его, точные данные о его орбите и размере будут быстро получены.Чодас может также связаться с избранными оптическими обсерваториями, управляемыми профессионалами или искушенными любителями, которые могут быстро повернуть свои телескопы, чтобы наблюдать за маленькой космической скалой.
«Оптические телескопы играют важную роль, поскольку их наблюдения могут быть использованы для улучшения наших прогнозов орбитального пути, а также для получения данных, которые помогают нам установить скорость вращения астероида», — сказал Чодас.Чодас также обращается к финансируемому НАСА Инфракрасному телескопу (IRTF) в Мауна-Кеа, Гавайи.
Если IRTF сможет обнаружить космический камень, он сможет предоставить множество подробных данных о спектральном типе, отражательной способности и ожидаемом составе.«После одного из этих предупреждений вначале происходит много звонков и писем по электронной почте», — сказал Чодас. «Тогда нам просто нужно подождать, чтобы увидеть, что эта всемирная сеть активов может сделать для характеристики физических атрибутов потенциальной цели ARM».
По оценкам ученых, несколько десятков астероидов размером от 20 до 40 футов (от 6 до 12 метров) ежегодно пролетают над Землей на расстояние даже ближе, чем Луна. Но только часть из них фактически обнаружена, и еще меньше находится на орбитах, которые являются хорошими кандидатами для ARM. Примерно половина из них пройдет мимо Земли днем, и их невозможно найти в ярком солнечном свете. Несмотря на это, текущие исследования астероидов ежегодно обнаруживают десятки астероидов этого диапазона размеров, и появляются новые технологии, которые делают обнаружение этих объектов еще более вероятным.
«Финансируемая НАСА Catalina Sky Survey, которая сделала большинство открытий ОСЗ с момента ее создания в 2004 году, подвергается модернизации, — сказал Линдли Джонсон, руководитель программы по околоземным объектам в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «У нас также будут новые телескопы с улучшенными возможностями обнаружения, такие как PanSTARRS 2 и ATLAS, которые скоро появятся в сети, и новый телескоп космического наблюдения Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны также поможет нам».В рамках своих усилий по поиску астероидов, опасных для Земли, и пунктов назначения для будущих исследований с помощью роботов и людей, программа NASA NEO продолжит поиск еще более эффективных потенциальных целей для ARM. Кроме того, космический корабль НАСА WISE был повторно активирован и переименован в NEOWISE (ссылка на: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-006) и может использоваться для характеристики потенциальных целей ARM.В попытке не оставить без внимания ни один космический камень, агентство также объединяет государственно-частное партнерство, краудсорсинг и поощрительные призы для активизации уже предпринимаемых усилий.
Посредством своего Asteroid Grand Challenge НАСА обращается ко всем и каждому, у кого может быть следующая новаторская идея в исследовании астероидов.Конечно, все эти попытки заглядывать в темные уголки Солнечной системы требуют финансирования.
НАСА уже тратит 20 миллионов долларов в год на поиск потенциально опасных астероидов в рамках Программы наблюдения за объектами, сближающимися с Землей. Бюджет НАСА на 14 финансовый год включал 105 миллионов долларов на планирование захвата и перенаправления астероидов, расширение инновационных партнерств и подходов, которые помогут нам активизировать усилия по выявлению, отслеживанию и характеристике астероидов, а также провести исследования для смягчения потенциальных угроз.
Мы узнаем о космических скалах гораздо больше, чем когда-либо прежде, и вместе с этим скорость открытий будет продолжать расти. И из них только часть новых обнаруженных астероидов суждено иметь правильный материал для миссии по поиску астероидов — правильный размер и правильную орбиту, чтобы удовлетворить требованиям миссии для миссии по перенаправлению астероидов.
Офис программы по объектам, сближающимся с Землей, сообщает, что при текущих исследованиях астероидов каждый год обнаруживаются около двух потенциальных кандидатов, подходящих для миссии по перенаправлению астероидов. Прогнозируется, что скорость открытия как минимум удвоится по мере того, как в сеть будут поступать новые ресурсы для обработки изображений.Считает ли Чодас идеальным целевым астероидом для миссии по перенаправлению астероидов?
«Совершенно верно. Там много астероидов, и здесь много преданных своему делу людей, ищущих их», — сказал Чодас. «Вы сложите их вместе, и это только вопрос времени, когда мы найдем космические камни, отвечающие нашим потребностям».Программа НАСА по объектам, сближающимся с Землей, в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне управляет и финансирует поиск, изучение и мониторинг астероидов и комет, орбиты которых периодически приближают их к Земле. JPL управляет офисом программы по объектам, сближающимся с Землей, Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне.
JPL — это подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене.Более подробная информация об астероидах и объектах, сближающихся с Землей, доступна по адресу: http://neo.jpl.nasa.gov/, http://www.jpl.nasa.gov/asteroidwatch и через Twitter по адресу http://www.twitter .com / asteroidwatch.