行星防御不再是纸上谈兵: 今天早上,NASA使用航天器成功击中一颗小行星
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对可能撞击地球的小行星进行干预在很多科幻作品中都出现过,实际上这个题材早已不怎么“科幻”了,因为小行星真的有可能撞击地球,而人类也真的可能具备对此进行干预的能力了。就在今天,美国航空航天局使用DART航天器进行了人类历史上第一次试图干预其他天体运行轨道的行动:撞击一颗直径160m的小行星。
图源:pixabay.com
小行星的卫星 Dimorphos
由243张图像的合成的目标图片。
图源:NASA JPL DART Navigation Team
图源:ESA
小行星 65803 Didymos 是一颗双星近地小行星,直径约为780m,而 Dimorphos 则是它的卫星,直径约 160m。这颗小行星游荡在太阳系里,不会跟地球的轨道发生重合,很安全;距离地球最近时,约为1100万公里,而撞击就选择了这个时机,容易观测也容易控制各种航天器。由于 Dimorphos 绕着 Didymos 运行的公转速度比它们绕太阳运行的速度要慢得多,在这个双星系统内,小卫星被撞击后的运行状态改变更容易测量。
对它们的跟踪观测已经持续了很久,一方面是为航天器的撞击选择最准确的角度,一方面也收集足够的数据,用以对比撞击前后卫星 Dimorphos 的轨道变化情况。因为DART的质量只有600公斤,对于直径160m,质量超过五百万吨的 Dimorphos 来说像一粒沙子。即便DART成功地改变了Dimorphos的轨道,也只能观察一些细微的迹象。
DART航天器
图源:NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben
分离,瞄准,撞击,观测
图源:NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben
JPL 的导航部门具备丰富的经验,他们已经将航天器送入了太阳系好几个行星:卡西尼号到达土星,朱诺号到达木星,毅力号到达火星。每个任务都会带来一系列独特的挑战,而 DART 任务也有自己的特点。
在撞击前24小时,导航团队必须将 DART 航天器送入一个只有15公里宽“发射跑道”内,之后最终的轨道修正将由 DART 航天器自行完成,最终以6.1公里/秒的速度撞击目标。同时他们也必须规划好辅助设备的轨道:意大利航天局 (ASI) 的 Light Italian CubeSat for Imaging Asteroids, 简称LICIACube。这个小航天器已经在9月11日与DART分离,它的任务是在 DART 撞击后2 -3分钟内到达 Dimorphos 周围40-80公里的范围内,近到足够拍到撞击和喷射羽流的现场高清照片。
DART 和 LICIACube 在撞击 之前将分离。
图源:NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben
近地天体研究中心 ( CNEOS )的成员将和其他机构的人员一起研究撞击喷出的岩石羽流、破碎的石块和尘埃,以及DART留下的人造“陨石坑”。数据和图像不仅来自 DART 和 LICIACube ,还会有太空和地面望远镜的加入——哈勃和韦伯望远镜都将加入围观。
科学家们预计撞击将使 Dimorphos 的公转速度降低约 1%。之前 Dimorphos 的公转周期约为12小时,如果撞击能够缩短公转周期73秒以上,则任务就算成功,这代表在有意义的尺度上改变了小行星的运行状态,而最乐观的估计最长可降低10分钟。
北京时间9月27日早上7点14分左右,DART成功命中了 Dimorphos , 上面搭载的 DRACO 成像仪发回了命中前的最后一段视频。
来源:NASA
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