Reddings-jorden-øvingsoppdraget Don Quijote, på oppdrag fra European Space Agency, er planlagt å teste potensialet til et virkelig liv-eller-død-oppdrag for å avlede en asteroide med masseutryddelse fra et kollisjonskurs med Jorden.
For tiden på "konsept" -stadiet, er Don Quijote Near Earth Asteroid Impact Mitigation Mission - blitt modellert på en foreslått flyreise til enten 2002 AT4 eller 1989 ML, begge er asteroider nær jord, men ingen av dem representerer en åpenbar kollisjonsrisiko. Imidlertid har påfølgende studier antydet at Amor 2003 SM84 eller til og med 99942 Apophis kan være mer passende mål. Tross alt er det 99942 Apophis som har en marginal risiko (1 av 250 000) for jordpåvirkning i 2036.
Uansett mål, foreslås en dobbelt lansering av to romskip - en Impactor kalt Hidalgo (en tittel Cervantes ga til den originale Don Quixote) og en Orbiter kalt Sancho (som var Dons trofaste følgesvenn).
Mens innvirkningens rolle er selvforklarende, spiller Orbiter en nøkkelrolle i å tolke innvirkningen - ideen er å samle inn virkningsmoment og data om endring av bane som deretter vil informere fremtidige oppdrag, der jordens skjebne virkelig kan stå på spill .
Omfanget av overføringen av momentum fra Impactor til asteroid avhenger av Impactors masse (drøyt 500 kg) og dens hastighet (ca. 10 kilometer i sekundet), samt sammensetningen og tettheten til asteroiden. Den største momentumendringen vil oppnås hvis støtet kaster opp ejecta som oppnår rømningshastighet. Hvis impactor i stedet bare begraver seg i asteroiden, vil ikke så mye oppnås, siden massen vil være vesentlig mindre enn noen masseutryddelsesinduserende asteroide. For eksempel objektet som skapte Chicxulub-krateret og utslettet dinosaurene (ja, ok - bortsett fra fuglene) antas å ha vært i størrelsesorden 10 kilometer i diameter.
Så før innvirkningen, for å hjelpe fremtidig målretting og nødvendige beregninger av påvirkningshastighet, vil Orbiter foreta en detaljert analyse av målsteroidens totale masse og dens overflate-tetthet og granularitet. Etter påvirkningen vil Orbiter deretter vurdere hastigheten og distribusjonen av kollisjonen via kollisjonskameraet.
Å nøyaktig måle graden av avbøyning oppnådd ved innvirkningen representerer imidlertid en betydelig utfordring for oppdraget. Vi vil trenge mye bedre data om målassteroidens masse og hastighet enn vi kan fastslå fra Jorden. Så Orbiter vil gjøre en serie med fly-bys og deretter gå i bane rundt asteroiden for å vurdere hvor mye asteroiden påvirkes av romfartøyets nærhet.
En nøyaktig bestemmelse av Orbiters avstand fra asteroiden vil oppnås ved hjelp av sin Laser Høydemåler, mens et radiovitenskapelig eksperiment nøyaktig vil bestemme Orbiters posisjon (og derav asteroidens posisjon) i forhold til Jorden.
Etter å ha etablert Orbiter som et referansepunkt, vil effekten av kollisjonen av Impactor bli vurdert. Imidlertid er en betydelig forvirrende faktor Yarkovsky-effekten - effekten av solvarme av asteroiden, som induserer utslipp av termiske fotoner og dermed genererer en liten mengde skyvekraft. Yarkovsky-effekten skyver naturlig en asteroide bane utover hvis den har en gradvis spinn (i retning av bane) - eller innover hvis den har tilbakegående spinn. Derfor vil Orbiter også trenge et termisk infrarødt spektrometer for å skille Yarkovsky-effekten fra virkningen av støt.
Og selvfølgelig, gitt viktigheten av Orbiter som et referansepunkt, må effekten av solstråling på den også måles. Vi må faktisk også tenke på at denne effekten vil endre seg når det skinnende nye romfartøyets høyt reflekterende overflater mister glansen. Svært reflekterende flater vil avgi stråling, nesten umiddelbart, ved energinivåer (dvs. høyt momentum) som nesten tilsvarer den innfallende strålingen. Imidlertid kan overflater med lav albedo bare frigjøre lavere energi (dvs. lavere momentum) termisk stråling - og vil gjøre det saktere.
For å si det på en annen måte, gjør en speiloverflate et mye bedre solseil enn en svart overflate.
Så i et nøtteskall, krever don Quijote-virkningsreduserende oppdrag en Impactor med et målrettingskamera - og en Orbiter med et Impact Observation Camera, en Laser Høydemåler, et Radio Science Experiment og et termisk infrarødt spektrometer - og du bør huske å måle effekten av solstrålingstrykk på romskipet tidlig i oppdraget, når det er skinnende - og senere når det ikke er det.
Videre lesning: Wolters et al. Målingskrav for et demonstrasjonsoppdrag for asteroide i nærheten av jorden.
