Для изучения характеристик астероидов во время космической миссии Хаябуса-2 по поверхности астероида Рюгу был запущен Малый переносной ударный снаряд. "Кратер, образовавшийся в результате удара, был намного больше, чем ожидалось. Поэтому мы попытались воспроизвести результаты удара по Рюгу с помощью моделирования, чтобы выяснить, какие характеристики должен иметь материал на поверхности астероида", — объясняет Мартин Ютци.

На характер и размер ударного кратера на астероиде влияют различные факторы. Во-первых, конкретные характеристики снаряда, а во-вторых, характеристики астероида. "Размер и природа кратера, образовавшегося в результате удара, могут позволить напрямую оценить характеристики материала и приповерхностной структуры астероида", — объясняет Ютци. Таким образом, подобные исследования имеют важное значение для понимания геологического и геофизического развития этих небесных тел.

"До сих пор процесс образования кратеров при низкой гравитации, в значительной степени оставался неизученным. Это связано с тем, что условия столкновения не могут быть смоделированы в лабораторных экспериментах на Земле", — говорит Сабина Радукан, которая руководит проектом вместе с Мартином Ютци. Исследователи продемонстрировали, что астероид, вероятно, имеет очень рыхлую внутреннюю структуру и удерживается вместе только очень небольшими силами сцепления и гравитационными взаимодействиями. "Исходя из этих условий, мы можем использовать наше численное моделирование, чтобы воспроизвести результат удара по Рюгу", — объясняет Радукан.

Соотношения между характеристиками снарядов и размером кратера, полученные из результатов, указывают на то, что поверхности малых астероидов должны быть очень молодыми. "Наши результаты также показывают, что низкая сила сцепления может оказывать значительное влияние на образование кратеров. На Рюгу есть различные геологические единицы поверхности, которые имеют разный возраст. Это может быть связано с влиянием сцепления", — добавляет Ютци.

Важные выводы для DART

Работа Юци и Радукана также важна для миссии НАСА "Double Asteroid Redirection Test" (DART), в которой также принимают участие ученые. DART — первое в мире полноценное испытание планетарной защиты от возможного столкновения с астероидами. 27 сентября 2022 года в рамках миссии DART космический зонд врезался в астероид Диморф, чтобы изменить его орбиту. "Результаты моделирования воздействия на Рюгу также помогают анализировать результаты миссии DART, — объясняет Ютци. — Мы работаем над применением недавно разработанных моделей к DART, чтобы получить представление о характеристиках Диморфа. Наши первоначальные симуляции выглядят очень многообещающе", — добавляет Радукан.

Исследование опубликовано в Nature Communications.