小惑星衝突を防ぐNASA実験で思わぬ影響か、新研究で指摘

宇宙探査機を小惑星にぶつけて軌道を逸らす実験である「DART」ミッションが年内にも打ち上げられる。主な目的は小惑星の公転周期を変化させることだが、シミュレーションによると衝突の衝撃で小惑星の自転にも大きな影響が出る可能性が分かった。 by Jonathan O'Callaghan2021.09.13

恐竜には宇宙開発計画がなかった。だから6500万年前に自分たちが支配している地球に向かって小惑星が飛来したとき、警告を受け取ることもなければ、身を守る手段も持たなかった。その結果どうなったかは、周知の通りだ。

当然のことながら、人類は同じ運命を避けようと必死になっている。米国航空宇宙局（NASA）は今年、将来地球に衝突する小惑星の軌道を逸らすための予行練習となるミッションの打ち上げを実施する。「二重小惑星軌道変更実証実験（DART：Double Asteroid Redirection Test）」は早ければ2021年11月24日（遅くとも2022年2月）に打ち上げられ、1年で標的の小惑星「ディモルフォス（Dimorphos）」に到達する。ディモルフォスはスタジアムほどの大きさの小惑星で、より大型の小惑星「ディディモス（Didymos）」の周囲を公転している。

計画では、自動車ほどの大きさで重量およそ3分の1トンのDART宇宙機を秒速6.5キロメートルの速さでディモルフォスにぶつけ、ディディモスを約12時間で一周する周回軌道を数分変更する。5年後、欧州宇宙機構（ESA）の「ヘラ（Hera）」ミッションがディモルフォスに到達し、DARTミッションの結果を確認する。衝突による軌道への影響はほんのわずかだが、十分な余裕をもって事前に衝突させておけば、将来的に地球の進行路から小惑星をどかすには十分だ。DARTのプログラム科学者を務めるNASA本部（ワシントンD.C）のトム・スタトラーは、「非常に壊滅的な自然災害を回避できるようになるために、私たちはこの実験に取り組んでいます」と語る。

ディモルフォスの軌道がどのように変化する可能性があるかはよく研究されてきた一方で、衝突後にディモルフォス自体がどうなるかについては、これまであまり知られていなかった。衝突によってディモルフォスに生じうる変化を調査する初のシミュレーションについて記された論文が、学術誌「イカロス（Icarus）」に掲載された。

メリーランド大学の博士課程大学院生であるハリソン・アグルサの主導する研究チームは、衝突の勢いがロール、ピッチ、ヨーをどのように変化させるか計算することで、DARTがディモルフォスの自転にもたらす変化の度合いをモデル化した。衝突によって生じる変化は、非常に劇的なものになるかもしれない。「ディモルフォスは転げ回りはじめ、カオス状態になる可能性があります」とアグルサは言う。「これには本当に驚きました」。

思いも寄らない回転運動によって、いくつかの興味深い課題が生じることになる。ESAはヘラ・ミッションでディモルフォスに2つの小さな探査機を着陸させようとしているが、その難易度は上がるだろう。また、自転は小惑星の軌道に影響することから、地球に衝突する小惑星の軌道を逸らす将来の試みがより複雑なものとなる可能性 …

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