Den 14 augusti 2021, en liten jordnära asteroid (NEA) betecknad 2021 PJ1 passerade vår planet på ett avstånd av över 1 miljon miles (cirka 1,7 miljoner kilometer). Mellan 65 och 100 fot (20 och 30 meter) breda, den nyligen upptäckta asteroiden var inte ett hot mot jorden. Men den här asteroidens tillvägagångssätt var historiskt, markerar 1, 000:e NEA som ska observeras av planetradar på drygt 50 år.

Och bara sju dagar senare, planetradar observerade 1, 001:a sådant objekt, men den här var mycket större.

Sedan den första radarobservationen av asteroiden 1566 Icarus 1968, denna kraftfulla teknik har använts för att observera passerande NEA:er och kometer (tillsammans kända som jordnära objekt, eller NEOs). Dessa radardetekteringar förbättrar vår kunskap om NEO-banor, tillhandahålla data som kan utöka beräkningar av framtida rörelser med årtionden till århundraden och hjälpa till att definitivt förutsäga om en asteroid kommer att träffa jorden, eller om det bara ska passera nära. Till exempel, senaste radarmätningar av den potentiellt farliga asteroiden Apophis hjälpte till att eliminera alla möjligheter att den skulle påverka jorden under de kommande 100 åren.

Dessutom, de kan förse forskare med detaljerad information om fysiska egenskaper som endast kan matchas genom att skicka en rymdfarkost och observera dessa objekt på nära håll. Beroende på en asteroids storlek och avstånd, radar kan användas för att avbilda dess yta i intrikata detaljer samtidigt som den bestämmer dess storlek, form, snurrhastighet, och om den åtföljs av en eller flera små månar eller inte.

När det gäller 2021 PJ1, asteroiden var för liten och observationstiden för kort för att ta bilder. Men som 1, 000:e NEA upptäckt av planetradar, milstolpen belyser ansträngningarna att studera de NEA som har passerat nära jorden.

"2021 PJ1 är en liten asteroid, så när den passerade oss på ett avstånd av över en miljon miles, vi kunde inte få detaljerade radarbilder, sa Lance Benner, som leder NASA:s asteroidradarforskningsprogram vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. "Men även på det avståndet, planetradarn är kraftfull nog att upptäcka den och mäta dess hastighet med mycket hög precision, vilket förbättrade vår kunskap om dess framtida rörelse avsevärt."

Benner och hans team ledde denna ansträngning med hjälp av 70 meter (230 fot) Deep Space Station 14 (DSS-14) antennen vid Deep Space Networks Goldstone Deep Space Complex nära Barstow, Kalifornien, att sända radiovågor till asteroiden och ta emot radarreflektioner, eller "eko".

Fånga (radio) vågor

Av alla asteroider som observerats av planetradar, långt över hälften observerades av den stora 305-metern (1, 000-fots) teleskop vid Arecibo Observatory i Puerto Rico innan det skadades och avvecklades 2020. Antennen kollapsade strax efter. Goldstones DSS-14- och 34-meters (112 fot) DSS-13-antenner har hittills observerat 374 jordnära asteroider. Fjorton NEA har också observerats i Australien med hjälp av antenner vid Deep Space Networks Canberra Deep Space Communication Complex för att sända radiovågor till asteroiderna och CSIRO:s Australian Telescope Compact Array och Parkes Observatory i New South Wales för att ta emot radarreflektionerna.

Nästan tre fjärdedelar av alla NEA-radarobservationer har gjorts sedan NASA:s NEO Observations Program, nu en del av dess Planetary Defense Program, ökade anslagen för detta arbete för 10 år sedan.

Den senaste asteroiden som observerades av radar närmade sig jorden bara en vecka efter 2021 PJ1. Mellan den 20 och 24 augusti Goldstone avbildade 2016 AJ193 när den passerade vår planet på ett avstånd av 2,1 miljoner miles (cirka 3,4 miljoner kilometer). Även om denna asteroid var längre bort än 2021 PJ1, dess radarekon var starkare eftersom 2016 AJ193 är cirka 40 gånger större, med en diameter på cirka tre fjärdedelar av en mil (1,3 kilometer). Radarbilderna avslöjade avsevärda detaljer på objektets yta, inklusive åsar, små kullar, platta områden, konkaviteter, och eventuella stenblock.

"2016 års AJ193-metod gav en viktig möjlighet att studera objektets egenskaper och förbättra vår förståelse av dess framtida rörelse runt solen, " sa Shantanu Naidu, en vetenskapsman vid JPL som ledde observationerna den 22 augusti av 2016 AJ193. "Den har en kometbana, vilket tyder på att det kan vara en inaktiv komet. Men vi visste lite om det innan detta pass, annat än dess storlek och hur mycket solljus dess yta reflekterar, så vi planerade den här observationskampanjen för flera år sedan."

NASA:s NEOWISE-uppdrag hade tidigare mätt 2016 AJ193:s storlek, men Goldstone-observationerna avslöjade mer detaljer:Det visar sig vara ett mycket komplext och intressant föremål som roterar med en period av 3,5 timmar.

Forskare kommer att använda dessa nya observationer från 2016 AJ193 – den 1, 001:a NEA observerad av planetradar – för att bättre förstå dess storlek, form, och sammansättning. Som med 2021 PJ1, mätningar av dess avstånd och hastighet under denna inflygning gav också data som kommer att minska osäkerheten vid beräkning av dess omloppsbana.

"Utöver de undersökningar som använder mark- och rymdbaserade optiska teleskop för att detektera och spåra nästan 27, 000 NEOs i hela vårt solsystem, planetradar är ett viktigt verktyg för att övervaka asteroider som kommer nära jorden, sa Kelly Fast, NEO Observations Program Manager för Planetary Defense Coordination Office vid NASA:s högkvarter i Washington. "När den här milstolpen nu drygt 1, 000 radardetekteringar av NEAs betonar det viktiga bidrag som har gjorts för att karakterisera denna farliga population, vilket är grundläggande för våra planetära försvarsinsatser."