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迪莫弗斯:NASA进行防御实验,以飞行器直接撞击小行星

2022-09-27 来源: BBC中文网 原文链接 评论0条

本文转载自BBC中文网,仅代表原出处和原作者观点,仅供参考阅读,不代表本网态度和立场。

美国航天机构的“飞镖”(Dart)飞行探索器直接撞进一枚小行星,过程中自身完全毁灭。

这次撞击是故意进行的,意在测试那些有可能威胁到地球的太空陨石是否能够被安全地推离其轨道。

“飞镖”的摄像头每秒传回一张照片,一直到与目标相撞前的一刻——撞击的目标是一个宽度为160米、名为“迪莫弗斯”(Dimorphos)的物体。

一直稳定传送的照片流在飞行器彻底毁灭的一刻戛然而止。

Didymos and Dimorphos
图像来源,NASA/JHU-APL “飞镖”导航系统首先要区分出小陨石(迪莫弗斯)和大陨石(迪迪莫斯)

当迪莫弗斯完全遮盖了“飞镖”摄像头的视野,继而画面消失的一刻,在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory)的控制人员一片欢腾。初步计算显示,撞击点仅偏离迪莫弗斯的正中心17米。

美国太空总署(NASA,美国宇航局)领衔的这次任务中的科学家,需要几个星期时间才能确切知道他们的实验是否奏效,但是太空总署的行星科学总监洛里·格拉泽博士(Dr Lori Glaze)相信,他们已经取得了可圈可点的成绩。

“我们正在开启人类的一个新时代,一个我们或许有能力保护自己免受危险小行星破坏的时代。这是多么了不起的事;我们过去从来未拥有过这种能力,”她向媒体表示。

实验室的任务系统工程师艾琳娜·亚当斯博士(Dr Elena Adams)表示,知道我们有一个行星防御计划,“地球人应该能睡个好觉”。

Dimorphos
图像来源,NASA/JHU-JPL 迪莫弗斯很可能是一块由小石块松散堆积起来的“瓦砾堆”

研究人员将会通过研究迪莫弗斯环绕另外一枚小行星“迪迪莫斯”(Didymos)的轨道变化,来确定项目成功与否。

地球上的望远镜将会对这个双星系统进行精确量度。

在撞击之前,迪莫弗斯大约需要11小时55分钟来环绕它这个780米宽伙伴一周。

撞击后,这个时长应该会缩短几分钟。

Infographic

确实,从离地球1100万公里外传回的图片来看,一切都在完全按计划进行。

“飞镖”是在以每小时2.2万公里的相对速度移动,首先必须区分开小陨石和大陨石。然后飞行器上的导航软件会通过点燃推进器来调整靠近时的轨迹,保证迎头相撞。

令科学家深深着迷的是他们看见了两枚小行星的不同形状——虽然只有短暂的瞬间。

Last frames
图像来源,NASA/JHU-APL “飞镖”信号消失前传回的几帧照片之一

迪迪莫斯一如预期,呈钻石形状。其表面上有巨石,但是也有一些平滑的地带。

卡罗琳·厄恩斯特博士(Dr Carolyn Ernst)是“飞镖”摄像系统的设备科学家,看见迪莫弗斯,她感到极度兴奋。

“它看起来很可爱;就像个小月亮,太逗趣了,”她说。

“它在很多方面看起来都像我们见过的其他一些小行星,它们表面上也铺满巨石。于是我们怀疑,它可能是瓦砾堆,有点像松散堆积的。”

Infographic

“飞镖”(Dart)是“双小行星改道测试”(Double Asteroid Redirection Test)的简写。

它的设计用途“就是铁皮上所写”,项目的领导者安迪·里夫金博士(Dr Andy Rivkin)向BBC表示。

“这项技术称为’动力撞击器技术‘(kinetic impactor technique),可能被用于防备日后可能有小行星飞来的时候。这是一个非常简单的想法:你把飞行器飞进你所担心的轨道上,然后你用飞行器的体积和速度来稍为改变物体的轨道,以足够让它躲开地球,而不是撞上地球。”

迪莫弗斯和迪迪莫斯是谨慎选择的。在演练之前,两者都不是在与地球相交的轨道上,而它们的轨道作为细微改变,并不会增加这种风险。

但是外面有些陨石是有可能对我们造成危险的。

尽管巡天观测已经认定了95%假如与地球相撞就可能导致地球灭绝的巨型小行星(它们不会撞过来;它们的轨道经过电脑计算,不会靠近地球),但是仍然有很多目前尚未侦测的小型物体,可能导致灾难,哪怕只是地区性的。

Artwork: Dart approaches Dimorphos
图像来源,NASA/JPL-APL 效果图:“飞镖”任务团队对于命中目标感到非常鼓舞

一个像迪莫弗斯这种规模的物体将会撞出一个可能有宽1公里和一两百米深的陨石坑。撞击点附近的破坏将会很严重。所以这样就能看到小行星是否能被推得更慢或更快。速度的改变不一定要很大,特别是如果在预计与地球相撞之前多年开始进行的话。

“打个比方就是,如果你戴一只腕表,然后弄坏了它,它就可以跑得快一点了,”同是约翰·霍普金斯大学实验室的“飞镖”项目科学家南茜·查博特博士(Dr Nancy Chabot)解释说,“头一两天你可能不会注意到误差,但是几个星期后,你会开始注意到,手表已经不再显示准确时间了。它跑快了,它比原本应该到的点早到了。”

Graphic: Asteroid populations

“飞镖”的照片流或许在撞击时瞬间结束了,但是我们应该能从一个旁观的飞行器那里获得更多的照片。

一枚小型的意大利立方卫星以三分钟飞行距离紧随主飞行器之后,躲在在50公里之外的安全距离。

这枚叫“LiciaCube”的小立方星收集的数据将会在未来几天传送回地球。

它肯定会捕捉到“飞镖”撞出的碎片散出的画面。

从现在起的四年,欧洲航天局(European Space Agency)将会有三枚飞行器——被整体称作“希拉任务”(Hera mission)——撞击迪迪莫斯和迪莫弗斯,以作后续的研究。

Artwork: Hera mission
图像来源,HERA/ESA 效果图:欧洲航天局将会送出三个飞行器,作后续的研究

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