作者:方晓 来源:澎湃新闻 发布时间:2022/9/27 14:10:30
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保卫地球新时代:美国宇宙飞船成功撞击小行星

 

·这次撞击是人类首次行星防御实验,目的是测试我们是否有能力重新定向对地球具有潜在威胁的小行星的路径。

·太空望远镜将观察这次撞击在多大程度上改变了小行星的运动,可能需要几个月才能全面了解结果。如果一切如预想那样,撞击将会让目标小行星的转动周期缩短几分钟,虽然不多,但可以让未来可能撞上来的小行星绕过地球。

“我们正在进入人类的新时代,在这个时代,我们可能有能力保护自己免受危险的小行星撞击。”美国国家航空航天局(NASA)行星科学部主任Lori Glaze说,“我们以前从未拥有过这种能力。”

美国东部时间9月26日19时14分,NASA执行“双小行星重定向测试”(DART)任务的宇宙飞船成功撞击小行星“迪莫弗斯”(Dimorphos),希望使其偏离原运行轨道,完成了检验能否使“杀手小行星”偏离地球的测试任务。

这次撞击是人类首次行星防御实验,目的是测试我们是否有能力重新定向对地球具有潜在威胁的小行星的路径。

NASA不是唯一的行动者,中国国家航天局副局长吴艳华此前在接受央视专访时就曾表示,我国正在着手组建近地小行星防御系统,或许会在2025年或2026年进行一次小行星撞击防御试验。

“自动驾驶”,“以卵击石”

SpaceX公司的猎鹰9号火箭承担了发射DART的任务,DART这个单词在英文里有飞镖的意思。而它撞击小行星也并不像科幻电影里所呈现的那样壮烈,更像是“以卵击石”。被派去撞击的航天器是一个由传感器、天线、离子推进器和两个8.5米长的太阳能电池阵列组成的立方体,虽然重达550公斤,但相比行星却很小。

撞击是有难度的。最后一次调整后,DART的瞄准精度只有两千米。直到撞击前的1个小时,DART上搭载的设备才能观测到直径160米的“迪莫弗斯”。在一些发回地球的早期图像中,即使是“迪莫弗斯”较大的同伴、直径780米的“迪迪莫斯”(Didymos),看起来也像黑色海洋上的一个斑点。但当宇宙飞船以每小时14000英里的速度移动,“迪莫弗斯”的细节很快就浮现。当宇宙飞船“自动驾驶”靠近“迪莫弗斯”时,地球上的观众看到了“迪迪莫斯”粗糙的表面。岩石在屏幕变红之前填满了屏幕,这表明DART已经到达最终目的地。

当图像发回来时,任务操作室里的工作人员充满了好奇。“这颗小行星第一次进入视野,我们真的不知道会发生什么。我们并不知道这颗小行星的形状,但我们知道我们将撞到哪里。”DART任务系统工程师Elena Adams说:“所以感觉我们所有人都屏住了呼吸。在那一秒钟,我们居然都没有晕倒。”

现在,世界各地的太空望远镜和几台在太空中运行的望远镜,包括詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜,正在将注意力转向碰撞现场,观察这次撞击在多大程度上改变了“迪莫弗斯”的运动,可能需要几个月才能全面了解结果,但一些图像和数据可能会在未来几天和几周内传回来。

在撞击之前,DART的宇宙飞船释放了一颗较小的卫星——意大利制造的LICIACube。这台微型航天器跟随DART,拍摄了撞击一瞬间的后果,照片将发回给地球上的研究人员。

然后在2024年,欧洲航天局将派遣另一艘航天器来调查“迪莫弗斯”,并近距离观察这颗小行星和航天器本身的残余碎片。

与此同时,航天器最后传来的图像为研究人员提供了大量细节。研究DART成像系统DRACO的科学家Carolyn Ernst在撞击后的新闻发布会上描述了两个小行星的形状,以及短暂可见的“迪迪莫斯”上的岩石、光滑部分和陨石坑。

如果一切都如研究人员预想的那样,撞击将会让“迪莫弗斯”和“迪迪莫斯”相互绕转的周期缩短几分钟。几分钟的时间虽然不多,但可以让未来可能撞上来的小行星绕过地球。

消除人类自古以来的恐惧

选择“迪莫弗斯”进行撞击,科学家是经过周全考虑的。首先,不论撞击结果如何,它们都不会对地球产生任何威胁。其次,从地球上看来,这两颗小行星可以互相遮挡彼此,天文学家可以用地面望远镜测量它们相互绕转时产生的光变来计算它们的公转周期。最后,“迪莫弗斯”足够小,撞击能够产生可被观测到的周期改变。

另外,DART的撞击时间也是精心选择的。在撞击时,地球和目标小行星的距离正处在1100万千米的最低值。更近的距离让天文学家能提高观测质量。

撞击前,“迪莫弗斯”和“迪迪莫斯”也都没有对地球构成任何危险。目前,没有已知的小行星对地球构成重大而直接的威胁,但谁也无法保证将来小行星不会撞向我们的星球。

在电影里,人类已经无数次表达了地球被撞毁的担忧,这都不是空穴来风。据《环球科学》报道,1994年,一颗名为舒梅克·列维(Shoemaker-Levy)的彗星砸向木星,彗星在撞击前分裂成21块,其中最大一块的撞击威力高达6×10¹²吨TNT,相当于人类核武储备的600倍,在木星表面留下的伤痕比整个地球还要大。更可怕的是2013年,一颗直径20米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克州上空近千米处爆炸,威力大约为45万吨TNT,相当于一颗W88核弹头,造成1600人受伤。目前,人类已经发现了29000颗近地天体,其中2270颗属于潜在威胁天体。

更不用说,大约6500万年前,恐龙因为陨石走上了灭绝之路。而今天人类拥有比恐龙先进得多的技术。

撞击实验也不只是为了保护地球,在人们对太空认知不完全的时候,小行星撞击的测试是非常可贵的实验数据,也能帮我们更好地了解太空。

DART是第一个人类主动撞击小行星的任务,但不会是最后一个。今年4月,中国国家航天局副局长吴艳华表示,我国将着手组建近地小行星防御系统,组织编制近地小行星防御发展规划,开发近地小天体防御仿真推演软件并组织开展基本流程推演,争取在“十四五”末期或2025年、2026年实施一次对某一颗有威胁的小行星,既进行抵近观测,又实施就近撞击,为改变其轨道进行技术试验,为未来人类应对小行星地外天体对地球家园的威胁,作出中国新的贡献。

 
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