Nhiệm vụ diễn tập cứu trái đất Don Quijote, do Cơ quan Vũ trụ châu Âu ủy nhiệm, được lên kế hoạch để kiểm tra tiềm năng của một nhiệm vụ sống hay chết thực sự để làm chệch hướng một tiểu hành tinh gây ra tuyệt chủng hàng loạt khỏi một vụ va chạm với Trái đất.
Hiện tại đang ở giai đoạn ý tưởng, Nhiệm vụ giảm thiểu tác động của tiểu hành tinh gần Trái đất Don Quijote - đã được mô phỏng trên một chuyến bay được đề xuất cho cả 2002 AT4 hoặc 1989 ML, cả hai đều là tiểu hành tinh gần Trái đất, mặc dù không có nguy cơ va chạm rõ ràng. Tuy nhiên, các nghiên cứu tiếp theo đã đề xuất rằng Amor 2003 SM84 hoặc thậm chí 99942 Apophis có thể là mục tiêu phù hợp hơn. Rốt cuộc, 99942 Apophis có nguy cơ cận biên (1 trên 250.000) về tác động của Trái đất vào năm 2036.
Dù mục tiêu là gì, một đề xuất phóng hai tàu vũ trụ - một Impactor tên là Hidalgo (một danh hiệu mà Cervantes đã trao cho Don Quixote ban đầu) và một tàu quỹ đạo có tên là Sancho (người đồng hành trung thành với Donith).
Mặc dù vai trò của Impactor là tự giải thích, nhưng tàu quỹ đạo đóng vai trò chính trong việc diễn giải tác động - ý tưởng là thu thập dữ liệu động lực và thay đổi quỹ đạo mà sau đó sẽ thông báo cho các nhiệm vụ trong tương lai, trong đó số phận của Trái đất có thể thực sự bị đe dọa .
Mức độ chuyển động lượng từ Impactor sang tiểu hành tinh phụ thuộc vào khối lượng Impactor (chỉ hơn 500 kg) và vận tốc của nó (khoảng 10 km một giây), cũng như thành phần và mật độ của tiểu hành tinh. Sự thay đổi động lượng lớn nhất sẽ đạt được nếu tác động ném lên ejecta đạt được vận tốc thoát. Nếu thay vào đó, Impactor chỉ chôn mình trong tiểu hành tinh, sẽ không đạt được nhiều như vậy, vì khối lượng của nó sẽ ít hơn bất kỳ tiểu hành tinh gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt nào. Ví dụ, đối tượng tạo ra miệng núi lửa Chicxulub và quét sạch khủng long (vâng, được rồi - ngoại trừ những con chim) được cho là có thứ tự đường kính 10 km.
Vì vậy, trước khi tác động, để hỗ trợ nhắm mục tiêu trong tương lai và tính toán vận tốc tác động cần thiết, Tàu quỹ đạo sẽ phân tích chi tiết khối lượng tổng thể của tiểu hành tinh mục tiêu và mật độ và độ chi tiết gần bề mặt của nó. Sau đó, sau khi va chạm, Tàu quỹ đạo sẽ đánh giá tốc độ và sự phân phối của ejecta va chạm thông qua Camera tác động của nó.
Tuy nhiên, việc đo chính xác mức độ lệch đạt được do tác động thể hiện một thách thức đáng kể cho nhiệm vụ. Chúng ta sẽ cần dữ liệu tốt hơn nhiều về khối lượng và vận tốc của tiểu hành tinh mục tiêu so với chúng ta có thể thiết lập từ Trái đất. Vì vậy, Tàu quỹ đạo sẽ thực hiện một loạt các lần bay và sau đó đi vào quỹ đạo xung quanh tiểu hành tinh để đánh giá mức độ của tiểu hành tinh bị ảnh hưởng bởi khoảng cách gần tàu vũ trụ.
Một xác định chính xác về khoảng cách quỹ đạo Trái đất từ tiểu hành tinh sẽ đạt được bằng Máy đo độ cao Laser của nó, trong khi Thử nghiệm Khoa học vô tuyến sẽ xác định chính xác vị trí của tàu quỹ đạo (và do đó là vị trí của tiểu hành tinh) so với Trái đất.
Sau đó, khi thiết lập Tàu quỹ đạo làm điểm tham chiếu, ảnh hưởng của sự va chạm của Impactor sẽ được đánh giá. Tuy nhiên, một yếu tố gây nhiễu đáng kể là hiệu ứng Yarkovsky - hiệu ứng đốt nóng mặt trời của tiểu hành tinh, gây ra sự phát xạ của các photon nhiệt và do đó tạo ra một lực đẩy nhỏ. Hiệu ứng Yarkovsky tự nhiên đẩy một quỹ đạo tiểu hành tinh ra ngoài nếu nó có một vòng quay tiên tiến (theo hướng quỹ đạo của nó) - hoặc vào trong nếu nó có spin ngược. Do đó, Tàu quỹ đạo cũng sẽ cần Máy quang phổ hồng ngoại nhiệt để tách hiệu ứng Yarkovsky khỏi tác động của tác động.
Và tất nhiên, do tầm quan trọng của Tàu quỹ đạo là điểm tham chiếu, ảnh hưởng của bức xạ mặt trời lên nó cũng phải được đo lường. Thật vậy, chúng ta cũng sẽ cần phải xác định rằng hiệu ứng này sẽ thay đổi khi các tàu vũ trụ mới sáng bóng có bề mặt phản xạ cao bị mất ánh sáng. Các bề mặt phản chiếu cao sẽ phát ra bức xạ, gần như ngay lập tức, ở mức năng lượng (tức là động lượng cao) gần như tương đương với bức xạ tới. Tuy nhiên, các bề mặt albedo thấp chỉ có thể giải phóng bức xạ nhiệt năng lượng thấp hơn (tức là động lượng thấp hơn) - và sẽ làm điều đó chậm hơn.
Nói cách khác, một bề mặt gương tạo ra một cánh buồm mặt trời tốt hơn nhiều so với bề mặt màu đen.
Vì vậy, tóm lại, nhiệm vụ giảm thiểu tác động của Don Quijote sẽ yêu cầu một Impactor có Máy ảnh nhắm mục tiêu - và một tàu quỹ đạo có Camera quan sát tác động, Máy đo độ cao bằng laser, Thí nghiệm khoa học vô tuyến và Máy quang phổ hồng ngoại nhiệt - và bạn nên nhớ đo ảnh hưởng của áp suất bức xạ mặt trời lên tàu vũ trụ ngay từ đầu nhiệm vụ, khi nó sáng bóng - và sau này, khi không.
Đọc thêm: Wolters et al Các yêu cầu đo lường cho một nhiệm vụ trình diễn giảm thiểu tác động của tiểu hành tinh gần Trái đất.
