Wrak członu rakiety Falcon 9 uderzy w Księżyc w środę. Astronomowie liczą na obserwację obłoku pyłu
Górny człon rakiety Falcon 9, dryfujący w przestrzeni od czasu wyniesienia dwóch lądowników księżycowych w styczniu 2025 roku, uderzy 5 sierpnia w pobliżu krateru Einstein z prędkością około 8700 km/h. Astronomowie na Ziemi mogą dostrzec obłok szczątków przez teleskopy.
Porzucony górny człon rakiety SpaceX, który przez ponad rok dryfował w kosmosie, ma uderzyć w Księżyc w środę. Naukowcy traktują to zderzenie jako rzadką okazję do kalibracji instrumentów.
Zderzenie
Segment rakiety Falcon 9 o długości około 12 metrów i masie około 4,5 tony ma uderzyć w pobliżu krateru Einstein na oświetlonej zachodniej krawędzi Księżyca około godziny 6:34 UTC. Ekspert ds. śledzenia obiektów kosmicznych Bill Gray oszacował prędkość uderzenia na około 8700 km/h, czyli siedmiokrotność prędkości dźwięku, co uwolni energię równą wybuchowi trzech ton trotylu.
Tam na górze robi się tłoczno.
Benjamin Fernando z Los Alamos National Laboratory stwierdził, że powstały krater będzie miał około 27 metrów średnicy i 5 metrów głębokości. Jest on zbyt mały, by dostrzec go z Ziemi, ale będzie widoczny dla orbiterów księżycowych. Sonda NASA Lunar Reconnaissance Orbiter oraz południowokoreański statek Danuri są przygotowane do wykonania zdjęć miejsca uderzenia przed i po zdarzeniu. Według Fernando i jego zespołu, Danuri przeleci w odległości około 1–2 mil od członu Falcon 9 na około dwie minuty przed uderzeniem.
Perspektywy obserwacji
Błysk uderzenia, który ma trwać krócej niż sekundę, będzie prawdopodobnie zbyt słaby, by dostrzec go gołym okiem. Jednak wyrzucony pył i odłamki mogą rozciągnąć się na kilka kilometrów w przestrzeń i pozostać widoczne przez teleskopy przez dziesiątki minut. Najlepsze warunki do obserwacji będą panować we wschodniej części Stanów Zjednoczonych i Kanadzie oraz w znacznej części Ameryki Południowej.
Grawitacja na Księżycu jest słaba, a wiatr nie rozwiewa pyłu.
Do tej pory nie zarejestrowano żadnego błysku uderzeniowego na oświetlonej stronie Księżyca, więc jeśli obłok będzie wystarczająco jasny, będzie to pierwsze takie wydarzenie.
Fizyka zderzenia
Nowe badania w formie preprintu, prowadzone przez Williama Jo z University of Texas w Austin, modelowały zderzenie za pomocą symulacji o wysokiej rozdzielczości. Górny człon Falcon 9, będący pustą powłoką pozbawioną paliwa z cięższym silnikiem na jednym końcu, zachowuje się inaczej niż lity meteoryt. Zamiast zagłębić się w grunt, pusta cylindryczna konstrukcja prawdopodobnie zapadnie się do wewnątrz, wyrzucając szeroki wachlarz księżycowego gruntu rozprzestrzeniający się na szerokość nawet 183 kilometrów, wraz z cienkim, szybszym strumieniem skierowanym niemal pionowo w górę.
- Falcon 9 wynosi dwa prywatne lądowniki księżycowe – Blue Ghost firmy Firefly Aerospace oraz lądownik ispace – w stronę Księżyca.
- Zużyty górny człon, utknięty na wysoce eliptycznej orbicie okołoziemskiej, dryfuje w kosmosie przez ponad 18 miesięcy.
- Preprint badania UT Austin publikuje symulacje o wysokiej rozdzielczości przewidujące obłok szczątków o szerokości do 183 km.
- Przewidywane uderzenie w pobliżu krateru Einstein: 4,5-tonowy człon uderza z prędkością 8700 km/h, uwalniając energię 3 ton trotylu.
- Południowokoreański orbiter Danuri, po przelocie w odległości 1–2 mil tuż przed uderzeniem, zaczyna zbierać dane po zderzeniu.
- Sonda NASA Lunar Reconnaissance Orbiter oraz Danuri zbierają zdjęcia 27-metrowego krateru przed i po uderzeniu.
David Goldstein, profesor inżynierii lotniczej, który nadzorował prace, opisał symulację jako najbardziej optymistyczny scenariusz. Model zakłada, że człon uderzy silnikiem do przodu, niczym pionek upuszczony na głowę. W rzeczywistości obiekt prawdopodobnie uderzy pod kątem, co wytworzy mniejszy i słabszy obłok. Zespół Jo szacuje całkowitą masę przemieszczonego materiału na około 12 700 kilogramów.
Przypadkowe narzędzie kalibracyjne
W przeciwieństwie do naturalnych meteoroidów, które uderzają bez ostrzeżenia, w przypadku tego zderzenia znamy masę i prędkość obiektu. Fernando podkreślił, że czyni to z niego unikalne wydarzenie kalibracyjne do testowania technik używanych w badaniu naturalnych uderzeń.
Częścią powodu, dla którego interesujemy się tym wydarzeniem, jest chęć ustalenia, jak duże zagrożenie dla przyszłych astronautów stanowią uderzenia szczątków.
Naukowcy planują również przeanalizować skład obłoku, aby uzyskać wskazówki dotyczące powierzchni Księżyca w miejscu uderzenia.
Rosnąca ilość śmieci orbitalnych
Zderzenie nie było planowane przez SpaceX. Po misji z 15 stycznia 2025 roku, podczas której wyniesiono lądownik Blue Ghost firmy Firefly Aerospace oraz japoński lądownik firmy ispace w stronę Księżyca, górny człon utknął na wysoce eliptycznej orbicie okołoziemskiej, zamiast zostać skierowanym na orbitę słoneczną. Będzie to drugie znane przypadkowe uderzenie rakiety w Księżyc po incydencie z 2022 roku, kiedy to segment chińskiej rakiety wybił dwa kratery na niewidocznej stronie Księżyca.
