DART

DART (Double Asteroid Redirection Test, Çift Asteroit Yönlendirme Testi), NASA'nın Dünya'yı asteroit çarpmalarından korumaya yönelik bir yöntemi gerçek koşullarda sınayan gezegen savunma görevidir. Araç, 26 Eylül 2022'de saatte yaklaşık 22.500 kilometre hızla Dimorphos adlı küçük asteroide kafa kafaya çarptı. Çarpma, Dimorphos'un daha büyük komşusu Didymos etrafındaki dolanma süresini 32 dakika kısalttı; bu değer, önceden belirlenen 73 saniyelik başarı eşiğinin çok üzerindeydi. Görev, Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı (APL) ile ortak yürütüldü ve çarpmayla birlikte tamamlandı. Sonuçlarını yerinde incelemek için ESA'nın Hera aracı yolda.

Görevin amacı

DART'ın amacı, bir uzay aracının bir asteroide çarptırılarak yönünün ne kadar değiştirilebileceğini ölçmekti. Bu "kinetik çarpıcı" yaklaşımında asteroit parçalanmıyor; yalnızca hızı çok az değiştiriliyor. Yıllar önceden uygulanırsa bu küçük fark, asteroidin Dünya'yı ıskalaması için yeterli olabiliyor.

Hedef olarak ikili bir asteroit sistemi seçilmesinin özel bir nedeni vardı. Dimorphos, Didymos'un önünden ve arkasından geçtikçe sistemin parlaklığında düzenli azalmalar oluşuyor. Bu azalmaların zamanlaması Dünya'daki teleskoplarla hassas biçimde ölçülebildiği için, çarpma sonrası yörünge değişikliği doğrudan belirlenebiliyordu. Önemle belirtmek gerekir ki ne Didymos ne de Dimorphos Dünya için bir tehdit oluşturuyordu.

NASA ve ESA başlangıçta AIDA adlı ortak bir proje tasarlamıştı: ESA'nın AIM aracı asteroidin yörüngesine girip çarpmayı yakından izleyecekti. AIM iptal edilince DART tek başına uçtu ve çarpmanın etkileri Dünya'daki teleskoplar ve radarlarla ölçüldü. ESA'nın sonradan geliştirdiği Hera, ilk plandaki bu eksikliği dört yıl arayla tamamlıyor.

Uzay aracı ve araçları

DART, bilimsel yük taşımayan, yalnızca navigasyon sensörleriyle donatılmış bir çarpıcıydı. Fırlatma kütlesi yaklaşık 610 kilogram, çarpma anındaki kütlesi ise yaklaşık 500 kilogramdı. Başlıca bileşenleri şunlardı:

• DRACO kamerası: New Horizons'taki LORRI kamerasından türetilen 20 santimetre açıklıklı teleskop; hem görüntü hem otonom yönlendirme verisi sağladı.
• SMART Nav: aracı son saatlerde hiçbir yer müdahalesi olmadan hedefin merkezine yönlendiren otonom navigasyon yazılımı.
• ROSA güneş panelleri: yaklaşık 22 metrekarelik açılabilir paneller; bir bölümü yüksek verimli yeni güneş hücrelerini sınadı.
• NEXT-C iyon motoru: ilk kez uzayda denendi, ancak görev için gerekmediğinden yalnızca kısa süre kullanıldı; asıl manevralar hidrazinle yapıldı.

İtalya Uzay Ajansı'nın sağladığı LICIACube adlı küp uydu, çarpmadan 15 gün önce ayrılarak olayı yakından fotoğrafladı.

Yolculuk ve önemli anlar

• 2015: NASA ve ESA, iki araçlı ortak AIDA projesi üzerinde anlaştı.
• 24 Kasım 2021: DART, Kaliforniya'daki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü'nden SpaceX Falcon 9 roketiyle fırlatıldı.
• 7 Aralık 2021: DRACO kamerası ilk ışığı aldı.
• 27 Temmuz 2022: Didymos sistemi yaklaşık 32 milyon kilometreden ilk kez görüntülendi.
• 11 Eylül 2022: LICIACube ayrıldı.
• 26 Eylül 2022, 23.14 UTC: DART, Dünya'dan yaklaşık 11 milyon kilometre uzakta Dimorphos'a çarptı. Son tam görüntü çarpmadan iki saniye önce geldi.

Son saatler tamamen otomatik geçti. Çarpmadan dört saat önce, hedeften yaklaşık 90.000 kilometre uzaktayken DART yer kontrolünden bağımsız kipe geçti. Son rota düzeltmesi, iticilerin yarattığı titreşim görüntüleri bulanıklaştırmasın diye çarpmadan dört dakika önce yapıldı ve ardından iticiler kapatıldı. Yolculuk sırasında, Mart 2022'de yaklaşık 578 metre çaplı 2001 CB21 asteroidi de uzaktan gözlendi.

Bilimsel sonuçlar

Çarpma, Dimorphos'un yaklaşık 11 saat 52 dakika olan dolanma süresini 32-33 dakika kadar kısalttı. Asıl sürpriz, bu etkinin büyük kısmının aracın kendisinden değil, çarpmanın uzaya fırlattığı malzemeden gelmesiydi. Momentum artış katsayısı yaklaşık 3,6 olarak ölçüldü; yani asteroide aktarılan itme, aracın tek başına sağlayacağının yaklaşık 3,6 katıydı. Bu, ileride daha küçük bir çarpıcıyla ya da daha kısa uyarı süresiyle aynı sapmanın elde edilebileceği anlamına geliyor.

Çarpma Dimorphos'u bir "aktif asteroide" dönüştürdü ve yaklaşık bir milyon kilogram malzeme kaybetmesine yol açtı. Çarpmanın fırlattığı madde bulutu Hubble ve James Webb teleskoplarıyla da gözlendi; Şili'deki SOAR teleskobu oluşan toz kuyruğunun 10.000 kilometreden uzun olduğunu belirledi. Sonraki çalışmalar, çarpmanın asteroit çiftinin Güneş etrafındaki yörüngesini de çok küçük ama ölçülebilir biçimde değiştirdiğini gösterdi. Bu, insan eliyle bir gök cisminin Güneş etrafındaki hareketinin ilk kez değiştirilmesi oldu.

Rakamlar ölçeği anlamaya yardımcı oluyor: Didymos sisteminin toplam kütlesi yaklaşık 528 milyar kilogram, bunun yalnızca 4,8 milyar kilogramı Dimorphos'a ait. Çarpma, Dimorphos'un yörüngesindeki anlık hızını saniyede yaklaşık 2,7 milimetre azalttı; bu küçük fark, dolanma süresinde yarım saati aşan bir değişime yol açmaya yetti.

Bilmeye değer

• DART'ın maliyeti, çarpma anına kadar yaklaşık 330 milyon dolardı.
• Çarpmanın enerjisi yaklaşık 11 gigajul, yani üç ton TNT'ye denk olarak hesaplandı.
• Asteroidin yörünge değişimi ölçümüne dünyanın dört bir yanından amatör gökbilimciler de katkı verdi.
• DART'ın son görüntüsü, piksel başına yaklaşık 3 santimetrelik çözünürlüğe sahipti.