文 / 克莉斯汀

北京時間 2022 年 9 月 27 日早晨 7:14，美國約翰 · 霍普金斯大學應用物理實驗室的任務控制中心宣布，由 NASA 發(fā)射的 DART 航天器撞擊距地 1100 萬千米的一顆小行星的任務已順利完成。

此次嘗試，正是為了防止其他近地小行星撞擊地球而作準備。這也是人類首次展開行星防御測試。

(資料圖片僅供參考)

雙行星系統(tǒng)，大約拍攝于撞擊前的 2 分半鐘 圖源 /NASA

被撞小行星并沒有威脅地球安全

近十幾年來，人類展開的小行星監(jiān)測計劃，就是為了防止像 6500 萬年前那次 " 希克蘇魯伯小行星撞擊 " 事件的悲劇發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，目前已發(fā)現(xiàn)超過 2500 萬個大小足以威脅到地球的天體，從 1980 年至今的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，近地小行星的發(fā)現(xiàn)速度還在呈指數(shù)型增長。它們移動的速度非常之快，大多數(shù)都達到約 72000 公里 / 小時。

科學家們的確監(jiān)測到不少小行星一度威脅到地球，不過最終都與地球擦肩而過。但誰也說不準，下一顆近地小行星是否就會突然撞向地球。

不少電影都在假想這一事件的發(fā)生，比如最近大熱的《獨行月球》中，就描述了一顆小行星撞擊地球后差點導致地球人類毀滅的情形。

正是這種憂慮，促使 NASA 實施了這次小行星防御計劃。

DART 探測器與封裝它的火箭整流罩相比，非常迷你 圖源 /NASA

不過此次選定的小行星從原來觀測到的運行軌道來看，并沒有威脅到地球。它是一個名為 Didymos 的雙行星系統(tǒng)中的一顆小行星，名字叫 Dimorphos，直徑約 163 米。

同系統(tǒng)中的另一顆小行星更大，直徑約 780 米。目前人們稱它們?yōu)?" 孿小星 " 和 " 孿大星 "。在 DART 撞擊時，Didymos 系統(tǒng)距地球大約 1100 萬公里。

選擇它們的原因之一，是這顆孿小星的體積和眾多近地天體類似。而從目前已被發(fā)現(xiàn)的近地天體來看，像孿大星這樣直徑大于 0.5 千米的有 120 萬個左右；而像孿小星這樣直徑大于 0.1 千米的，已觀測到 2500 萬個以上。

此外，這個雙行星系統(tǒng)距離地球的位置也可謂是不遠不近。它們位于相當于約 28.6 個地月距離的地方，就算被撞擊后軌道改變，對地球一時也并不會構成實際威脅。

但這個距離又是地球到火星最近距離的五分之一，人類目前的技術可以不用太費力氣就能到達。

而且這個位置還方便地球上的哈勃太空望遠鏡、韋伯太空望遠鏡、NASA 的小行星探測器 " 露西 " 以及地面上的大多數(shù)天文望遠鏡進行拍攝、觀測。

DART 航天器注定要 " 犧牲 "

而 DART 這個撞擊小行星的航天器，體積（長寬高）僅為 1.8 米 × 1.9 米 × 2.6 米，耗資約 3.25 億美元（約合人民幣 23.24 億元）。

為了自主飛行，DART 搭載了兩塊大型太陽能電池板，當其完全展開時 " 臂展 " 可達 19 米左右。它是在去年的 11 月 24 日凌晨 1 點 21 分（美東時間），搭載 SpaceX 的 " 獵鷹 9 號 " 火箭在加州范登堡空軍基地發(fā)射升空的。

由于 DART 在這次撞擊后注定要 " 犧牲 "，所以它還攜帶了一個 " 小助手 " 以便記錄下它撞擊的瞬間和之后的照片。

這個 " 小助手 " 就是立方星 LICIACube。它外觀看起來就是一個小盒子。它可以脫離 DART，用自己的推進系統(tǒng)調(diào)整軌道飛行。

在這次撞擊前，DART 已在太空旅行了 10 個月。它攜帶的唯一儀器是光學導航相機 DRACO，不斷靠近小行星的同時，它也在不斷捕獲兩個小行星的圖像，同時還將支持航天器的自主導航系統(tǒng) SMART Nav，引導 DART 去進行撞擊。

而立方星 LICIACube 于 9 月 11 日便和 DART 分離，最后又再次靠近撞擊現(xiàn)場，進行現(xiàn)場記錄。

目前，所有數(shù)據(jù)還在接收中，因為 LICIACube 沒有攜帶大型天線，它拍攝的圖像將在接下來的幾周內(nèi)一張一張地傳回地球。

LICIACube 的圖像將與 DRACO 返回的圖像一起，為我們提供碰撞影響的直觀視圖，幫助研究人員更好地描述動能撞擊在偏轉小行星時的有效性。

當然，DART 的撞擊目的，只是要改變這顆小行星的運行軌跡。當它以 6.6 公里 / 秒的速度撞向孿小星，孿小星的軌道速度預計將改變 0.1%。

目前撞擊已順利完成，至于孿小星的軌道速度是否已改變，還有待下一步通過天文望遠鏡得到的觀察數(shù)據(jù)來證明。

航天器撞擊天體這事，并不是首次

雖然行星防御計劃是第一次展開，但像 DART 這樣主動去撞外太空星體的人類航天器，DART 并不是第一個。

在此之前，" 深度撞擊號 "（Deep Impact）和 " 隼鳥 2 號 "（Hayabusa 2）都曾撞擊過外太空的星體。但它們的目的和 DART 卻有不同。

比如 " 深度撞擊號 " 是美國國家航空航天局的彗星探測器，它設計的目的就是用于研究坦普爾 1 號彗星核心的成分。

該探測器于 2005 年 1 月 12 日成功發(fā)射，同年 7 月 3 日釋放了一顆 372 公斤級的銅彈，撞擊 " 坦普爾 1 號 " 彗星的核。地球上的觀測人員在撞擊完成的 8 分鐘后接收到撞擊事件的信息。

那是人類的第一個主動激起彗星表面物質的探測任務，耗資約 3.3 億美元。

而 " 隼鳥 2 號 " 則是日本宇宙航空研究開發(fā)機構發(fā)射的小行星探測器。它于北京時間 2014 年 12 月 3 日 12 時 22 分由 "H-2A 運載火箭 " 搭載，從種子島宇宙中心發(fā)射升空。于 2018 年年中與小行星 1999 JU3（龍宮）相遇并對其進行探測。

2019 年 4 月，" 隼鳥 2 號 " 向 " 龍宮 " 表面發(fā)射了一枚金屬彈，造成了一個大約 10 米寬的撞擊坑，探測器隨后收集了被金屬彈激起的物質，并攜帶樣本物質于 2020 年年末返回地球。

2022 年 6 月 6 日，據(jù)日本媒體報道，" 隼鳥 2 號 " 從小行星 " 龍宮 " 帶回地球的沙子樣本中，發(fā)現(xiàn)了 " 生命之源 " ——氨基酸。這是首次在地球以外確認氨基酸的存在，對理解這些至關重要的有機分子如何到達地球具有重要意義。

今年 9 月 23 日，日本宇宙航空研究開發(fā)機構又宣布，" 隼鳥 2 號 " 帶回地球的小行星 " 龍宮 " 巖石樣本中還含有液態(tài)水。

而此次任務中的 DART 航天器則是完成了全球首次行星防御技術的自主撞擊演示。它將會為科學家們提供制定行星防御計劃的關鍵數(shù)據(jù)。

小行星 Dimorphos 的一張完整圖像，拍攝位置距離小行星約 12 千米 圖源 /NASA

此次項目的完成不僅對 NASA 來說是一個振奮的時刻，對航天史和人類歷史亦是如此。這次演習對地球的未來極其重要。

研究人員認為：" 行星防御是一項需全球共同努力的項目，它影響著地球上的每一個人。"

大約四年后，歐洲航天局（ESA）的 " 赫拉 " 任務還將對這兩顆小行星進行詳細的調(diào)查，特別是 DART 撞擊后留下的隕石坑情況，此外，他們還要對 Dimorphos 的質量進行精確測定。 ( 更多新聞資訊，請關注羊城派 pai.ycwb.com )

原文刊載于《羊城晚報》2022 年 09 月 30 日 A14 版

來源 | 羊城晚報 · 羊城派

責編 | 易芝娜

校對 | 謝志忠