注意すべき点がいくつかあります。 まず、衝突の後、DART は跳ね返ったため、後方に移動しています。 速度はベクトルなので、この 1 次元の例では負の運動量を持つことになります。
第二に、運動エネルギー方程式は速度の二乗を扱います。 これは、DART の速度が負であっても、運動エネルギーが正であることを意味します。
2 つの方程式と 2 つの変数があるだけなので、これらの方程式を解くのは不可能ではありませんが、自明でもありません。 計算するとこうなります。 (本当にすべての詳細が必要な場合は、 私はあなたをカバーしました.)
イラスト：レット・アラン
DART と Dimorphos の値を使用すると、最終的な速度は 1.46 mm/s になります。 これは、非弾性衝突の反動速度の 2 倍です。 DART 宇宙船は跳ね返るので、 多くの 勢いの大きな変化 (プラスからマイナスへの移行)。 これは、ディモルフォスも運動量の変化が大きく、速度の変化が大きいことを意味します。 それはまだ小さな変化ですが、小さなものは小さなものよりも 2 倍大きくなります。
弾性衝突と非弾性衝突は、衝突スペクトルの両極端にすぎません。 オブジェクトがくっつかないが、運動エネルギーが保存されないという点で、ほとんどはその中間のどこかに該当します。 しかし、上記の計算から、小惑星の軌道を変更する最良の方法は弾性衝突を使用することであることがわかります。
衝突後のディモルフォスの画像を見ると、小惑星から放出された物質が少なくともあるようです。 デブリは DART の元の動きとは逆方向に移動するため、宇宙船が部分的に跳ね返ったように見え、ディモルフォスの運動量の変化が増加したことを示しています。 あなたの目標が宇宙の岩を動かすことであるなら、それはあなたが見たいものです. 放出された物質がなければ、小惑星の反動速度が遅い非弾性衝突に近いものになります。
影響の結果をどのように測定できますか?
前の例からわかるように、最良のシナリオでは、小惑星の速度は 1 秒あたりわずか 1.34 ミリメートル変化します。 この小さな速度変化を測定することは非常に困難です。 しかし、ディモルフォスにはおまけ機能があります。これは二重小惑星系の一部です。 それは、より大きなパートナーであるディディモスを周回していることを思い出してください。 これが、NASA がこのターゲットを選んだ理由の 1 つです。 ディモルフォスに衝突した宇宙船の影響を見つける鍵は、軌道周期、つまり物体が完全な軌道を描くのにかかる時間を測定し、衝突後に変化したかどうかを確認することです。
ディモルフォスは、月が地球を周回するのと同じ物理学に従って、ディディモスを周回します。 それらの間に重力相互作用があるため、ディディモスはディモルフォスをそれらの共通の重心 (ディディモスの方が大きいため、ディディモスの中心にはるかに近い点) に引き寄せます。 この重力により、2 つのオブジェクトが両方とも静止状態から開始した場合、最終的に衝突します。 しかし、そうではありません。 代わりに、ディモルフォスはこの重力に対してほぼ垂直な速度を持ち、重心の周りの軌道を移動します。 この軌道が円形である可能性はあります (絶対に必要というわけではありません)。