美國宇航局發(fā)射航天器撞擊小行星改變其運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(hào)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(biāo)是撞擊小行星改變其運(yùn)動(dòng)軌跡。

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

　　據(jù)報(bào)道，這項(xiàng)任務(wù)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(zhuǎn)。Dimorphos目前并未對(duì)地球構(gòu)成威脅。

　　美國宇航局稱，任務(wù)目標(biāo)是有意撞擊Dimorphos，以改變小行星在太空中的運(yùn)動(dòng)。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(shí)機(jī)”。2022年9月，Didymos和Dimorphos預(yù)計(jì)將相對(duì)接近地球，處于6835083英里(1100萬公里)之內(nèi)的位置。

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

　　美國宇航局科學(xué)家斯塔特勒(Tom Statler)在一份聲明中說，天文學(xué)家會(huì)通過天文望遠(yuǎn)鏡比較撞擊前后的觀測結(jié)果，以確定Dimorphos的軌道周期的變化情況，“這項(xiàng)關(guān)鍵測量將告訴我們，小行星對(duì)我們的偏轉(zhuǎn)試驗(yàn)做出了何種反應(yīng)。”

　　俄羅斯事件是一個(gè)警告。

　　2013 年冬天的一個(gè)早晨，一顆四層樓高的流星在全國范圍內(nèi)尖叫，在車?yán)镅刨e斯克市附近爆炸，造成 1,600 多人受傷，造成廣泛的財(cái)產(chǎn)損失。

　　這塊 60 英尺寬的巖石和鐵塊強(qiáng)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(jīng)過多年的研究和討論，美國宇航局已準(zhǔn)備好啟動(dòng)其第一次努力，使地球免受滅絕恐龍的災(zāi)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(dāng)?shù)貢r(shí)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(gè)月到一個(gè)雙小行星系統(tǒng)。

　　這個(gè)想法是，如果人類有足夠的時(shí)間做出反應(yīng)——幾十年的注意是可取的——足夠的能量可以轉(zhuǎn)移到一塊飛速行駛的巖石中，改變它的軌跡，使其錯(cuò)過地球，避免災(zāi)難，包括滅絕級(jí)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(dòng)技術(shù)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(huì)的分析師凱西·德雷爾 (Casey Dreier) 在 11 月給會(huì)員的備忘錄中寫道，鑒于這項(xiàng)工作的關(guān)鍵性質(zhì)，“表明 DART 可能是 NASA 有史以來最重要的任務(wù)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(huì)上說：“這項(xiàng)測試是為了證明這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)足夠成熟，如果檢測到實(shí)際的小行星撞擊威脅，它就會(huì)做好準(zhǔn)備。”

　　明年 9 月——如果一切按計(jì)劃進(jìn)行——DART 飛船將瞄準(zhǔn) 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(shí) 55 分鐘繞其較大的兄弟運(yùn)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(shí)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(diào)整數(shù)個(gè)分鐘。

　　“這完全是關(guān)于測量動(dòng)量傳遞：我們用航天器撞擊小行星給它帶來了多少動(dòng)量？” 建造和管理航天器的約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的任務(wù)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(jīng)得到了很好的分析（就小行星和彗星而言）。預(yù)計(jì)它的航向在未來不會(huì)與地球相遇，但它相對(duì)較近的軌跡為科學(xué)家們提供了一個(gè)很好的測試平臺(tái)，可以在大約 680 萬英里外用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察。

　　DART 將使用激光瞄準(zhǔn)和其他高分辨率技術(shù)來自主選擇其撞擊點(diǎn)。當(dāng)它沖向巖石時(shí)，飛船的相機(jī)會(huì)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(huì)命令下對(duì)大于 140 米（460 英尺）的近地天體 (NEO) 進(jìn)行編目，如果小行星撞擊這個(gè)大小，就會(huì)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(jī)會(huì)撞擊地球，但迄今為止，在估計(jì)的 25,000 個(gè)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(diào)辦公室。

　　德雷爾說，2013 年車?yán)镅刨e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(dá)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(yuǎn)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(shí)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(xué)家發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)來自太陽系外的大型訪客，這是一個(gè) 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(shí)的速度環(huán)繞太陽。

　　假設(shè)任務(wù)成功，NASA 計(jì)劃在獲得 DART 在 Dimorphos 摧毀的數(shù)據(jù)后對(duì)其軌跡改變技術(shù)進(jìn)行額外測試。

　　“重力牽引車”是另一個(gè)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(kuò)大其質(zhì)量并緩慢改變其軌道。

　　盡管如此，觀察對(duì)于防止恐龍的命運(yùn)重演至關(guān)重要。美國宇航局和其他科學(xué)家正在努力應(yīng)對(duì)去年波多黎各阿雷西博天文臺(tái)的損失，該天文臺(tái)在近地天體的雷達(dá)評(píng)估中發(fā)揮了關(guān)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(guān)鍵是在它們成為撞擊威脅之前找到它們。”

編輯： yujeu