A Föld megmentése próba misszió, Don Quijote, az Európai Űrügynökség megbízásából, a tervek szerint teszteli egy valódi élet vagy halál missziójának potenciálját a tömeges kipusztulást kiváltó aszteroidának a Földdel való ütközés során való eltávozására.
Jelenleg a koncepció szakaszában a Don Quijote Föld közeli aszteroidák hatásának mérséklő missziója - a 2002 AT4 vagy az 1989 ML repülésre tervezett repülési modellre lett modellezve, mindkettő Föld közeli aszteroidák, bár egyikük sem jelent nyilvánvaló ütközési kockázatot. A későbbi tanulmányok azonban azt sugallták, hogy az Amor 2003 SM84 vagy akár 99942 Apophis lehet megfelelőbb célok. Végül is, az 99942 Apophis marginális (egy 250 000-ből 1) kockázatot jelent a Föld 2036-os hatásának.
Bármelyik is legyen a cél, két űrhajó kettős dobását javasolják - egy Hidalgo nevű ütközőt (a Cervantes címet az eredeti Don Quijote kapta) és egy Sancho nevű Orbiterot (aki a Don hű társa volt).
Miközben az Impactor szerepe önmagában érthető, az Orbiter kulcsszerepet játszik a hatás értelmezésében - az az ötlet, hogy összegyűjtse az ütközési lendületet és a pályaváltozási adatokat, amelyek később tájékoztatják a jövőbeli missziókat, amelyekben a Föld sorsa valóban a tétre kerül. .
A lendületnek az Impactorból az aszteroidába történő átvitelének mértéke az Impactor tömegétől (alig több mint 500 kilogramm) és sebességétől (másodpercenként körülbelül 10 kilométer) függ, valamint az aszteroida összetételétől és sűrűségétől. A legnagyobb lendületváltozást akkor érik el, ha az ütés olyan kitolódást vet fel, amely eléri a menekülési sebességet. Ha ehelyett az ütköző csak elteszi magát az aszteroidába, akkor nem sok mindent fog elérni, mivel tömege lényegesen kisebb lesz, mint bármely más, a tömeg kihalását kiváltó aszteroida. Például az az objektum, amely létrehozta a Chicxulub krátert, és megtörölte a dinoszauruszokat (igen, rendben van - kivéve a madarakat) feltehetően 10 kilométer átmérőjű volt.
Tehát az ütés előtt - a jövőbeli célzás és a szükséges ütési sebesség számítások elősegítése érdekében - az Orbiter részletes elemzést készít a célszteroid teljes tömegéről, annak felszíni sűrűségéről és szemcséjéről. Ezután az ütés után az Orbiter az Impact Camera segítségével megbecsüli az ütközés kilökődésének sebességét és eloszlását.
A hatás által elért eltérés mértékének pontos mérése azonban a küldetés számára komoly kihívást jelent. Sokkal jobb adatokra lesz szükségünk a célszteroid tömegére és sebességére vonatkozóan, mint amit a Földről tudunk megállapítani. Tehát az Orbiter sorozat repülést hajt végre, majd az aszteroida körüli pályára megy, hogy felmérje, mennyire befolyásolja az aszteroidát az űrhajó közelsége.
Az Orbiter távolsága az aszteroidától pontosan meghatározható a lézeres magasságmérővel, míg a rádiótudományi kísérlet pontosan meghatározza az Orbiter helyzetét (és így az aszteroida helyzetét) a Földhöz viszonyítva.
Miután meghatározta az Orbiter referenciapontot, kiértékeljük az ütközés hatását. Jelentős zavaró tényező azonban a Yarkovsky-hatás - az aszteroida napenergia-hevítése, amely indukálja a termon fotonok kibocsátását, és így kis mennyiségű tolóerőt generál. A Yarkovsky-effektus természetesen egy aszteroida pályáját kifelé tolja, ha van egy programozott spinje (a pályája irányába) - vagy befelé, ha retrográd spinvel rendelkezik. Ezért az Orbiternek termikus infravörös spektrométerre is szüksége van, hogy elkülönítse a Yarkovsky hatást az ütés hatásától.
És természetesen, tekintettel az Orbiter referenciapontjának fontosságára, a napsugárzás erre gyakorolt hatását is meg kell mérni. Valójában azt is figyelembe kell vennünk, hogy ez a hatás megváltozik, mivel a fényes új űrhajó fényvisszaverő felülete elveszíti fényességét. A nagyon fényvisszaverő felületek szinte azonnal sugárzást bocsátanak ki, az energiaszinteknél (azaz nagy lendülettel), amely majdnem megegyezik a beeső sugárzással. Az alacsony albedófelületek azonban csak alacsonyabb energiát (azaz alacsonyabb lendületet) bocsáthatnak ki - és ezt lassabban fogják megtenni.
Másképpen fogalmazva: a tükör felülete sokkal jobb napelemes vitorlát eredményez, mint egy fekete felület.
Tehát dióhéjban a Don Quijote ütéscsökkentő feladatához szükség lesz egy ütközőre egy célzó kamerával - és egy sugárirányítóra egy ütközésmegfigyelő kamerával, egy lézeres magasságmérővel, egy rádió tudományos kísérlettel és egy termikus infravörös spektrométerrel -, és ne felejtse el megmérni a a napsugárzás nyomásának hatása az űrhajóra a misszió elején, amikor fényes - és később, amikor nem.
További irodalom: Wolters et al. Föld közeli aszteroida ütéscsökkentő demonstrációs mérési követelményei.
