美國宇航局發(fā)射航天器撞擊小行星改變其運動軌跡

2021-11-24 23:22?來源 溫州視線

美國宇航局發(fā)射航天器撞擊小行星改變其運動軌跡

　　2021年11月23日，美國國家航空航天局(NASA)使用SpaceX獵鷹9號火箭，從加州范登堡航天發(fā)射場發(fā)射了一艘航天器，目標是撞擊小行星改變其運動軌跡。

　　這將是人類首次進行防御行星威脅的嘗試，也是NASA行星防御技術的首次全面展示。

　　據(jù)報道，這項任務名為“雙小行星重定向測試”(DART)。航天器將飛向直徑約為150米的小行星Dimorphos，該星正圍繞比自己更大的小行星Didymos旋轉。Dimorphos目前并未對地球構成威脅。

　　美國宇航局稱，任務目標是有意撞擊Dimorphos，以改變小行星在太空中的運動。這次碰撞將由意大利航天局提供的一顆立方衛(wèi)星LICIACube記錄。

　　美媒稱，現(xiàn)在是執(zhí)行“雙小行星重定向測試”的“最佳時機”。2022年9月，Didymos和Dimorphos預計將相對接近地球，處于6835083英里(1100萬公里)之內的位置。

　　“雙小行星重定向測試”協(xié)調主管查沃特(Nancy Chabot)介紹說，航天器將以大約每小時15000英里(24140公里)的速度駛向目標Dimorphos，以改變其運動軌跡。

　　美國宇航局科學家斯塔特勒(Tom Statler)在一份聲明中說，天文學家會通過天文望遠鏡比較撞擊前后的觀測結果，以確定Dimorphos的軌道周期的變化情況，“這項關鍵測量將告訴我們，小行星對我們的偏轉試驗做出了何種反應。”

　　俄羅斯事件是一個警告。

　　2013 年冬天的一個早晨，一顆四層樓高的流星在全國范圍內尖叫，在車里雅賓斯克市附近爆炸，造成 1,600 多人受傷，造成廣泛的財產損失。

　　這塊 60 英尺寬的巖石和鐵塊強烈提醒人們，地球每天都被成噸的太空碎片轟炸，定期與大型行星殺手相交——其中很大一部分仍未被記錄在案。

　　經過多年的研究和討論，美國宇航局已準備好啟動其第一次努力，使地球免受滅絕恐龍的災難，將太空探測器撞向小行星以改變其速度和航向。雙小行星重定向測試 (DART) 于當?shù)貢r間 11 月 23 日在加利福尼亞州的 SpaceX 火箭上發(fā)射，并將巡航 10 個月到一個雙小行星系統(tǒng)。

　　這個想法是，如果人類有足夠的時間做出反應——幾十年的注意是可取的——足夠的能量可以轉移到一塊飛速行駛的巖石中，改變它的軌跡，使其錯過地球，避免災難，包括滅絕級別的事件。（雖然是科幻小說中的熱門話題，但值得注意的是，美國宇航局目前的小行星推動技術工具包不包括摩根弗里曼、布魯斯威利斯或核武器。）

　　行星協(xié)會的分析師凱西·德雷爾 (Casey Dreier) 在 11 月給會員的備忘錄中寫道，鑒于這項工作的關鍵性質，“表明 DART 可能是 NASA 有史以來最重要的任務之一”并不夸張。

　　美國宇航局行星防御官員林德利約翰遜在 11 月 4 日的新聞發(fā)布會上說：“這項測試是為了證明這項技術已經足夠成熟，如果檢測到實際的小行星撞擊威脅，它就會做好準備。”

　　明年 9 月——如果一切按計劃進行——DART 飛船將瞄準 Dimorphos，較小的 530 英尺巖石天體與更大的 Didymos 引力相連，后者幾乎 2,600 英尺寬。兩塊巖石相距約 1 公里（0.6 英里），Dimorphos 每 11 小時 55 分鐘繞其較大的兄弟運行，“就像發(fā)條一樣，”約翰遜說。

　　該飛行器以大約 15,000 英里/小時的速度行駛，重 1,344 磅，寬 59 英尺，將與 Dimorphos 正面相撞，以將巖石減速幾分之一秒，并將其圍繞較大小行星的軌道周期調整數(shù)個分鐘。

　　“這完全是關于測量動量傳遞：我們用航天器撞擊小行星給它帶來了多少動量？” 建造和管理航天器的約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的任務首席研究員安迪·鄭說。

　　Didymos 是在 25 年前被發(fā)現(xiàn)的，并且已經得到了很好的分析（就小行星和彗星而言）。預計它的航向在未來不會與地球相遇，但它相對較近的軌跡為科學家們提供了一個很好的測試平臺，可以在大約 680 萬英里外用望遠鏡進行觀察。

　　DART 將使用激光瞄準和其他高分辨率技術來自主選擇其撞擊點。當它沖向巖石時，飛船的相機會將圖像發(fā)送回地球。撞擊前從主飛行器釋放的小型立方體衛(wèi)星也將從安全距離記錄圖像。一大未知數(shù)：較小天體的表面成分和地形，太小而無法從地球上確定。

　　15 多年來，美國宇航局一直在國會命令下對大于 140 米（460 英尺）的近地天體 (NEO) 進行編目，如果小行星撞擊這個大小，就會造成巨大的破壞。“雖然在未來 100 年中，沒有任何已知的大于 140 米的小行星有很大的機會撞擊地球，但迄今為止，在估計的 25,000 個大于等于 140 米的近地天體中，只有不到一半被發(fā)現(xiàn)，”據(jù)美國宇航局稱。行星防御協(xié)調辦公室。

　　德雷爾說，2013 年車里雅賓斯克事件引起了華盛頓的注意，在過去十年中，在奧巴馬和特朗普政府的大力支持下，用于行星防御的資金增加了 4,000% 以上，達到 2 億美元。

　　然而，發(fā)現(xiàn)這些潛在的行星殺手所面臨的挑戰(zhàn)是艱巨的。地球望遠鏡的范圍有限，無法看到從太陽方向接近的物體，許多小行星反射的光幾乎為零，而且所有小行星的平均速度都以 43,000 英里/小時或 12 英里/秒的速度快得可笑。

　　此外，并非所有都是本地的。2017 年，天文學家發(fā)現(xiàn)了第一個來自太陽系外的大型訪客，這是一個 400 米長的雪茄形狀的奇怪生物，名為 Oumuamua，它在返回星際空間的途中以驚人的 196,000 英里/小時的速度環(huán)繞太陽。

　　假設任務成功，NASA 計劃在獲得 DART 在 Dimorphos 摧毀的數(shù)據(jù)后對其軌跡改變技術進行額外測試。

　　“重力牽引車”是另一個正在積極考慮的想法，其概念是將航天器連接到小行星上以擴大其質量并緩慢改變其軌道。

　　盡管如此，觀察對于防止恐龍的命運重演至關重要。美國宇航局和其他科學家正在努力應對去年波多黎各阿雷西博天文臺的損失，該天文臺在近地天體的雷達評估中發(fā)揮了關鍵作用，幫助研究人員確定了它們的大小和軌道。美國宇航局地球衛(wèi)士約翰遜說：“行星防御的關鍵是在它們成為撞擊威脅之前找到它們。”

編輯： yujeu