نجاح اختبار ناسا في تغيير مسار كويكب ديمورفوس

مقدمة حول اختبار الدفاع الكوكبي

-في عام 2022، اصطدمت مركبة فضائية تابعة لوكالة ناسا عمداً بكويكب صغير جداً هو ديمورفوس خلال اختبار دفاعي كوكبي. كان الهدف هو تقييم ما إذا كان بإمكان البشرية حماية الأرض من التهديدات الكونية، مثل الصخور الفضائية. وتكشف الملاحظات الجديدة الآن أن اختبار الدفاع الكوكبي كان ناجحاً، حيث غيّر مدار ديمورفوس وكذلك مدار كويكب أكبر حجماً يسمى ديديموس.

ديمورفوس وديديموس هما ثنائي، مما يعني أن الكويكبين يدوران حول بعضهما البعض بينما يدوران حول الشمس أيضاً وأي تغيير قابل للقياس لأحدهما سيؤثر على الآخر.

تُظهر البيانات الجديدة أن الوقت اللازم لديديموس وديمورفوس لإكمال مدار شمسي واحد، والذي يستغرق حوالي 770 يوماً، انخفض بشكل دائم بأقل من ثانية واحدة بعد اختبار إعادة توجيه الكويكب المزدوج، أو DART، وفقاً لدراسة نُشرت يوم الجمعة في مجلة Science Advances.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور رحيل مكاديا، وهو عالم في مجال الدفاع الكوكبي عمل في فريق DART وأكمل مؤخرًا درجة الدكتوراه في هندسة الطيران والفضاء في جامعة إلينوي أوربانا شامبين، في بيان: "كان التغير في سرعة النظام الثنائي المداري حوالي 11.7 ميكرون في الثانية، أو 1.7 بوصة في الساعة". "بمرور الوقت، يمكن لمثل هذا التغيير البسيط في حركة الكويكب أن يحدث فرقًا بين اصطدام جسم خطير بكوكبنا أو فقدانه."

تمثل مهمة DART المرة الأولى التي يقوم فيها جسم من صنع الإنسان بتغيير مسار جرم سماوي أثناء دورانه حول الشمس، وفقاً لمؤلفي الدراسة وإذا وُجد كويكب في مسار تصادمي مع الأرض في المستقبل، فقد لا تكون هذه هي المرة الأخيرة.

على الرغم من أن ديديموس وديمورفوس لم يشكلا خطراً على الأرض أبداً، إلا أن النظام الثنائي قدم لناسا السيناريو المثالي لتقييم مدى فعالية استخدام مركبة فضائية كأداة انحراف.

آثار الاصطدام على الكويكبين

ولكن لقياس مدى نجاح الاختبار، احتاج الباحثون إلى قياس مدى تغير ديمورفوس وديديموس بسبب الاصطدام.

يتشكل ديديموس على شكل قمة دوّارة ويُعتقد أنه كويكب كومة من الأنقاض وهو في الأساس مجموعة من الغبار والصخور المتماسكة مع بعضها البعض بشكل غير محكم بفعل الجاذبية. أما ديمورفوس، وهو أيضاً كومة من الأنقاض، فمن المحتمل أنه تكوّن من الحطام الذي تجمّع معاً بعد أن ألقته ديديموس.

تكوين الكويكبين ديمورفوس وديديموس

عندما اصطدم ديمورفوس بديديموس، انبعثت سحابة هائلة من الحطام في الفضاء، يقدر وزنها ب 35.3 مليون رطل (16 مليون كيلوغرام). وفي حين أن الصخرة الفضائية التي يبلغ عرضها 560 قدماً (170 متراً) لم تفقد سوى 0.5% من كتلتها، فإن الحطام المنطلق كان أكبر من كتلة المركبة الفضائية بـ 30 ألف مرة، وفقاً لما جاء في بحث سابق.

Loading image...

وقد قرر العلماء أن قوة الحطام المنبعث من الكويكب كانت في الواقع أكبر من قوة المركبة الفضائية عندما اصطدمت بالصخرة الفضائية. وقد ساعد تعزيز الزخم في تقليص الوقت الذي يستغرقه الكويكبان للدوران حول الشمس.

وقد أظهر بحث سابق أن مدار ديمورفوس الذي يستغرق 12 ساعة حول ديديموس قد تقلص بمقدار 33 دقيقة.

وتسلط الدراسة الجديدة الضوء على أن الكمية الهائلة من المواد التي انفجرت بعيداً عن نظام الكويكبات زادت أيضاً من سرعة دوران كلا الصخرتين الفضائيتين حول الشمس، مما قلل من إجمالي زمن المدار بمقدار 0.15 ثانية.

ومن أجل قياس هذا التغير المداري، اعتمد علماء الفلك على عمليات الرصد الأرضية لـ ديديموس بالإضافة إلى البيانات التي تم الحصول عليها عندما مر الكويكب مباشرة أمام النجوم. وتتيح هذه الحركات، المعروفة باسم الاحتجاب النجمي، للعلماء قياس الموقع المباشر للكويكب وسرعته وشكله.

طرق قياس التغير المداري

لكن رصد وميض نجم ما لجزء من الثانية أثناء مرور كويكب أمامه من منظورنا على الأرض أمر صعب للغاية. اعتمدت نتائج الدراسة على 22 عملية احتجاب نجمي تم التقاطها بين أكتوبر 2022 ومارس 2025 من قبل فلكيين متطوعين حول العالم.

قال المؤلف الرئيسي المشارك في الدراسة ستيف تشيسلي، وهو عالم أبحاث كبير في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا، في بيان: "عند دمجها مع سنوات من الملاحظات الأرضية الحالية، أصبحت عمليات الرصد هذه التي تم إجراؤها على مدار ديديموس أساسية في مساعدتنا في حساب كيفية تغيير مدار ديديموس". "يعتمد هذا العمل بشكل كبير على الطقس وغالباً ما يتطلب السفر إلى مناطق نائية دون ضمان النجاح. لم يكن لهذه النتيجة أن تتحقق لولا تفاني العشرات من مراقبي الاحتجاب المتطوعين حول العالم."

وقد اندهش باتريك ميشيل، الباحث الرئيسي في بعثة "هيرا" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي تم إطلاقها في عام 2024، والتي ستحلق في أعقاب تصادم "دارت"، من إمكانية قياس هذا الاختلاف الصغير في مدارات الكويكبين.

وكتب ميشيل في رسالة بالبريد الإلكتروني: "كنا نعلم أن مثل هذا التغيير الضئيل يمكن أن يحدث، وهو ما لا يشكل أي خطر على الأرض، لكن قياسه فعلياً كان تحدياً آخر تعامل معه الفريق بشكل جيد للغاية". "يتطلب القيام بذلك تنسيقًا دوليًا منظمًا بشكل جيد لأن المرء يحتاج إلى توقيت دقيق للومضات الناجمة عن مرور كويكب أمام نجم، كما يراها مختلف المراقبين في جميع أنحاء الكوكب. إذا تم ذلك بشكل صحيح، كما هو الحال في هذه الدراسة، فيمكن للمرء إجراء قياسات بدقة مذهلة."

ستتم مشاركة المزيد من الملاحظات والقياسات الخاصة بتأثير DART على الصخور الفضائية بمجرد وصول "هيرا" إلى المدار حول نظام الكويكبات في وقت لاحق من هذا العام. وقال ميشيل إن "هيرا" ستلتقط أول صور جديدة لديمورفوس هذا الخريف وتشاركها.

تتبع الكويكبات الخطرة

في هذه الأثناء، يمكن لبعثة مسح الأجسام القريبة من الأرض التابعة لناسا، التي يجري تطويرها حالياً، أن ترصد الكويكبات المظلمة والمحفوفة بالمخاطر التي ظلت غير مرئية تقريباً من المراصد الأرضية.

Loading image...

إن تحديد الكويكبات التي يُحتمل أن تكون خطرة وفهم كيف يمكن أن يؤدي تغيير طفيف في المدار إلى انحراف كبير يتماشى مع تصور وكالات الفضاء لحماية الأرض.

أهمية تحديد الكويكبات الخطرة

وقال توماس ستاتلر، العالم الرئيسي للأجسام الصغيرة في النظام الشمسي في ناسا، في بيان: "إن القياس الدقيق المذهل الذي أجراه الفريق يؤكد مرة أخرى صحة التصادم الحركي كأسلوب للدفاع عن الأرض ضد مخاطر الكويكبات، ويوضح كيف يمكن انحراف كويكب ثنائي عن طريق الاصطدام بفرد واحد فقط من الزوجين". لم يشارك في الدراسة.

استراتيجيات الدفاع عن الأرض ضد الكويكبات

إذا تم العثور على كويكب يشكل خطراً على عالمنا مع وجود وقت كافٍ لانحرافه، يمكن إرسال مصادم حركي مثل DART لدفع الصخرة الفضائية، أو رفيقها، إلى مدار أكثر اعتدالاً لا يصيب الأرض.