
如何防止小行星撞地球?人類首次發射航天器主動撞向“雙形態”小行星
任務航天器
主體約1米見方,兩側各有一個展開后長約8.5米的太陽能板,發射時重約610千克
目標小行星
直徑約160米的小行星Dimorphos(“雙形態”),該星正圍繞直徑約780米的小行星Didymos(“雙胞胎”)旋轉,是它的小衛星
撞擊時間
2022年秋季,“雙胞胎”小行星系統距離地球最近(1100萬千米)的時候,以每秒約6.6千米的速度撞擊Dimorphos,以改變其運動軌跡
近日,美國國家航空航天局(NASA)使用SpaceX獵鷹9號火箭,從加州范登堡航天發射場發射了一艘航天器升空,以便通過撞擊測試保護地球規避其他天體的技術。
英國《衛報》稱,這項任務名為“雙小行星重定向測試”(DART),旨在測試一種行星防御系統,以幫助人類避免遭遇恐龍的厄運。這將是人類首次試圖干預太陽系的引力互動,通過真實數據了解應該如何讓一顆可能引發“世界末日”的小行星遠離地球。
任務:
首次實測如何防范近地天體撞擊
地球不斷遭到星際碎片的撞擊,但這些碎片通常早在落地之前就分裂或者燒毀了。不過,偶爾會有一個足以造成嚴重破壞的大家伙落到地面上。有人認為,大約6600萬年前就發生過這樣一次撞擊,終結了恐龍時代,導致大量塵埃和碎片飛濺到上層大氣,擋住了陽光,令食物鏈崩潰。有朝一日,某種類似的大家伙也可能終止人類時代——除非我們想辦法改變它的飛行方向。
“雙小行星重定向測試”(DART)任務,由美國航空航天局交由約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室負責,將首次測試這種驅離小行星的策略是否切合實際:測試航天器能否自主航行到目標小行星附近并刻意撞上去,同時觀測小行星偏離原軌道的程度。簡單來說,這是一次“有去無回”的任務,用以證明利用撞擊策略預防小行星撞地球的可行性。
英國國家近地天體信息中心主任杰伊·泰特說:“這是邁向實際測試如何防范近地天體撞擊的第一步。如果能夠奏效,將是一個重大事件,因為這證明我們擁有保護自身的技術能力?!?/p>
目標:
2022年撞擊“雙胞胎”小行星系統
DART任務航天器相對較小,主體約1米見方,兩側各有一個完全展開后長約8.5米的太陽能板,發射時重約610千克。DART任務航天器搭載了約50千克重、用于航天器制動和姿態控制的肼類推進劑,以及約60千克用于操作離子推進技術驗證機的氙。
據報道,航天器將飛向直徑約160米的小行星Dimorphos(“雙形態”),該星正圍繞比自己更大的直徑約780米的小行星Didymos(“雙胞胎”)旋轉,它們合稱“雙胞胎”小行星系統。Dimorphos目前并未對地球構成威脅,且DART任務航天器與之撞擊后也不會對地球構成新的威脅,因此是理想的小行星防御測試目標。
美國宇航局稱,任務目標是有意撞擊Dimorphos,以改變小行星在太空中的運動。這次碰撞將由意大利航天局提供的一顆立方衛星LICIACube記錄。
美媒稱,現在是執行“雙小行星重定向測試”的“最佳時機”。2022年9月,Didymos和Dimorphos預計將相對接近地球,處于6835083英里(1100萬千米)之內的位置。
“雙小行星重定向測試”協調主管查沃特(Nancy Chabot)介紹說,航天器與火箭分離后,將飛行近一年。定于2022年秋季,即“雙胞胎”小行星系統距離地球最近(1100萬千米)的時候,以每秒約6.6千米的速度撞擊Dimorphos,以改變其運動軌跡。
美國宇航局科學家斯塔特勒(Tom Statler)在一份聲明中說,天文學家會通過天文望遠鏡比較撞擊前后的觀測結果,以確定Dimorphos軌道周期的變化情況,“這項關鍵測量將告訴我們,小行星對我們的偏轉試驗做出了何種反應?!?/p>
未來:
2024年“赫拉”號航天器 將造訪“雙胞胎”系統
目前的預測是,撞擊將使Dimorphos的飛行速度發生1%的改變,而Dimorphos圍繞Didymos的運轉周期的變動幅度將達到幾分鐘,略微拉近兩顆小型天體之間的距離。地面望遠鏡將在撞擊前后展開觀測,對軌道變化進行詳細測定。
然后到2024年11月,歐洲航天局“赫拉”號航天器將造訪“雙胞胎”系統,進一步觀察“宇宙臺球實驗”的影響,并采集各種詳細數據,比如Dimorphos小行星的精確質量、成分和內部結構,以及DART所留下撞擊坑的大小和形狀。這些詳細數據對于如何把小行星驅離實驗轉變為可擴展、可重復的技術而言非常重要。
但即便如此,任何單一的驅離策略都不足以達到效果。泰特說:“如果(此次任務)能夠達到效果,將使我們得以實時觀測一個小型物體撞擊小行星的效果。但問題在于沒有兩顆小行星或彗星是一模一樣的,如何實現驅離取決于諸多變量:其組成成分、組合方式、旋轉速度,當然還有你剩下的時間。”
泰特指出:“這場游戲不存在萬能法寶。你需要的是應對不同類型目標的一系列不同的驅離方案。”
綜合新華社、人民日報客戶端、浙江日報等
假如小行星撞地球 人類怎么防?
有小行星要撞向地球?這樣的消息一旦出現,多多少少總會讓生活在地球上的人們略感恐慌。事實上,雖然每年有大量小行星撞向地球,但絕大部分都在地球大氣層中分解。不過,小行星撞地球的風險理論上確實存在。
據美國行星學會介紹,目前關于防止小行星撞擊地球的技術存在多種思路:
極端方式:核爆;
溫和方式:讓一個重型航天器擦過小行星,從而使小行星偏離原來軌道;
介于二者之間:動能撞擊器技術,重點是以一個或多個航天器高速撞擊小行星,以改變其軌道。
不過,在真正的行星防御場景中,還有更多因素需要考慮,如一些國家可能受到小行星撞擊,另外一些國家有能力采取行動阻止撞擊,這就需要加強國際合作。此外,對小行星的質量預估有誤,或小行星軌道發生偏轉,都可能影響最終防御效果。
因此,假如危險真的來臨,防御小行星撞地球,仍需根據不同類型目標,制定不同方案。
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