ダブルアステロイドリダイレクションテスト(DART:二重小惑星進路変更実験)とは

ダブルアステロイドリダイレクションテスト(DART:二重小惑星進路変更実験)とは 天文・宇宙

ダブルアステロイドリダイレクションテスト(DART:二重小惑星進路変更実験)は、NASAがジョンズ・ホプキンス応用物理学研究所(APL)に指示を出し、ジェット推進研究所(JPL)、ゴダード宇宙飛行センター(GSFC)、ジョンソン宇宙センター(JSC)、グレン研究センター(GRC)、ラングレー研究センター(LaRC)といったNASAの複数のセンターから支援を受けています。

DARTは、危険な小惑星が地球に衝突するのを防ぐための技術を、惑星防衛の観点から検証するものです。

DARTは、宇宙空間で小惑星の動きを変化させるキネティック・インパクタ技術の最初のデモンストレーションとなります。

DARTミッションはフェーズCで、APLが主導し、マーシャル宇宙飛行センターのNASAの太陽系探査プログラムの下で、NASAの惑星防衛調整局とワシントンDCのNASA本部の科学ミッションディレクターの惑星科学部門のために管理されています。

DARTは、技術のテストとして小惑星に衝突させることを目的とした探査機です。

DARTのターゲットとなる小惑星は、地球にとっての脅威ではありません。

将来、地球を脅かすような小惑星が発見されたときに、宇宙船を意図的に小惑星に衝突させることで小惑星の進路を変えることができるかどうかを確かめるには、この小惑星系は絶好の実験場となります。

今後100年間、地球に衝突する可能性の高い140m以上の小惑星は現在のところ知られていませんが、2021年10月現在、約40%しか発見されていません。

DART探査機の2つの異なる画像。

DART探査機の2つの異なる画像。撮像装置DRACO(Didymos Reconnaissance & Asteroid Camera for OpNav)は、ニューホライズンズの高解像度撮像装置LORRIをベースにしている。左の図では、RLSA(Radial Line Slot Array)アンテナとROSA(Roll-Out Solar Arrays)が巻き上げられている様子も見えます。右は、NEXT-Cイオンエンジンをより鮮明に映し出している。©NASA

DARTの実証実験では、連星型の地球近傍小惑星(65803)「ディディモス」がターゲットとなります。

ディディモスの主天体の大きさは約780メートルですが、その副天体(または「ムーンレット」)の大きさは約160メートルで、地球に重大な脅威をもたらす可能性が最も高い小惑星の典型的な大きさです。

DARTが到着する前に、地球上の望遠鏡を使ってディディモスの連星を集中的に観測し、その特性を正確に測定しています。

2003年11月23日、24日、26日に撮影された地球近傍小惑星(65803)ディディモスとその月面の14枚の連続したアレシボレーダー画像。

2003年11月23日、24日、26日に撮影された地球近傍小惑星(65803)ディディモスとその月面の14枚の連続したアレシボレーダー画像。NASAの惑星レーダーの能力により、この天体の表面の形状、凹み、そして大きな岩の可能性を解決することができます。光度測定によるライトカーブのデータから、ディディモスは連星系であることがわかりましたが、レーダー画像では二次天体がはっきりと映し出されています。©NASA

測光ライトカーブとレーダーデータから導き出されたディディモス星系のシミュレーション画像。

測光ライトカーブとレーダーデータから導き出されたディディモス星系のシミュレーション画像。主体の直径は約780m、副天体の小片の大きさは約160mである。両者の距離は約1km強である。主体は2.26時間に1回、月は11.9時間に1回自転しています。既知の地球近傍小惑星(NEA)の約6分の1は、連星または多重天体であると言われています。©Naidu et al., AIDA Workshop, 2016

ROSA(Roll Out Solar Arrays)を伸ばした状態のDART探査機の図。2つのROSAアレイの大きさはそれぞれ8.6m×2.3m。©NASA

ROSA(Roll Out Solar Arrays)を伸ばした状態のDART探査機の図。2つのROSAアレイの大きさはそれぞれ8.6m×2.3m。©NASA

DART探査機は、搭載されたカメラ(DRACO)と高度な自律航行ソフトウェアを用いて、約6.6km/sの速度で意図的に月の小天体に衝突することで、運動衝撃の偏向を実現します。

この衝突により、月の軌道上での月小天体の速度は1%程度変化しますが、これにより月小天体の公転周期は数分程度変化し、地球上の望遠鏡で観測・計測することができます。

ROSAは、2017年6月に国際宇宙ステーション(ISS)に搭載して試験を行いました。

ROSAは、2017年6月に国際宇宙ステーション(ISS)に搭載して試験を行いました。©NASA

打ち上げ後、DARTはROSA(Roll Out Solar Arrays)を展開し、DARTの電気推進システムに必要な太陽光発電を行います。

DART宇宙船は、宇宙空間での推進力の一部として、NASAのEvolutionary Xenon Thruster – Commercial (NEXT-C)太陽電気推進システムのデモンストレーションを行います。

NEXT-Cは、NASAのグレン・リサーチ・センター(オハイオ州クリーブランド)で開発された、Dawn宇宙船の推進システムをベースにした次世代システムです。

電気推進を利用することで、DARTはミッションのスケジュールを大幅に柔軟化することができ、また次世代のイオンエンジン技術を実証することで、将来のNASAミッションへの応用が期待できます。

DARTミッションのシミュレーション図では、小惑星(65803)ディディモスの副天体ムーンレットに衝突する様子が描かれている。

DARTミッションのシミュレーション図では、小惑星(65803)ディディモスの副天体ムーンレットに衝突する様子が描かれている。衝突後、地球上の光学望遠鏡や惑星レーダーによる観測で、母天体をめぐる月小天体の軌道の変化を測定することができる。©NASA/Johns Hopkins Applied Physics Lab

DARTは、2021年11月24日に打ち上げられます。

DARTは、カリフォルニア州のバンデンバーグ空軍基地からスペースX社のファルコン9ロケットで打ち上げられます。

DARTはロケットから分離した後、1年以上の巡航を経て、2022年9月下旬にディディモス星の月面をインターセプトし、ディディモス星が地球から1,100万km以内に入ると、地上の望遠鏡や惑星レーダーで月面に与えられる運動量の変化を観測することができます。

Published by NASA