美国宇航局将于周一将其 DART 宇宙飞船撞向一颗小行星

这是有史以来第一次尝试改变小行星的轨迹。

NASA DART 航天器在与 Didymos 双星系统碰撞之前的插图。 (图片来源:NASA/约翰霍普金斯应用物理实验室)
NASA DART 航天器在与 Didymos 双星系统碰撞之前的插图。 (图片来源:NASA/约翰霍普金斯应用物理实验室)

美国宇航局的双小行星重定向测试 (DART) 航天器将于周一(9 月 26 日)撞击一颗小行星,这是人类在与地球相撞之前偏转危及生命的太空岩石的能力的首次测试。

这艘重 1,210 磅(550 公斤)的 DART 飞船是一个由传感器、天线、离子推进器和两个 28 英尺长(8.5 米)的太阳能电池阵列组成的深蹲立方体形探测器,它将在以大约 13,420 英里/小时(21,160 公里/小时)。

探测器测试的目标是减慢 525 英尺宽(160 m)的 Dimorphos 围绕其较大的伙伴 – 1,280 英尺宽(390 m)的小行星 Didymos 的轨道。这两颗小行星都不会对地球构成威胁,因为在 DART 撞击时它们距离我们的星球将超过 700 万英里(1100 万公里),但美国宇航局的科学家们希望利用这项测试来研究一颗更危险的小行星有一天会如何从致命的碰撞过程中被轻推。 DART 将在晚上 7 点 14 分与 Dimorphos 相撞。美国东部时间周一,现场报道将于下午 6 点开始。美国宇航局电视上的东部时间。

美国宇航局行星防御小组的科学家汤姆·斯塔特勒在 9 月 12 日的新闻发布会上说:“我们的 DART 航天器将撞击一颗小行星,这是人类首次尝试改变自然天体的运动。” “对于整个世界来说,这将是一个真正具有历史意义的时刻。”

DART 于 10 个月前开始其前往 Didymos 和 Dimorphos 的旅程,搭载 SpaceX 猎鹰 9 号火箭从加利福尼亚范登堡太空部队基地发射升空,但其根源可以追溯到更远的地方。在 2000 年代初期,欧洲航天局 (ESA) 的科学家提出了另一项小行星撞击试验,该试验以 16 世纪的米格尔·德·塞万提斯 (Miguel de Cervantes) 的文学骑士堂吉诃德 (Don Quixote) 的名字命名,他以在风车上毫无意义地冲锋而闻名,他误将风车误认为是巨人。堂吉诃德式的任务从未完成。然后,在 2011 年,欧空局同意与 NASA 合作开展一项联合偏转任务:小行星撞击任务 (AIM)。 AIM 后来被分成 NASA 的 DART 和 ESA 的 Hera 任务;第一个在周一与 Dimorphos 相撞,第二个在 2026 年发射以研究坠机的后果。

科学家们预计该测试将使 Dimorphos 的轨道减速约 1%,并使其与 Didymos 一起进入更近的轨道。如果它将 Dimorphos 的 12 小时轨道减速 73 秒,则该任务将被认为是成功的,但真正的变化可能多达 10 分钟。

由于 DART 飞船将在撞击时被摧毁,其机载的 Didymos 侦察和光学导航小行星相机 (DRACO) 将只能在轨道飞行器撞上 Dimorphos 前的最后时刻逐秒拍摄图像。为了更好地了解结果,科学家们将求助于意大利航天局的 LICIACube——一种较小的“立方体卫星”航天器,于 9 月 11 日从 DART 分离出来。在 34 英里(55 km),LICIACube 将把改变轨迹的撞击和坠机抛出的物质羽流的照片传回地球。

意大利空间天体物理研究所的研究员斯塔夫罗·伊万诺夫斯基说:“将会发生改变轨迹的撞击;会形成一个陨石坑;然后会有喷射物在太空中传播,而 LICIACube 将拍摄这张照片。”行星学和 LICIACube 团队的成员,在 9 月 19 日的新闻发布会上说。

地面上的一些天文台也将见证这一影响;美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜;和该机构的露西宇宙飞船。他们的观察对于希望了解成功转移小行星需要多少力量的科学家来说至关重要。

NASA 并不是唯一一家寻求发展其小行星重定向能力的航天机构。中国国家航天局也处于小行星重定向任务的早期规划阶段。中国表示,到 2026 年,它将用其 992 吨(900 公吨)的长征五号火箭中的 23 枚撞击小行星本努。

Bennu 不像 Didymos 和 Dimorphos 那样温和(尽管潜在影响的威胁是 150 多年后)。从 2175 年到 2199 年,这块 8550 万吨(7750 万公吨)的太空岩石有望在地球轨道 460 万英里(750 万公里)范围内猛扑。尽管贝努撞击地球的几率很小——只有 2,700 分之一——但这块太空岩石与帝国大厦一样宽,这意味着任何与地球的碰撞都会产生灾难性的影响,如果它降落在海洋中会引发巨大的海啸,如果它降落在人口稠密的地区,就会杀死数百万人。

贝努撞击地球的动能估计为 1,200 兆吨,大约是投在广岛的原子弹能量的 80,000 倍。相比之下,消灭恐龙的太空岩石提供了大约 1 亿兆吨的能量,之前报道过。

美国宇航局行星防御协调办公室主任林德利约翰逊告诉美国宇航局行星防御协调办公室主任:“[A] 半公里大小的物体将形成一个直径至少为 5 公里的陨石坑,直径可达 10 公里。”纽约时报。 “但破坏的区域将比这要大得多,高达火山口大小的 100 倍。一个像 Bennu 这样大小的物体影响东海岸各州几乎会破坏整个海岸。”

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