Double Asteroid Redirection Test

Originalmente, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a NASA tinham planos independentes para missões com o objetivo de testar estratégias de prevenção de impacto de asteroides, e em 2015 elas assinaram uma colaboração chamada AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment) envolvendo dois lançamentos separados de espaçonaves que funcionariam em sinergia.^[4][5][6] Sob a proposta, a espaçonave europeia, AIM, iria ser lançada em dezembro de 2020, e a DART em julho de 2021. AIM iria orbitar o asteroide maior para estudar sua composição e a de sua lua, e DART iria então atingir a lua do asteroide em setembro de 2022, durante uma aproximação próxima à Terra.^[5]

O orbitador AIM foi cancelado, a caracterização completa dos asteroides não será obtida, e os efeitos do impacto da espaçonave DART serão monitorados por radares e telescópios terrestres.^[7][6]

Em junho de 2017, a NASA aprovou o avanço do desenvolvimento conceitual para a fase de design preliminar,^[8] e em agosto de 2018 aprovou o projeto para iniciar a fase final de design e montagem.^[9]

Em 11 de abril de 2019, a NASA anunciou que um foguete Falcon 9 da SpaceX seria usado para lançar a missão DART.^[10]

Cientistas^[quem?] estimam que existem 25 000 grandes asteroides no Sistema Solar, entretanto, até hoje as pesquisas e observações detectaram 8 000, portanto, os funcionários da NASA consideram imperativo desenvolver um plano efetivo para o caso de um objetos próximo da Terra ameaçar o planeta.^[11]

DART é um impactador com massa de 610 kg (1 340 lb).^[12] É estimado que o impacto de 500 kg (1 110 lb)^[13] gerado pela sonda a uma velocidade de 6,6 km/s (4,1 mi/s)^[14][15] produzirá uma alteração da velocidade da ordem de 0,4 mm/s, levando a uma pequena mudança na trajetória do sistema de asteroides, mas ao longo do tempo, causando uma grande mudança no caminho deste.^{[16][5][17][18]} O impacto teve como alvo o centro da lua Dimorphos e deve reduzir seu período orbital, atualmente de 11,92 horas, em cerca de 10 minutos.^[12] Ao longo de um intervalo de milhões de quilômetros, a mudança cumulativa da trajetória eliminaria o risco de um asteroide anteriormente em rota de colisão com a Terra atingir o planeta.^[19]

A mudança real de velocidade e deslocamento orbital são incertos. Há um efeito de "aumento de momento" mal compreendido devido à contribuição do momento de recuo da ejeção de impacto. Espera-se que o momento final transferido para o maior fragmento remanescente do asteroide possa ser de até 3 a 5 vezes o momento incidente, e obter boas medições dos efeitos, o que nos ajudará a refinar os modelos de tais impactos, é um dos objetivos principais da missão.^[20] Estimativas iniciais da mudança no período da órbita binária devem ser conhecidas dentro de uma semana após o impacto.^[21] Os detalhes serão medidos alguns anos depois por uma espaçonave chamada Hera, que deve fazer um reconhecimento e avaliação detalhados.^[22] Hera foi aprovada em novembro de 2019.^[23]

A nave espacial DART usava o propulsor de íons NEXT, um tipo de propulsão elétrica solar.^[7][24] Ela era alimentada por painéis solares de 22 m² (240 pés quadrados) para gerar os ~ 3,5 kW necessários para alimentar o motor NASA Evolutionary Xenon Thruster-Commercial (NEXT-C).^[25]

Os painéis solares da espaçonave utilizavam um design Roll Out Solar Array (ROSA), que foi testado na Estação Espacial Internacional em junho de 2017 como parte da Expedição 52, entregue à estação pela missão de carga comercial SpaceX CRS-11.^[26]

Usando ROSA como a estrutura, uma pequena parte do painel solar DART era configurada para demonstrar a tecnologia Transformational Solar Array, que tinha células solares de eficiência muito alta e concentradores reflexivos que forneciam três vezes mais energia do que a tecnologia atual de painéis solares.^[27][14]

A espaçonave DART foi a primeira espaçonave a usar um novo tipo de antena de comunicação de alto ganho, ou seja, um Spiral Radial Line Slot Array (RLSA). A antena operava nas frequências de 7,2 e 8,4 GHz da banda X da NASA Deep Space Network (NASA DSN). A antena fabricada excedia os requisitos fornecidos e foi testada em ambientes, resultando em um design TRL-6.^[28]

A Agência Espacial Italiana (ASI) contribuiu com uma espaçonave secundária chamada LICIACube (Light Italian CubeSat pfor Imaging of Asteroids), um pequeno CubeSat que pegou carona com o DART e se separou 10 dias antes do impacto para adquirir imagens do impacto e material ejetado, à medida que deriva passando pelo asteroide.^[22][29] O LICIACube se comunica diretamente com a Terra, enviando imagens do material ejetado após o sobrevoo de Dimorphos.^[30]

Em um projeto colaborativo, a Agência Espacial Europeia está desenvolvendo a espaçonave Hera, que será lançada para Didymos em 2024^[31] e chegará em 2027^[32] - 5 anos após o impacto de DART - para fazer um reconhecimento e avaliação detalhados.^[31] Hera deverá carregar dois CubeSats, Milani e Juventas.^[31]

O alvo da missão é Dimorphos, no sistema 65803 Didymos, um sistema binário de asteroides no qual um asteroide é orbitado por outro menor. O asteroide primário (Didymos A) tem cerca de 780 m (2 560 pés) de diâmetro; seu pequeno satélite Dimorphos (Didymos B) tem cerca de 160 m (520 pés) de diâmetro em uma órbita a cerca de 1 km (0,62 mi) do primário.^[7] A massa do sistema Didymos é estimada em 528 bilhões de kg, com Dimorphos em 4,8 bilhões de kg.^[12] O DART terá como alvo o asteroide menor, Dimorphos. Didymos não é um asteroide geocruzador, e não há possibilidade de que o experimento de deflexão possa criar um risco de impacto.^[17]

Os preparativos para o lançamento do DART começaram em 20 de outubro de 2021, quando a espaçonave começou a abastecer na Base da Força Espacial de Vandenberg (VSFB), na Califórnia.^[33] A espaçonave chegou à VSFB, perto de Lompoc, no início de outubro, após uma viagem pelo país. Desde então, os membros da equipe DART vêm preparando a espaçonave para o vôo, testando seus mecanismos e o sistema elétrico, envolvendo as peças finais em mantas de isolamento multicamadas, e praticando a sequência de lançamento do local de lançamento e do centro de operações da missão no APL. A espaçonave foi transferida foi para a Instalação de Processamento de Carga Útil da SpaceX na VSFB em 26 de outubro de 2021. Dois dias depois, a equipe recebeu luz verde para encher o tanque de combustível do DART com cerca de 50 kg (110 lb) de propelente de hidrazina para manobras da espaçonave e controle de atitude. O DART também carrega cerca de 60 kg (130 lb) de xenônio para o motor de íons NEXT-C. Os engenheiros carregaram o xenônio antes que a espaçonave deixasse o APL, no início de outubro de 2021.^[34]

A partir de 10 de novembro de 2021, os engenheiros acoplaram a espaçonave ao adaptador que se empilha na parte superior do veículo de lançamento Falcon 9. Sem a carenagem de carga útil, o foguete Falcon 9 passou pelo teste de ignição estática e depois voltou para a instalação de processamento, onde os técnicos da SpaceX instalaram as duas metades da carenagem ao redor da espaçonave ao longo de dois dias, 16 e 17 de novembro, dentro da Instalação de Processamento de Carga Útil da SpaceX na VSFB, e as equipes de solo concluíram uma revisão de prontidão de voo bem-sucedida no final da semana, com a carenagem acoplada ao foguete.^[35]

Um dia antes do lançamento, o veículo foi retirado do hangar e levado para a plataforma de lançamento no Complexo de Lançamento Espacial de Vandenberg 4 (SLC-4E), de onde foi lançado com a espaçonave e deu início à jornada do DART para o sistema Didymos.^[34]

A espaçonave DART foi lançada em 24 de novembro de 2021, às 06h21min02 UTC.^[36][1]

O planejamento inicial previa que o DART seria implantado em uma órbita terrestre de alta altitude e alta excentricidade, projetada para evitar a Lua. Em tal cenário, o DART usaria seu motor de íon NEXT de baixo empuxo e alta eficiência para escapar lentamente de sua órbita terrestre elevada para uma órbita solar ligeiramente inclinada próxima à Terra, a partir da qual manobraria em uma trajetória de colisão com seu alvo. Mas devido ao uso do foguete Falcon 9, a carga útil foi colocada junto com o segundo estágio do foguete diretamente em uma trajetória de escape da Terra e em órbita heliocêntrica, quando o segundo estágio reacendeu para uma segunda partida do motor ou queima de escape. Assim, embora o DART carregue um propulsor elétrico inédito e bastante combustível de xenônio, o Falcon 9 fez quase todo o trabalho, deixando para a espaçonave realizar apenas algumas queimas de correção de trajetória com simples propulsores químicos ao se aproximar da lua Dimorphos de Didymos.^[37]

Após o embate da espaçonave DART com a lua Dimorphos de Didymos, no dia 26 de setembro de 2022, a órbita do asteroide foi reduzida de 11 horas e 55 minutos para 11 horas e 23 minutos, resultando numa redução de 32 minutos. Antes do momento do impacto a NASA tinha definido uma mudança mínima do período orbital para ser considerado um sucesso, que eram de apenas 73 segundos ou mais, fazendo com que a espaçonave DART ultrapassa-se esses dados mínimos em 25 vezes. ^[38][39]

Vários telescópios na Terra captaram o momento do impacto, assim como o Telescópio espacial Hubble e o Telescópio Espacial James Webb.^[40][41]

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