美国宇航局发射航天器撞击小行星改变其运动轨迹

美国宇航局发射航天器撞击小行星改变其运动轨迹

　　2021年11月23日，美国国家航空航天局(NASA)使用SpaceX猎鹰9号火箭，从加州范登堡航天发射场发射了一艘航天器，目标是撞击小行星改变其运动轨迹。

　　这将是人类首次进行防御行星威胁的尝试，也是NASA行星防御技术的首次全面展示。

　　据报道，这项任务名为“双小行星重定向测试”(DART)。航天器将飞向直径约为150米的小行星Dimorphos，该星正围绕比自己更大的小行星Didymos旋转。Dimorphos目前并未对地球构成威胁。

　　美国宇航局称，任务目标是有意撞击Dimorphos，以改变小行星在太空中的运动。这次碰撞将由意大利航天局提供的一颗立方卫星LICIACube记录。

　　美媒称，现在是执行“双小行星重定向测试”的“最佳时机”。2022年9月，Didymos和Dimorphos预计将相对接近地球，处于6835083英里(1100万公里)之内的位置。

　　“双小行星重定向测试”协调主管查沃特(Nancy Chabot)介绍说，航天器将以大约每小时15000英里(24140公里)的速度驶向目标Dimorphos，以改变其运动轨迹。

　　美国宇航局科学家斯塔特勒(Tom Statler)在一份声明中说，天文学家会通过天文望远镜比较撞击前后的观测结果，以确定Dimorphos的轨道周期的变化情况，“这项关键测量将告诉我们，小行星对我们的偏转试验做出了何种反应。”

　　俄罗斯事件是一个警告。

　　2013 年冬天的一个早晨，一颗四层楼高的流星在全国范围内尖叫，在车里雅宾斯克市附近爆炸，造成 1,600 多人受伤，造成广泛的财产损失。

　　这块 60 英尺宽的岩石和铁块强烈提醒人们，地球每天都被成吨的太空碎片轰炸，定期与大型行星杀手相交——其中很大一部分仍未被记录在案。

　　经过多年的研究和讨论，美国宇航局已准备好启动其第一次努力，使地球免受灭绝恐龙的灾难，将太空探测器撞向小行星以改变其速度和航向。双小行星重定向测试 (DART) 于当地时间 11 月 23 日在加利福尼亚州的 SpaceX 火箭上发射，并将巡航 10 个月到一个双小行星系统。

　　这个想法是，如果人类有足够的时间做出反应——几十年的注意是可取的——足够的能量可以转移到一块飞速行驶的岩石中，改变它的轨迹，使其错过地球，避免灾难，包括灭绝级别的事件。（虽然是科幻小说中的热门话题，但值得注意的是，美国宇航局目前的小行星推动技术工具包不包括摩根弗里曼、布鲁斯威利斯或核武器。）

　　行星协会的分析师凯西·德雷尔 (Casey Dreier) 在 11 月给会员的备忘录中写道，鉴于这项工作的关键性质，“表明 DART 可能是 NASA 有史以来最重要的任务之一”并不夸张。

　　美国宇航局行星防御官员林德利约翰逊在 11 月 4 日的新闻发布会上说：“这项测试是为了证明这项技术已经足够成熟，如果检测到实际的小行星撞击威胁，它就会做好准备。”

　　明年 9 月——如果一切按计划进行——DART 飞船将瞄准 Dimorphos，较小的 530 英尺岩石天体与更大的 Didymos 引力相连，后者几乎 2,600 英尺宽。两块岩石相距约 1 公里（0.6 英里），Dimorphos 每 11 小时 55 分钟绕其较大的兄弟运行，“就像发条一样，”约翰逊说。

　　该飞行器以大约 15,000 英里/小时的速度行驶，重 1,344 磅，宽 59 英尺，将与 Dimorphos 正面相撞，以将岩石减速几分之一秒，并将其围绕较大小行星的轨道周期调整数个分钟。

　　“这完全是关于测量动量传递：我们用航天器撞击小行星给它带来了多少动量？” 建造和管理航天器的约翰霍普金斯大学应用物理实验室的任务首席研究员安迪·郑说。

　　Didymos 是在 25 年前被发现的，并且已经得到了很好的分析（就小行星和彗星而言）。预计它的航向在未来不会与地球相遇，但它相对较近的轨迹为科学家们提供了一个很好的测试平台，可以在大约 680 万英里外用望远镜进行观察。

　　DART 将使用激光瞄准和其他高分辨率技术来自主选择其撞击点。当它冲向岩石时，飞船的相机会将图像发送回地球。撞击前从主飞行器释放的小型立方体卫星也将从安全距离记录图像。一大未知数：较小天体的表面成分和地形，太小而无法从地球上确定。

　　15 多年来，美国宇航局一直在国会命令下对大于 140 米（460 英尺）的近地天体 (NEO) 进行编目，如果小行星撞击这个大小，就会造成巨大的破坏。“虽然在未来 100 年中，没有任何已知的大于 140 米的小行星有很大的机会撞击地球，但迄今为止，在估计的 25,000 个大于等于 140 米的近地天体中，只有不到一半被发现，”据美国宇航局称。行星防御协调办公室。

　　德雷尔说，2013 年车里雅宾斯克事件引起了华盛顿的注意，在过去十年中，在奥巴马和特朗普政府的大力支持下，用于行星防御的资金增加了 4,000% 以上，达到 2 亿美元。

　　然而，发现这些潜在的行星杀手所面临的挑战是艰巨的。地球望远镜的范围有限，无法看到从太阳方向接近的物体，许多小行星反射的光几乎为零，而且所有小行星的平均速度都以 43,000 英里/小时或 12 英里/秒的速度快得可笑。

　　此外，并非所有都是本地的。2017 年，天文学家发现了第一个来自太阳系外的大型访客，这是一个 400 米长的雪茄形状的奇怪生物，名为 Oumuamua，它在返回星际空间的途中以惊人的 196,000 英里/小时的速度环绕太阳。

　　假设任务成功，NASA 计划在获得 DART 在 Dimorphos 摧毁的数据后对其轨迹改变技术进行额外测试。

　　“重力牵引车”是另一个正在积极考虑的想法，其概念是将航天器连接到小行星上以扩大其质量并缓慢改变其轨道。

　　尽管如此，观察对于防止恐龙的命运重演至关重要。美国宇航局和其他科学家正在努力应对去年波多黎各阿雷西博天文台的损失，该天文台在近地天体的雷达评估中发挥了关键作用，帮助研究人员确定了它们的大小和轨道。美国宇航局地球卫士约翰逊说：“行星防御的关键是在它们成为撞击威胁之前找到它们。”