Na površini asteroida Bennu materijal je toliko slabo povezan da je njegova procijenjena čvrstoća manja od jednog paskala. Za usporedbu, mali stupac svježe mljevene kave može dosegnuti oko 50 paskala. Novi model upućuje na važan razlog te razlike: na mjestu uzorkovanja nema dovoljno sitne prašine koja bi povezala krupnije komade.
Tim predvođen Paulom Sánchezom sa Sveučilišta Colorado u Boulderu istražio je kako veličina i oblik čestica utječu na čvrstoću rastresitog materijala. Rezultate opisuje u novom znanstvenom radu u časopisu Nature Communications. Takvi izračuni pomažu procijeniti što letjelica može očekivati pri dodiru s asteroidom, ali i kako bi asteroid reagirao na udar kojim bi se pokušala promijeniti njegova putanja.
Sonda je naišla na gotovo nikakav otpor
Bennu je nakupina kamenih fragmenata koje na okupu drže gravitacija i slabe sile među česticama. Budući da je gravitacija na tako malom tijelu slaba, veze između susjednih zrnaca mogu bitno utjecati na ponašanje površinskog materijala.
To se pokazalo u listopadu 2020., kada je NASA-ina sonda OSIRIS-REx dotaknula asteroid kako bi prikupila uzorak. Površina joj je pružila vrlo malen otpor. Prema NASA-inoj analizi, sonda bi nastavila tonuti da nije uključila potisnike i udaljila se. Iako je teren bio prekriven stijenama, materijal ispod njih bio je izrazito rastresit.
Uzorci su stigli na Zemlju 2023. godine. Mjerenja tog materijala omogućila su istraživačima da u novi model uključe stvarne podatke o silama među česticama, umjesto ranijih pretpostavki.
Važni su i veličina i oblik zrnaca
Istraživači su u računalnim simulacijama promatrali nakupinu čestica između dviju gromada. Gromade su postupno razmicali i pratili kada će se materijal između njih razdvojiti. U model su uključili i nepravilne čestice, bliže stvarnom asteroidnom materijalu od pravilnih kuglica koje se često koriste radi jednostavnijeg izračuna.
Sitnija zrnca u pravilu stvaraju više dodirnih mjesta i povećavaju čvrstoću nakupine. Pritom je važan i njihov oblik: uglate čestice mogu se dodirivati na više mjesta i međusobno ukliještiti. Zbog toga nakupina krupnijih, nepravilnih čestica može biti jednako čvrsta kao nakupina sitnijih, zaobljenih zrnaca.
Na mjestu uzorkovanja na asteroidu Bennu nedostatak fine prašine ostavlja premalo veza među krupnijim komadima. Čvrstoća dobivena modelom slaže se s ranijim procjenama iz opažanja i ponašanja tla pri dodiru sonde.
Za planiranje budućih misija bitno je znati koliko se lako takav materijal razdvaja. Međutim, rezultat za jedno mjesto na površini ne otkriva čvrstoću cijele unutrašnjosti asteroida. Za pouzdaniju procjenu trebat će ispitati druge uzorke i proširiti modele na veći raspon veličina čestica.
