Den red-jorden-øvelsesmission Don Quijote, bestilt af Det Europæiske Rumorganisation, er planlagt til at teste potentialet for en reel mission for liv eller død for at aflede en asteroide med masseudryddelse fra en kollisionskurs med Jorden.
I øjeblikket på "koncept" -stadiet er Don Quijote Near Earth Asteroid Impact Mitigation Mission - blevet modelleret på en foreslået flyvning til enten 2002 AT4 eller 1989 ML, begge er asteroider nær jorden, skønt hverken repræsenterer en åbenlys kollisionsrisiko. Efterfølgende undersøgelser har imidlertid foreslået, at Amor 2003 SM84 eller endda 99942 Apophis kan være mere egnede mål. Når alt kommer til alt er der 99942 Apophis en marginal (1 ud af 250.000) risiko for jordpåvirkning i 2036.
Uanset hvilket mål der foreslås, foreslås en dobbelt lancering af to rumfartøjer - en Impactor kaldet Hidalgo (en titel, Cervantes gav den originale Don Quixote) og en Orbiter kaldet Sancho (som var Don's trofaste ledsager).
Mens impaktorens rolle er selvforklarende, spiller Orbiter en nøglerolle i fortolkningen af virkningen - iden er at indsamle påvirkningsmoment og data om ændring af bane, som derefter vil informere fremtidige missioner, hvor jordens skæbne virkelig kan stå på spil .
Omfanget af overførsel af momentum fra Impactor til asteroid afhænger af Impactorens masse (lidt over 500 kg) og dens hastighed (ca. 10 kilometer i sekundet) samt sammensætningen og densiteten af asteroiden. Den største momentumændring opnås, hvis påvirkningen kaster op ejecta, der opnår flugthastighed. Hvis impaktoren i stedet bare begraver sig inden i asteroiden, opnås ikke så meget, da dens masse vil være væsentligt mindre end enhver asteroide, der udløser masseudryddelse. F.eks. Objektet, der skabte Chicxulub-krateret og udslettet dinosaurerne (ja, okay - undtagen for fuglene) menes at have været i størrelsesordenen 10 kilometer i diameter.
Så før påvirkningen, for at hjælpe med fremtidig målretning og nødvendige beregninger af påvirkningshastighed, vil Orbiter foretage en detaljeret analyse af målassteroidens samlede masse og dens tæt overfladetæthed og granularitet. Efter påvirkningen vil Orbiter derefter vurdere hastigheden og fordelingen af kollisionen ejecta via dens Impact Camera.
Imidlertid repræsenterer en nøjagtig måling af graden af nedbøjning opnået ved nedslaget en betydelig udfordring for missionen. Vi har brug for meget bedre data om målassteroidens masse og hastighed, end vi kan fastslå fra Jorden. Så Orbiter vil gøre en række fly-bys og derefter gå i kredsløb omkring asteroiden for at vurdere, hvor meget asteroiden påvirkes af rumfartøjets nærhed.
En nøjagtig bestemmelse af Orbiters afstand fra asteroiden opnås ved hjælp af dens Laserhøjde, mens et radiovidenskabeligt eksperiment præcist bestemmer Orbiters position (og dermed asteroideens position) i forhold til Jorden.
Efter at have etableret Orbiter som referencepunkt, vil effekten af kollisionen af påvirkningen blive vurderet. Imidlertid er en markant forvirrende faktor Yarkovsky-effekten - virkningen af solopvarmning af asteroiden, der inducerer udsendelse af termiske fotoner og dermed genererer en lille mængde drivkraft. Yarkovsky-effekten skubber naturligvis en asteroids bane udad, hvis den har en gradvis drejning (i retning af dens bane) - eller indad, hvis den har retrograd-drejning. Derfor har Orbiter også brug for et termisk infrarødt spektrometer for at adskille Yarkovsky-effekten fra virkningen af påvirkningen.
Og selvfølgelig, i betragtning af Orbiterens betydning som referencepunkt, skal solstrålingseffekten på den også måles. Faktisk bliver vi også nødt til at medvirke til, at denne effekt vil ændre sig, når det skinnende nye rumfartøjs stærkt reflekterende overflader mister deres glans. Meget reflekterende overflader vil udsende stråling næsten øjeblikkeligt ved energiniveau (dvs. højt momentum) næsten ækvivalent med den indfaldende stråling. Dog kan overflader med lav albedo kun frigive termisk stråling med lavere energi (dvs. lavere momentum) - og vil gøre det langsommere.
For at sige det på en anden måde, gør en spejloverflade et meget bedre solsejl end en sort overflade.
Så i et nøddeskal kræver Don Quijote-nedbrydningsmissionen en impaktor med et målretningskamera - og en orbiter med et påvirkningskamera, en laserhøjde, et radiovidenskabeligt eksperiment og et termisk infrarødt spektrometer - og du skal huske at måle effekten af solstrålingstrykket på rumfartøjet tidligt i missionen, når det er skinnende - og senere, når det ikke er tilfældet.
Yderligere læsning: Wolters et al. Målingskrav til en demonstrationsmission for asteroide i nærheden af Jorden.
