小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星

时机已经成熟 , 我们准备用一艘宇宙飞船去撞击一颗小行星 。
这颗小行星叫做迪蒂莫斯-B,是迪蒂莫斯双星系统中较小的一颗 。 该航天器是美国航天航空局的双小行星重定向测试(DART) 。 此次撞击实验是为了测试航天器的撞击是否可以改变小行星的轨道 , 从而保护地球免受太空岩石的伤害 。
小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星
本文图片

这项由欧洲航天局(EDA)和美国航天航空局(NASA)联合制定的小行星撞击及偏转项目宣布于今年 , 但近来小行星任务中的意外发现可能会对这次试验产生影响 。

例如 , 今年日本航天局(JAXA)的“隼鸟二号”(Hayabusa2)轰炸小行星“龙宫”(Ryugu)时 , 形成了一个比预想大几倍的撞击坑 。 此外 , 这颗小行星的表面上的物质与沙粒很相似 , 这可能会影响动力冲击偏转的有效性 。
小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星
本文图片


“‘隼鸟二号’的撞击表明像沙子一样的表面和风化层是没有凝聚力的 。 主导这个撞击过程的是重力 , 而不是构成小行星的物质本身的强度 。 ”法国国家科学研究中心(CNRS)的行星科学家帕特里克·米歇尔解释道 。
小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星
本文图片

“如果重力在迪蒂莫斯-B上也起主导作用 , 即使它小的多 , 我们最终任然可能会得到一个比我们的模型和实验结果更大的陨石坑 。 最终 , 这些小天体对人们的影响会非常小 , 这项推论可能会对行星防御产生重大影响 。 ”

继之前在罗马举办的AIDA研讨会之后 , 科学家们在日内瓦召开的2019年EPSC-DPS联席会议进一步讨论了该项目 。
小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星
本文图片

“今天 , 我们是人类历史上第一批拥有技术去改变一颗小行星轨道从而避免地球受到撞击的人 。 ”欧洲航天局(ESA)的天文学家伊恩·卡内利在接受《技术评论》采访时回答道 。

“需要解答的关键问题是 , 我们现有的技术和模型真的能发挥作用吗?正如开车前需要买份保险 , 行星撞击及偏转项目(AIDA)便是地球的保单 。 ”

迪蒂莫斯系统也是一个完美的测试平台 。 它是近地天体 , 所以离地球不远 , 同时也不会与地球发生碰撞 , 这就意味着我们的测试不大可能适得其反 。
小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星
本文图片

“作为双小行星重定向测试(DART)的目标 , 迪蒂莫斯系统是人类首次进行行星防御实验的理想对象 。 ” 约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家南希·夏博特说道 。

“它不在与地球相撞的轨道上 , 因此目前不会对地球构成威胁 。 然而 , 其二元性质使得双小行星重定向测试(DART)能够试验和评估动力冲击器的效果 。 ”

在这个双星系统中 , 较大的迪蒂莫斯-A直径约780米;较小的迪蒂莫斯-B直径约160米 , 有时被称为“Didymoon” , 它每11.92小时绕较大的小行星公转一圈 。 ,

当双小行星重定向测试(DART)以每小时23760公里(每小时14760英里)的速度撞击迪蒂莫斯-B时 , 它只会对小行星的速度产生非常轻微的影响——大约每秒1厘米 。
小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星
本文图片


对于单个小行星 , 我们可能根本无法探测到这些改变;但在迪蒂莫斯系统中 , 预计撞击会稍微改变迪蒂莫斯-B的轨道周期 , 可能会比原本的11.92个小时多花几分钟 。

这听起来可能微乎其微 , 但如果我们能足够早地拦截一颗飞向地球的小行星 , 这微小的速度变化就能让结果大相径庭 。

DART计划于2021年7月发射航天器 , 预计将于2022年9月与小行星相撞 。 一颗名为LICIAcube的小型立方体卫星将在撞击之前脱离航天器并拍摄撞击照片传回地球 。 随后 , 地面望远镜将观测迪蒂莫斯系统 , 根据其系统光照曲线的规律性下降来判断公转周期是否改变 。
小行星|国际航天局将用一艘宇宙飞船撞击一颗小行星
本文图片

任务的第二部分是欧洲航天局的“赫拉” 。 这是一艘小型观测飞船 , 将于2023年发射 , 2027年抵达迪蒂莫斯-B进行观测 。 由于我们不能从地球上看清楚小行星系统 , “赫拉”将告诉我们所有更精细的细节——例如 , DART计划的撞击是否能使迪蒂莫斯-B纵向摆动 。


推荐阅读